DEP0051829DA - Verfahren zur Herstellung von N,N'-Diarylverbindungen von Perylentetracarbonsäurediimiden - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von N,N'-Diarylverbindungen von Perylentetracarbonsäurediimiden durch eine Reaktion, die unter Verwendung von Wasser als Verdünnungsmittel durchgeführt wird.

N,N'-Diarylverbindungen von Perylentetracarbonsäurediimiden sind infolge ihrer Fähigkeit, Ausfärbungen in lebhaften roten Tönen mit guten Echtheitseigenschaften zu liefern, als Küpenfarbstoffe wertvoll.

Diese Farbstoffe wurden bisher ganz allgemein nach dem in der Deutschen Patentschrift 386 057 beschriebenen Verfahren hergestellt, nach welchem Perylentetracarbonsäure oder deren Dianhydrid mit dem gewünschten Amin zur Reaktion gebracht und hierbei ein Überschuss des Amins als Lösungsmittel benutzt wird. Die Reaktion verläuft nach dem folgenden Schema: Überschüssiges Arylamin <Formel>

Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass es eine besondere Stufe für die Rückgewinnung des überschüssigen Arylamins zwecks Wiederverwendung in dem Verfahren erfordert. Weiter gehen bei einer derartigen Rückgewinnung gewisse Mengen des Arylamins unvermeidlich verloren, und da das Arylamin ein teures Produkt ist, wird die allgemeine Brauchbarkeit des Verfahrens hierdurch beeinträchtigt.

Perylentetracarbonsäuren und deren Dianhydride sind bekanntlich unlöslich in Wasser. Es wird allgemein angenommen, dass sich die meisten chemischen Reaktionen nur durchführen lassen, wenn die benutzten Reaktionskomponenten sich in Lösung befinden. Infolge der grossen Unlöslichkeit der Perylentetracarbonsäure und ihren Anhydrids in Wasser war es daher überraschend, dass die Reaktion dieser Komponenten mit einem Arylamin zwecks Herstellung der entsprechenden Diimide in wässrigem Medium durchgeführt werden kann. Noch überraschender ist jedoch die Tatsache, dass fast quantitative Ausbeuten der Endprodukte erhalten werden und diese ausserdem etwa das gleiche Färbevermögen (Farbkraft) wie die nach der genannten Deutschen Patentschrift erhältlichen Produkte und wesentlich bessere Druckeigenschaften besitzen.

Die Herstellung von N,N'-Diarylverbindungen von Perylentetracarbonsäurediimiden durch Erhitzen einer Perylentetracarbonsäure oder deren Dianhydrid mit einem Arylamin, unter Verwendung von Wasser als Verdünnungsmittel, ist somit Zweck der vorliegenden Erfindung.

Die Reaktion zwischen der Perylentetracarbonsäure oder deren Dianhydrid und dem Arylamin kann durchgeführt werden, indem die

Reaktionsmittel in Gegenwart von Wasser unter Rückfluss erhitzt werden, oder besser noch, indem die Reaktionsmittel in Gegenwart von Wasser in einem geschlossenen Behälter unter Druck erhitzt werden. Die Temperatur, auf die die Reaktionsmittel bei letzterer Verfahrensweise erhitzt werden, liegt zwischen etwa 130 - 150°. Drucke in der Grössenordnung von etwa 2,0 - 2,8 Atm. ergeben, wie gefunden wurde, ausgezeichnete Resultate.

Es wurde festgestellt, dass die Reaktion mit grösster Geschwindigkeit abläuft und bessere Produkte erhalten werden, wenn die als Ausgangsmaterial benutzte Perylentetracarbonsäure in der Form angewendet wird, in der sie durch Ausfällen aus ihren Alkalisalzen, wie einem Natrium-, Kalium- oder Lithiumsalz erhalten wird. Für die Durchführung der Fällung können z.B. Salzsäure, Schwefelsäure, Essigsäure oder Ameisensäure benutzt werden. So gefällt, befindet sich die als Ausgangsmaterial benutze Perylentetracarbonsäure offensichtlich in einem sehr fein verteilten Zustande, wodurch ihr Umsatz mit dem Arylamin erleichtert wird.

An Stelle der Perylentetracarbonsäuren selbst oder deren Dianhydride können auch Derivate der Perylentetracarbonsäure, wie beispielsweise deren Mono-, Di-, Tetra- oder andere Polychlor- bzw. Polybromverbindungen, benutzt werden.

Das Arylamin ist ein primäres Monoarylamin, vorzugsweise der Benzol- und Naphthalinreihe. Geeignete Arylamine sind z.B. Anilin, p-Anisidin, p-Chlor-anilin, p-Äthoxy-anilin, Dichloranilin, Toluidin, p-Äthyl-anilin, Sulfanilsäure, Metanilsäure, (Alpha)- und (Beta)-Naphtylamine.

Die Erfindung wird durch die folgenden Ausführungsbeispiele veranschaulicht, in denen die Teile Gewichtsteile bedeuten.

Beispiel 1.

Perlyentetracarbonsäureanhydrid wurde in verdünntem Alkali gelöst, indem ein Gemisch aus 19,6 Teilen des Anhydrids, 20 Teilen Ätzkali und 350 Teilen Wasser auf 90° erhitzt wurde. Die Lösung wurde auf 50° abgekühlt und in ein Gemisch aus 26,3 Teilen Eisenessig, 18,5 Teilen p-Anisidin und 100 Teilen Wasser eingegossen. Es wurde ein orangefarbiger Niederschlag oder eine Aufschlämmung erhalten, der bzw. die möglicherweise ein Aminsalz der Perylentetracarbonsäure ist. Diese Aufschlämmung wird in einem Druckbehälter 5 Std. lang auf 140-145° unter etwa 2,8 atm erhitzt, wodurch das N,N'-Diarylperyltatracarbonsäurediimid in nahezu quantitativer Ausbeute gebildet wird. Der Farbstoff ist in seinem Färbevermögen dem durch Erhitzen eines Gemisches von Perylentetracarbonsäure und überschüssigem Amin nach der Deutschen Patentschrift 386 057 erhaltenen Farbstoff etwa gleichwertig und diesem in den Druckeigenschaften wesentlich überlegen.

Beispiel 2.

Das Verfahren ist dasselbe wie im Beispiel 1, nur, dass an Stelle des Perylentetracarbonsäureanhydrids 21, 4 Teile Monochlorperylentetracarbonsäureanhydrid (8,8% Chlor) benutzt werden. Der erhaltene Farbstoff ist gelber als der nach Beispiel 1 hergestellte.

Beispiel 3.

Das Verfahren ist dasselbe wie im Beispiel 1, nur, dass

19,1 Teile p-Chlor-anilin an Stelle von p-Anisidin benutzt und 15 Std. lang erhitzt wird. Die Ausbeute des erhaltenen Farbstoffes ist nahezu quantitativ.

Beispiel 4.

Das Verfahren ist dasselbe wie in Beispiel 1, nur, dass das Reaktionsgemisch an Stelle unter Druck unter Rückfluss erhitzt wird. Die Qualität des erhaltenen Farbstoffes ist etwas geringer als die des nach Beispiel 1 erhältlichen.

Beispiel 5.

Ein Gemisch aus 19,6 Teilen trockener Perylentetracarbonsäure, die durch Ansäuern einer Lösung des Kaliumsalzes mit Essigsäure gefällt wurde, 18 Teilen p-Anisidin und 500 Teilen Wasser wurde in einem Druckbehälter bei 140 - 145° und 2,8 atm 5 Std. lang erhitzt. Die Ausbeute des Farbstoffes war geringer als die in Beispiel 1, wo die Perylentetracarbonsäure vor der Herstellung des Diimids nicht getrocknet wurde. Die Druckeigenschaften dieses Farbstoffes sind nicht so gut wie die des nach Beispiel 1 hergestellten.

Beispiel 6.

19,6 Teile Perylentetracarbonsäure wurden in Chlorsulfonsäure gelöst und nach dem Aufgiessen auf Eis abfiltriert und neutral gewaschen. Der nasse Filterkuchen wurde dann wie im Beispiel 5 in einem Druckgefäss mit p-Anisidin aufgearbeitet. Die Ausbeute an Farbstoff war nicht ganz so gut wie die im Beispiel 1 erhaltene.

Die Erfindung kann in der Ausführung verschiedene Abänderungen erfahren; sie ist aber daher nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt.

Claims (3)

1. Verfahren zur Herstellung von N,N'-Diarylverbindungen von Perylentetracarbonsäurediimiden aus Perylentetracarbonsäuren oder deren Dianhydriden und eines Arylamin, dadurch gekennzeichnet, dass Wasser als Verdünnungsmittel angewandt und das Gemisch der Komponenten erhitzt wird, bis Diimidbildung eintritt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus der wässrigen Lösung eines ihrer Alkalisalzes mittels einer Säure abgeschiedenen Perylentetracarbonsäuren angewandt werden.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Erhitzen in einem geschlossenen Behälter unter Druck durchgeführt wird.