JP3567137B2 - アセトキシエチルスルホン基を有する黒色反応性染料 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アセトキシエチルスルホンを反応基として有する黒色反応性染料 に関するもので、より詳細にはアミノフェニル−β−アセトキシエチルスルホンが反応基として導入されることにより、１） 水に対する溶解度が低いので、ろ過する際に濾液中に失われる染料の損失量を大幅に減らすことができること；２） 塩析（ｓａｌｔｉｎｇ−ｏｕｔ）が容易であるので、塩析工程を行う時に既存の染料より少量の塩（ｓａｌｔ）を使用することにより、廃水の処理費用を大幅に節減させる効果があること；３） 優れた直接性により染着率を高められること；さらに、４）鮮明な色彩を帯びることを長所として有する、次の化学式１で表されるアセトキシエチルスルホンを反応基として有する黒色反応性染料に関するものものである。
【０００２】
【化７】
化学式１
式中、Ｍはアルカリ金属原子を示す。
【０００３】
【従来の技術】
反応性染料を合成した後に、混合物から染料を分離する方法の１つとして塩析（ｓａｌｔｉｎｇ−ｏｕｔ）が行われている。しかし、ビニルスルホン系の反応性染料を製造する時に、アミノフェニル−β−スルファトエチルスルホン化合物を中間体として染料を合成する場合には、水に対する染料の溶解度が高く、塩析（ｓａｌｔｉｎｇ−ｏｕｔ）を阻害するので、噴霧乾燥を採用したり、又は多量の塩を使用しなければならない。上記の噴霧乾燥、あるいは多量の塩を利用する染料の分離方法は、染料及び塩の濃度が高い廃水を発生させて主な環境汚染源になり、また残留染料の濃度が高いので廃水の処理費用が高くなるという問題がある。
特に、アミノフェニル−β−スルファトエチルスルホンを反応基として有する黒色反応性染料は、赤味を帯びると共に高い水溶解度によりその直接性が劣る短所がある。
【０００４】
最近、ヨーロッパ及び米国のような先進国では、染色廃水に対する塩の濃度が環境規制の対象になっているので、少量の塩を含む低塩の染料を製造する研究が継続して行われている。現在、低塩を含む染料が市販されている。また、作業者の健康をはじめ、最近の染色工程自動化による正確な計量のために、液体染料を使用しようとする傾向がだんだん増えている。上記の安定な液体染料を製造するためには、塩の除去された高濃度の染料を使用しなければならない。
従って、アミノフェニル−β−スルファトエチルスルホンを使用して合成された染料に比べ、水に対する溶解度が相対的に低い次の化学式２で表されるアミノフェニル−β−アセトキシエチルスルホン化合物を反応基として使用して染料を合成すれば、特別な場合を除いて大部分の場合には塩析が非常に容易である。
【０００５】
【化８】
化学式２
【０００６】
上記の化学式２で表されるアミノフェニル-β-アセトキシエチルスルホン化合物を反応基として使用する染料の合成工程においては、既存の染料より塩の使用量を減らすことができるので、廃水に対する塩の濃度を低めることができる。 また、水に対する染料の低い溶解度によりろ過する際に濾液中に失われる染料の量が少ないので、既存の染料の製造方法よりも廃水中の染料の濃度を減らして廃水の処理費用を節減することができる。さらに、上記の方法によれば、より少ない量の塩を含む高純度の染料を得ることができるので廃水中の染料の濃度を減らし、液体染料を製造するための脱塩工程がより容易になる。
上記の化学式２で表される化合物は公知であり、その製造方法は各種の文献に報告されている。その中、特に4-アミノフェニル-β-アセトキシエチルスルホンの製造例(特開昭 56-22354 号、ドイツ特許第2,929,107号)を次の反応式１に示す。
【０００７】
反応式１
【０００８】
上記の反応式１により、４−アセトアミノフェニル−β−ヒドロキシエチルスルホンと９８％硫酸を反応させて、上記の化学式２と化学式３で表される化合物がそれぞれ７０：３０の比率で混合されている混合物が得られる。この混合物を使用して合成された染料は優れた染色特性をもつと報告されている。しかし、上記の反応式１により得られた混合物を利用して染料を合成すれば４−アミノフェニル−β−スルファトエチルスルホンが存在し、その高い水溶解度により直接性が劣るという問題がある。
しかし、現在まで報告された文献によれば、上記の化学式２で表されるアミノフェニル−β−アセトキシエチルスルホンにより上記の化学式１で表される黒色反応性染料を合成した例はなかった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このような研究の一環として、本発明者は、高収率及び高純度の黒色反応性染料を製造する方法に対して努力した結果、上記の化学式２で表されるアミノフェニル−β−アセトキシエチルスルホンを反応基として導入された黒色反応性染料を合成して本発明を完成した。
従って、本発明の目的は、染料を製造する時に汚染源を減らすことができ、鮮明な色彩と低い水溶解度と共に、優れた直接性により高い染着率を有するアセトキシエチルスルホンを反応基として有する黒色反応性染料を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、次の化学式１で表されるアセトキシエチルスルホンを反応基として有する黒色反応性染料に関するものである。
【化９】
化学式１
式中、Ｍはアルカリ金属原子を示す。
【００１１】
本発明をさらに詳細に説明すれば次のとおりである。
本発明の上記の化学式１で表されるアセトキシエチルスルホンを反応基として有する黒色反応性染料は、使用された原料物質の種類に従ってその製造方法が異なる。例えば、次の反応式２は、アミノフェニル−β−アセトキシエチルスルホン化合物を原料物質として黒色染料を製造する方法を示す。また、次の反応式３は、アミノフェニル−β−ヒドロキシエチルスルホン化合物を原料物質として黒色染料を製造する方法を示す。
次の反応式２に基づいた製造方法によると、ａ） 次の化学式２で表されるアミノフェニル−β−アセトキシエチルスルホン化合物をジアゾ化する工程；ｂ） 上記ジアゾ化とは別に、塩基を使用して１−ナフトール−８−アミノ−３，６−ジスルホン酸化合物を中和する工程；及び、ｃ） 上記のａ）工程及びｂ）工程から得られた２つの反応溶液を０−５℃の範囲で混合し、塩基を加えてｐＨを７以下に調整しながら、攪拌する工程を含むことを特徴とする方法により、上記の化学式１で表される黒色反応性染料を製造する。
【００１２】
反応式２
式中、Ｍはアルカリ金属原子を示す。
【００１３】
上記の反応式２による製造方法をさらに詳細に説明すれば次のとおりである。
上記の化学式２で表されるアミノフェニル−β−アセトキシエチルスルホン化合物をジアゾ化する。この時に、上記のジアゾ化方法は通常の方法であり、例えば０−５℃の範囲でアミノフェニル−β−アセトキシエチルスルホンを水に分散させた後に、濃い塩酸とＮａＮＯ２を添加してジアゾ化反応を行う。
つづいて、他の反応容器で塩基を使用して１−ナフトール−８−アミノ−３，６−ジスルホン酸化合物を中和し、１−ナフトール−８−アミノ−３，６−ジスルホン酸化合物に存在するスルホン酸基（−ＳＯ３Ｈ）をスルホン酸金属塩（−ＳＯ３Ｍ）に転換させる。この時に使用される塩基としては、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩等のように通常的なものであり、望ましくはＮａＯＨ、ＬｉＯＨ、Ｎａ２ＣＯ３、Ｌｉ２ＣＯ３を使用する。塩基の使用量は１−ナフトール−８−アミノ−３，６−ジスルホン酸に対して当量比として投入する。
その後、中和液である１−ナフトール−８−アミノ−３，６−ジスルホン酸を氷、あるいは冷媒を使用して５℃以下に維持する。これはジアゾ化合物とのカップリング反応を行う時に、０−５℃の範囲で行うためである。
【００１４】
つづいて、上記のジアゾ化合物と１−ナフトール−８−アミノ−３，６−ジスルホン酸との中和液を混合し、塩基を加えて反応溶液のｐＨを７以下とし、０−５℃の範囲で攪拌して本発明が目的とする上記化学式１で表される黒色反応性染料を製造する。ジアゾ化合物は、１−ナフトール−８−アミノ−３，６−ジスルホン酸に対して２−３の当量比として添加することが望ましい。その使用量が上記の当量比の範囲を外れれば、反応基が加水分解される問題がある。また、反応温度が０℃より低くなると反応が円滑に行われないし、５℃を超えれば副反応が進むという問題がある。
また、上記の反応式２において原料物質として使用される上記の化学式２で表されるアミノフェニル−β−アセトキシエチルスルホン化合物は、アセトアミノフェニル−β−ヒドロキシエチルスルホンを塩化水素の含まれた酢酸溶液と反応させる簡単な方法により製造できる。
上述のとおり、上記の反応式２による製造方法では、反応性染料の反応基として上記の化学式２で表されるアミノフェニル−β−アセトキシエチルスルホンを原料物質として使用することにより、従来のアミノフェニル−β−スルファトエチルスルホンを反応基として有する染料を使用した時には得らなかった鮮明な色彩の染料及び高純度の染料を合成することができる。
【００１５】
特に、上記の化学式２で表されるアミノフェニル−β−アセトキシエチルスルホン化合物は、上記の化学式３で表されるアミノフェニル−β−スルファトエチルスルホン化合物に存在するスルホン酸基（−ＳＯ３Ｈ）がないので、カップリング反応を行うために中和するときに使用されるアルカリの量を減らすことができる。
また、 上記の化学式２で表されるアミノフェニル−β−アセトキシエチルスルホンを原料物質として使用する上記の反応式２による製造方法の場合には、 上記の化学式３で表されるアミノフェニル−β−スルファトエチルスルホン化合物を使用して製造する次の化学式４で表される染料の公知の製造工程に比べて反応副産物がほとんど生成しないので、反応液をそのまま噴霧乾燥しても非常に鮮明な色彩の染料を得ることができる長所がある。染料の分離工程においては、次の化学式４で表される染料の水溶解度が極端に高くて塩析が不可能である。その反面、本発明により上記の化学式１で表される黒色反応性染料は、 塩析による分離方法を通じて少量の塩を含む高濃度の染料及び反応副産物がほぼ含まれない純粋な染料を得ることができる。
【００１６】
【化１０】
化学式４
【００１７】
一方、本発明により上記の化学式１で表される黒色反応性染料を製造する他の製造方法を次の反応式３に示す。
次の反応式３による製造方法によると、ａ） 次の化学式５で表されるアミノフェニル−β−ヒドロキシエチルスルホン化合物をジアゾ化する工程；ｂ） 上記ジアゾ化と別に、塩基を使用して１−ナフトール−８−アミノ−３，６−ジスルホン酸化合物を中和する工程；ｃ） 上記のａ）工程及びｂ）工程から得られた２つの反応溶液を０−５℃の範囲で混合し、塩基を加えてｐＨを７以下に調整しながら、攪拌して次の化学式６で表される中間体を製造する工程；及び、ｄ） 上記の化学式６で表される中間体を無水酢酸に溶かし、８０−９０℃で攪拌する工程を含むことを特徴とする方法により上記の化学式１で表される黒色反応性染料を製造する。
【００１８】
【化１１】
反応式３
【００１９】
しかし、上記の化学式５で表されるアミノフェニル−β−ヒドロキシエチルスルホン化合物を反応基として黒色反応性染料を合成する方法（反応式３）は、上記の化学式２で表されるアミノフェニル−β−アセトキシエチルスルホン化合物を反応基として使用して反応性染料を合成する方法（反応式２）とは異なり、赤色を帯びた少量の反応副産物が生成するという問題がある。 また、反応工程中に生成した上記の化学式６で表される中間体を分離して完全に乾燥した後に、無水酢酸と反応させなければならないという煩雑さがある。
本発明の製造方法により製造された上記の化学式１で表される黒色反応性染料を用いて綿、毛及び絹に染色すれば、堅牢度がすぐれた黒色反応性染色物が得られる。また、化学式１で表される黒色反応性染料は、化学式４で表される染料に比べて、染色した時に、染着率、色収率及び堅牢度が非常にすぐれていることが認められる。
本発明を次の実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。
【００２０】
製造例：４−アミノフェニル−β−アセトキシエチルスルホンの製造
１００ ｍｌの反応器にゴム風船を吊ったコンデンサーを取り付け、これに酢酸（６０ｇ、１ ｍｏｌ）と水（１．８ｇ、１ ｍｏｌ）を入れて反応溶液の温度を１５℃に維持しながら、塩化水素気体（５．５ｇ、０．１５ ｍｏｌ）を１．５−２時間にわたって徐々に反応溶液に注入した。これに４−アセトアミノフェニル−β−ヒドロキシエチルスルホン（２４．３ｇ、０．１ ｍｏｌ）を入れ、１時間にわたって７０−７５℃の範囲で徐々に加熱した後、９時間にわたって攪拌した。
徐々に攪拌させながら、反応物を室温に冷却させてろ過し、酢酸（５ ｍｌ）で２回洗浄した。ろ過された固体を６０℃で真空乾燥して氷（１０ｇ）と水（２５ ｍｌ）に分散させた後に、溶液が中性になるように１５％炭酸ナトリウム水溶液で中和させて結晶をろ過した。水（５ ｍｌ）で３回洗浄した後に、乾燥して固体形態である白色の純粋な２０．６ｇの４−アセトアミノフェニル−β−アセトキシエチルスルホン（２０．６ ｍｏｌ、収率：８４．８％、純度：９７．５％）を得た。
融点：９２−９３℃
【００２１】
実施例１
４−アミノフェニル−β−スルファトエチルスルホン（２６．７６ｇ、０．１１ ｍｏｌ）に２００ ｍｌの水を入れて分散させた分散液に４０ ｍｌの３Ｎ ＮａＮＯ２（０．１２ ｍｏｌ）を加えて０−５℃の範囲に維持した後に、９０ｇの氷を入れて２４．０ ｍｌの３５％ＨＣｌ（０．２７６ ｍｏｌ）を添加してジアゾ化した。ジアゾ化が終った後に、スルファミン酸を加えて過量の亜硝酸を除去した。
一方、１−ナフトール−８−アミノ−３，６−ジスルホン酸（１５．９７ｇ、０．０５ ｍｏｌ）に２００ ｍｌの水を入れ、ＮａＯＨ（２．０ｇ、０．０５ ｍｏｌ）で中和して溶かして０−５℃の範囲に冷却した。中和液である１−ナフトール−８−アミノ−３，６−ジスルホン酸に上記から得たジアゾ液を一時に加え、ＮａＯＨ水溶液を徐々に添加してｐＨを７以下に維持しながら、反応させた。反応の中間に３０ｇの氷を３回入れて温度の上昇を防いだ。４時間にわたって攪拌して反応を終了し、噴霧乾燥して黒色反応性染料を得た。
１Ｈ−ＮＭＲ（３００ ＭＨｚ， ＤＭＳＯ−ｄ６）： δ１．７５（ｓ， ３Ｈ）， １．７７（ｓ， ３Ｈ）， ３．７３（ｔ， ２Ｈ）， ３．７９（ｔ， ２Ｈ）， ４．２８（ｑ， ４Ｈ）， ７．４２（ｓ， １Ｈ）， ７．４８（ｓ， １Ｈ）， ７．９２（ｄ， ２Ｈ）， ８．００（ｄ， ２Ｈ）， ８．０３（ｄ， ２Ｈ）， ８．２６（ｄ， ２Ｈ）， １０．４１（ｓ， １Ｈ）， １０．６１（ｓ， １Ｈ）， １５．３６（ｓ， １Ｈ）
【００２２】
実施例２
４−アミノフェニル−β−スルファトエチルスルホンの代わりに４−アミノフェニル−β−ヒドロキシエチルスルホン（４．０６ｇ）を使用して上記の実施例１と同様な方法によりカップリング反応を行って中間体を得た。その後、乾燥した 中間体（１ｇ）に２０ ｍｌの無水酢酸を加え、８０−９０℃で８時間にわたって反応させて黒色反応性染料を得た。
【００２３】
実施例３
３−アミノフェニル−β−スルファトエチルスルホン・塩酸塩（３０．７７ｇ、０．１１ ｍｏｌ）に１２０ ｍｌの水を入れて分散させた。この分散液に１９．０ ｍｌの３５％ＨＣｌ（０．２２ ｍｏｌ）を加え、０−５℃の範囲に維持して６０ｇの氷を入れた。これに４０ ｍｌの３Ｎ ＮａＮＯ２（０．１２ ｍｏｌ）を加えてジアゾ化した。ジアゾ化が終った後に、スルファミン酸を加えて過量の亜硝酸を除去した。
一方、１−ナフトール−８−アミノ−３，６−ジスルホン酸（１５．９７ｇ、０．０５ ｍｏｌ）に１２０ ｍｌの水を入れ、ＮａＯＨ（２．０ｇ、０．０５ ｍｏｌ）で中和・溶解させて０−５℃の範囲に冷却した。中和液である１−ナフトール−８−アミノ−３，６−ジスルホン酸に上記から得たジアゾ液を一時に加え、ＮａＯＨ水溶液を徐々に添加してｐＨを７以下に維持しながら、反応させた。反応の中間に３０ｇの氷を３回入れて温度の上昇を防いだ。４時間にわたって攪拌して反応が終わると、塩析とろ過を通じて黒色反応性染料を得た。
１Ｈ−ＮＭＲ（３００ ＭＨｚ， ＤＭＳＯ−ｄ６）： δ１．７５（ｓ， ３Ｈ）， １．７６（ｓ， ３Ｈ）， ３．７８（ｔ， ２Ｈ）， ３．８２（ｔ， ２Ｈ）， ４．３０（ｔ， ２Ｈ）， ４．３２（ｔ， ２Ｈ）， ７．４１（ｓ， １Ｈ）， ７．４８（ｓ， １Ｈ）， ７．６６−７．８１（ｍ， ３Ｈ）， ７．９２（ｄ， １Ｈ）， ８．２７（ｄ， １Ｈ）， ８．２９（ｓ， １Ｈ）， ８．３７（ｄ， １Ｈ）， ８．６１（ｓ， １Ｈ）， １０．３７（ｓ， １Ｈ）， １０．４９（ｓ， １Ｈ）， １５．４７（ｓ， １Ｈ）
【００２４】
実験例
上記の実施例１で合成した黒色反応性染料で綿、毛及び絹を浸染染色を行ったた。レマゾールブラック Ｂ（Ｒｅｍａｚｏｌ Ｂｌａｃｋ Ｂ、既存のＲｅａｃｔｉｖｅ Ｂｌａｃｋ ５）に従って染色した後に、吸光度をレマゾールブラック Ｂで染色した染色物と比較した。
【００２５】
綿の染色：
上記の実施例１−２で合成した黒色反応性染料及び０．０２ｇのレマゾールブラック Ｂ（１．０％ ｏ．ｗ．ｆ． 染色）、０．０４ｇのレマゾールブラック Ｂ（２．０％ ｏ．ｗ．ｆ． 染色）及び０．０６ｇのレマゾールブラック Ｂ（３．０％ ｏ．ｗ．ｆ． 染色）をそれぞれ２５ ｍｌの水に溶解させた後に、２ｇの綿を入れて３０℃に昇温した。これに０．７５ｇの硫酸ナトリウムを入れて継続して加熱し、染色温度が５０℃になったとき、０．５ｇの炭酸ナトリウムを加えて６０分間染色した後に、冷水で水洗した。染色布をセッケン液に入れて９８℃で２０分間洗浄、水洗及び乾燥させた。
【００２６】
毛の染色：
上記の実施例１で合成した黒色反応性染料及び０．０１ｇのレマゾールブラックＢ（１．０％ ｏ．ｗ．ｆ． 染色）に３ ｍｌの緩衝溶液（ｐＨ ７）と水を入れ、すべて３０ ｍｌの染液となるようにした。１ｇの毛を入れて９５℃で６０分間染色した後に、冷水で水洗した。染色布をセッケン液に入れて９８℃で２０分間洗浄、水洗及び乾燥させた。
【００２７】
絹の染色：
上記の実施例１で合成した黒色反応性染料及び０．０１ｇのレマゾールブラック Ｂ（１．０％ ｏ．ｗ．ｆ． 染色）に３ ｍｌの緩衝溶液（ｐＨ ７）、硫酸ナトリウムと水を入れ、すべて２０ ｍｌの染液となるようにした。１ｇの絹を入れて８５℃で６０分間染色した後に、 冷水で水洗した。染色布をセッケン液に入れて９０℃で２０分間洗浄、水洗及び乾燥させた。
【００２８】
綿の染色において、本発明の化学式１で表される黒色反応性染料を使用して得られた染色物は、その均染性及び再現性が優れていることが認められた。 本発明による染色物を上記の化学式４で表されるレマゾールブラック Ｂに比べて見ると、色収率及び固着率の差がほとんどなかった。本発明による染色物の光堅牢度（４．５）は、レマゾールブラック Ｂ（４．０）より高かった。その他、各種の堅牢度は同程度であった。上記の実施例２で合成した化学式１で表される染料は、合成工程中に生成した赤色の反応副産物により染色の時に赤味（ｒｅｄｄｉｓｈ）を与え、固着率も上記の実施例１の製造方法により合成した染料よりも約３％程度低く、耐光堅牢度の等級も３．５と低かった。
【００２９】
毛の染色において、本発明の黒色反応性染料を使用して得られた染色物は、その均染性及び再現性が優れていることが認められた。上記の化学式４で表されるレマゾールブラック Ｂに比べて見ると、色収率（本発明の染料：１６．４３、レマゾールブラック Ｂ：１３．５１）及び固着率がすべて高かった。本発明による染色物の光堅牢度は、レマゾールブラック Ｂより高かった（本発明の染料：４等級、レマゾールブラック Ｂ：３等級）。その他、各種の堅牢度は同程度であった。
【００３０】
絹の染色において、本発明の黒色反応性染料を使用して得られた染色物は、その均染性及び再現性が優れていることが認められた。上記の化学式４で表されるレマゾールブラック Ｂに比べて見ると、色収率及び固着率の差がほとんどなかった。本発明による染色物の光堅牢度は、レマゾールブラック Ｂより高かった（本発明の染料：４等級、レマゾールブラック Ｂ：３等級）。その他、各種の堅牢度は同程度であった。
【００３１】
【発明の効果】
上に述べたように、本発明に係るアセトキシエチルスルホンの反応基を有する黒色反応性染料は、従来のアミノフェニル−β−スルファトエチルスルホンを反応基として使用する代わりに上記の化学式２で表されるアミノフェニル−β−アセトキシエチルスルホンを反応基として使用しているため、染料を製造する時に汚染源を減らすことができ、鮮明な色彩を与えると共に光堅牢度が市販染料であるレマゾールブラック Ｂより優れている。
【発明の属する技術分野】
本発明は、アセトキシエチルスルホンを反応基として有する黒色反応性染料 に関するもので、より詳細にはアミノフェニル−β−アセトキシエチルスルホンが反応基として導入されることにより、１） 水に対する溶解度が低いので、ろ過する際に濾液中に失われる染料の損失量を大幅に減らすことができること；２） 塩析（ｓａｌｔｉｎｇ−ｏｕｔ）が容易であるので、塩析工程を行う時に既存の染料より少量の塩（ｓａｌｔ）を使用することにより、廃水の処理費用を大幅に節減させる効果があること；３） 優れた直接性により染着率を高められること；さらに、４）鮮明な色彩を帯びることを長所として有する、次の化学式１で表されるアセトキシエチルスルホンを反応基として有する黒色反応性染料に関するものものである。
【０００２】
【化７】
化学式１
【０００３】
【従来の技術】
反応性染料を合成した後に、混合物から染料を分離する方法の１つとして塩析（ｓａｌｔｉｎｇ−ｏｕｔ）が行われている。しかし、ビニルスルホン系の反応性染料を製造する時に、アミノフェニル−β−スルファトエチルスルホン化合物を中間体として染料を合成する場合には、水に対する染料の溶解度が高く、塩析（ｓａｌｔｉｎｇ−ｏｕｔ）を阻害するので、噴霧乾燥を採用したり、又は多量の塩を使用しなければならない。上記の噴霧乾燥、あるいは多量の塩を利用する染料の分離方法は、染料及び塩の濃度が高い廃水を発生させて主な環境汚染源になり、また残留染料の濃度が高いので廃水の処理費用が高くなるという問題がある。
特に、アミノフェニル−β−スルファトエチルスルホンを反応基として有する黒色反応性染料は、赤味を帯びると共に高い水溶解度によりその直接性が劣る短所がある。
【０００４】
最近、ヨーロッパ及び米国のような先進国では、染色廃水に対する塩の濃度が環境規制の対象になっているので、少量の塩を含む低塩の染料を製造する研究が継続して行われている。現在、低塩を含む染料が市販されている。また、作業者の健康をはじめ、最近の染色工程自動化による正確な計量のために、液体染料を使用しようとする傾向がだんだん増えている。上記の安定な液体染料を製造するためには、塩の除去された高濃度の染料を使用しなければならない。
従って、アミノフェニル−β−スルファトエチルスルホンを使用して合成された染料に比べ、水に対する溶解度が相対的に低い次の化学式２で表されるアミノフェニル−β−アセトキシエチルスルホン化合物を反応基として使用して染料を合成すれば、特別な場合を除いて大部分の場合には塩析が非常に容易である。
【０００５】
【化８】
化学式２
上記の化学式２で表されるアミノフェニル-β-アセトキシエチルスルホン化合物を反応基として使用する染料の合成工程においては、既存の染料より塩の使用量を減らすことができるので、廃水に対する塩の濃度を低めることができる。 また、水に対する染料の低い溶解度によりろ過する際に濾液中に失われる染料の量が少ないので、既存の染料の製造方法よりも廃水中の染料の濃度を減らして廃水の処理費用を節減することができる。さらに、上記の方法によれば、より少ない量の塩を含む高純度の染料を得ることができるので廃水中の染料の濃度を減らし、液体染料を製造するための脱塩工程がより容易になる。
上記の化学式２で表される化合物は公知であり、その製造方法は各種の文献に報告されている。その中、特に4-アミノフェニル-β-アセトキシエチルスルホンの製造例(特開昭 56-22354 号、ドイツ特許第2,929,107号)を次の反応式１に示す。
【０００７】
反応式１
上記の反応式１により、４−アセトアミノフェニル−β−ヒドロキシエチルスルホンと９８％硫酸を反応させて、上記の化学式２と化学式３で表される化合物がそれぞれ７０：３０の比率で混合されている混合物が得られる。この混合物を使用して合成された染料は優れた染色特性をもつと報告されている。しかし、上記の反応式１により得られた混合物を利用して染料を合成すれば４−アミノフェニル−β−スルファトエチルスルホンが存在し、その高い水溶解度により直接性が劣るという問題がある。
しかし、現在まで報告された文献によれば、上記の化学式２で表されるアミノフェニル−β−アセトキシエチルスルホンにより上記の化学式１で表される黒色反応性染料を合成した例はなかった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このような研究の一環として、本発明者は、高収率及び高純度の黒色反応性染料を製造する方法に対して努力した結果、上記の化学式２で表されるアミノフェニル−β−アセトキシエチルスルホンを反応基として導入された黒色反応性染料を合成して本発明を完成した。
従って、本発明の目的は、染料を製造する時に汚染源を減らすことができ、鮮明な色彩と低い水溶解度と共に、優れた直接性により高い染着率を有するアセトキシエチルスルホンを反応基として有する黒色反応性染料を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、次の化学式１で表されるアセトキシエチルスルホンを反応基として有する黒色反応性染料に関するものである。
【化９】
化学式１
【００１１】
本発明をさらに詳細に説明すれば次のとおりである。
本発明の上記の化学式１で表されるアセトキシエチルスルホンを反応基として有する黒色反応性染料は、使用された原料物質の種類に従ってその製造方法が異なる。例えば、次の反応式２は、アミノフェニル−β−アセトキシエチルスルホン化合物を原料物質として黒色染料を製造する方法を示す。また、次の反応式３は、アミノフェニル−β−ヒドロキシエチルスルホン化合物を原料物質として黒色染料を製造する方法を示す。
次の反応式２に基づいた製造方法によると、ａ） 次の化学式２で表されるアミノフェニル−β−アセトキシエチルスルホン化合物をジアゾ化する工程；ｂ） 上記ジアゾ化とは別に、塩基を使用して１−ナフトール−８−アミノ−３，６−ジスルホン酸化合物を中和する工程；及び、ｃ） 上記のａ）工程及びｂ）工程から得られた２つの反応溶液を０−５℃の範囲で混合し、塩基を加えてｐＨを７以下に調整しながら、攪拌する工程を含むことを特徴とする方法により、上記の化学式１で表される黒色反応性染料を製造する。
【００１２】
反応式２
【００１３】
上記の反応式２による製造方法をさらに詳細に説明すれば次のとおりである。
上記の化学式２で表されるアミノフェニル−β−アセトキシエチルスルホン化合物をジアゾ化する。この時に、上記のジアゾ化方法は通常の方法であり、例えば０−５℃の範囲でアミノフェニル−β−アセトキシエチルスルホンを水に分散させた後に、濃い塩酸とＮａＮＯ２を添加してジアゾ化反応を行う。
つづいて、他の反応容器で塩基を使用して１−ナフトール−８−アミノ−３，６−ジスルホン酸化合物を中和し、１−ナフトール−８−アミノ−３，６−ジスルホン酸化合物に存在するスルホン酸基（−ＳＯ３Ｈ）をスルホン酸金属塩（−ＳＯ３Ｍ）に転換させる。この時に使用される塩基としては、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩等のように通常的なものであり、望ましくはＮａＯＨ、ＬｉＯＨ、Ｎａ２ＣＯ３、Ｌｉ２ＣＯ３を使用する。塩基の使用量は１−ナフトール−８−アミノ−３，６−ジスルホン酸に対して当量比として投入する。
その後、中和液である１−ナフトール−８−アミノ−３，６−ジスルホン酸を氷、あるいは冷媒を使用して５℃以下に維持する。これはジアゾ化合物とのカップリング反応を行う時に、０−５℃の範囲で行うためである。
【００１４】
つづいて、上記のジアゾ化合物と１−ナフトール−８−アミノ−３，６−ジスルホン酸との中和液を混合し、塩基を加えて反応溶液のｐＨを７以下とし、０−５℃の範囲で攪拌して本発明が目的とする上記化学式１で表される黒色反応性染料を製造する。ジアゾ化合物は、１−ナフトール−８−アミノ−３，６−ジスルホン酸に対して２−３の当量比として添加することが望ましい。その使用量が上記の当量比の範囲を外れれば、反応基が加水分解される問題がある。また、反応温度が０℃より低くなると反応が円滑に行われないし、５℃を超えれば副反応が進むという問題がある。
また、上記の反応式２において原料物質として使用される上記の化学式２で表されるアミノフェニル−β−アセトキシエチルスルホン化合物は、アセトアミノフェニル−β−ヒドロキシエチルスルホンを塩化水素の含まれた酢酸溶液と反応させる簡単な方法により製造できる。
上述のとおり、上記の反応式２による製造方法では、反応性染料の反応基として上記の化学式２で表されるアミノフェニル−β−アセトキシエチルスルホンを原料物質として使用することにより、従来のアミノフェニル−β−スルファトエチルスルホンを反応基として有する染料を使用した時には得らなかった鮮明な色彩の染料及び高純度の染料を合成することができる。
【００１５】
特に、上記の化学式２で表されるアミノフェニル−β−アセトキシエチルスルホン化合物は、上記の化学式３で表されるアミノフェニル−β−スルファトエチルスルホン化合物に存在するスルホン酸基（−ＳＯ３Ｈ）がないので、カップリング反応を行うために中和するときに使用されるアルカリの量を減らすことができる。
また、 上記の化学式２で表されるアミノフェニル−β−アセトキシエチルスルホンを原料物質として使用する上記の反応式２による製造方法の場合には、 上記の化学式３で表されるアミノフェニル−β−スルファトエチルスルホン化合物を使用して製造する次の化学式４で表される染料の公知の製造工程に比べて反応副産物がほとんど生成しないので、反応液をそのまま噴霧乾燥しても非常に鮮明な色彩の染料を得ることができる長所がある。染料の分離工程においては、次の化学式４で表される染料の水溶解度が極端に高くて塩析が不可能である。その反面、本発明により上記の化学式１で表される黒色反応性染料は、 塩析による分離方法を通じて少量の塩を含む高濃度の染料及び反応副産物がほぼ含まれない純粋な染料を得ることができる。
【００１６】
【化１０】
化学式４
一方、本発明により上記の化学式１で表される黒色反応性染料を製造する他の製造方法を次の反応式３に示す。
次の反応式３による製造方法によると、ａ） 次の化学式５で表されるアミノフェニル−β−ヒドロキシエチルスルホン化合物をジアゾ化する工程；ｂ） 上記ジアゾ化と別に、塩基を使用して１−ナフトール−８−アミノ−３，６−ジスルホン酸化合物を中和する工程；ｃ） 上記のａ）工程及びｂ）工程から得られた２つの反応溶液を０−５℃の範囲で混合し、塩基を加えてｐＨを７以下に調整しながら、攪拌して次の化学式６で表される中間体を製造する工程；及び、ｄ） 上記の化学式６で表される中間体を無水酢酸に溶かし、８０−９０℃で攪拌する工程を含むことを特徴とする方法により上記の化学式１で表される黒色反応性染料を製造する。
【００１８】
【化１１】
反応式３
しかし、上記の化学式５で表されるアミノフェニル−β−ヒドロキシエチルスルホン化合物を反応基として黒色反応性染料を合成する方法（反応式３）は、上記の化学式２で表されるアミノフェニル−β−アセトキシエチルスルホン化合物を反応基として使用して反応性染料を合成する方法（反応式２）とは異なり、赤色を帯びた少量の反応副産物が生成するという問題がある。 また、反応工程中に生成した上記の化学式６で表される中間体を分離して完全に乾燥した後に、無水酢酸と反応させなければならないという煩雑さがある。
本発明の製造方法により製造された上記の化学式１で表される黒色反応性染料を用いて綿、毛及び絹に染色すれば、堅牢度がすぐれた黒色反応性染色物が得られる。また、化学式１で表される黒色反応性染料は、化学式４で表される染料に比べて、染色した時に、染着率、色収率及び堅牢度が非常にすぐれていることが認められる。
本発明を次の実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。
【００２０】
製造例：４−アミノフェニル−β−アセトキシエチルスルホンの製造
１００ ｍｌの反応器にゴム風船を吊ったコンデンサーを取り付け、これに酢酸（６０ｇ、１ ｍｏｌ）と水（１．８ｇ、１ ｍｏｌ）を入れて反応溶液の温度を１５℃に維持しながら、塩化水素気体（５．５ｇ、０．１５ ｍｏｌ）を１．５−２時間にわたって徐々に反応溶液に注入した。これに４−アセトアミノフェニル−β−ヒドロキシエチルスルホン（２４．３ｇ、０．１ ｍｏｌ）を入れ、１時間にわたって７０−７５℃の範囲で徐々に加熱した後、９時間にわたって攪拌した。
徐々に攪拌させながら、反応物を室温に冷却させてろ過し、酢酸（５ ｍｌ）で２回洗浄した。ろ過された固体を６０℃で真空乾燥して氷（１０ｇ）と水（２５ ｍｌ）に分散させた後に、溶液が中性になるように１５％炭酸ナトリウム水溶液で中和させて結晶をろ過した。水（５ ｍｌ）で３回洗浄した後に、乾燥して固体形態である白色の純粋な２０．６ｇの４−アセトアミノフェニル−β−アセトキシエチルスルホン（２０．６ ｍｏｌ、収率：８４．８％、純度：９７．５％）を得た。
融点：９２−９３℃
【００２１】
実施例１
４−アミノフェニル−β−スルファトエチルスルホン（２６．７６ｇ、０．１１ ｍｏｌ）に２００ ｍｌの水を入れて分散させた分散液に４０ ｍｌの３Ｎ ＮａＮＯ２（０．１２ ｍｏｌ）を加えて０−５℃の範囲に維持した後に、９０ｇの氷を入れて２４．０ ｍｌの３５％ＨＣｌ（０．２７６ ｍｏｌ）を添加してジアゾ化した。ジアゾ化が終った後に、スルファミン酸を加えて過量の亜硝酸を除去した。
一方、１−ナフトール−８−アミノ−３，６−ジスルホン酸（１５．９７ｇ、０．０５ ｍｏｌ）に２００ ｍｌの水を入れ、ＮａＯＨ（２．０ｇ、０．０５ ｍｏｌ）で中和して溶かして０−５℃の範囲に冷却した。中和液である１−ナフトール−８−アミノ−３，６−ジスルホン酸に上記から得たジアゾ液を一時に加え、ＮａＯＨ水溶液を徐々に添加してｐＨを７以下に維持しながら、反応させた。反応の中間に３０ｇの氷を３回入れて温度の上昇を防いだ。４時間にわたって攪拌して反応を終了し、噴霧乾燥して黒色反応性染料を得た。
１Ｈ−ＮＭＲ（３００ ＭＨｚ， ＤＭＳＯ−ｄ６）： δ１．７５（ｓ， ３Ｈ）， １．７７（ｓ， ３Ｈ）， ３．７３（ｔ， ２Ｈ）， ３．７９（ｔ， ２Ｈ）， ４．２８（ｑ， ４Ｈ）， ７．４２（ｓ， １Ｈ）， ７．４８（ｓ， １Ｈ）， ７．９２（ｄ， ２Ｈ）， ８．００（ｄ， ２Ｈ）， ８．０３（ｄ， ２Ｈ）， ８．２６（ｄ， ２Ｈ）， １０．４１（ｓ， １Ｈ）， １０．６１（ｓ， １Ｈ）， １５．３６（ｓ， １Ｈ）
【００２２】
実施例２
４−アミノフェニル−β−スルファトエチルスルホンの代わりに４−アミノフェニル−β−ヒドロキシエチルスルホン（４．０６ｇ）を使用して上記の実施例１と同様な方法によりカップリング反応を行って中間体を得た。その後、乾燥した 中間体（１ｇ）に２０ ｍｌの無水酢酸を加え、８０−９０℃で８時間にわたって反応させて黒色反応性染料を得た。
【００２３】
実施例３
３−アミノフェニル−β−スルファトエチルスルホン・塩酸塩（３０．７７ｇ、０．１１ ｍｏｌ）に１２０ ｍｌの水を入れて分散させた。この分散液に１９．０ ｍｌの３５％ＨＣｌ（０．２２ ｍｏｌ）を加え、０−５℃の範囲に維持して６０ｇの氷を入れた。これに４０ ｍｌの３Ｎ ＮａＮＯ２（０．１２ ｍｏｌ）を加えてジアゾ化した。ジアゾ化が終った後に、スルファミン酸を加えて過量の亜硝酸を除去した。
一方、１−ナフトール−８−アミノ−３，６−ジスルホン酸（１５．９７ｇ、０．０５ ｍｏｌ）に１２０ ｍｌの水を入れ、ＮａＯＨ（２．０ｇ、０．０５ ｍｏｌ）で中和・溶解させて０−５℃の範囲に冷却した。中和液である１−ナフトール−８−アミノ−３，６−ジスルホン酸に上記から得たジアゾ液を一時に加え、ＮａＯＨ水溶液を徐々に添加してｐＨを７以下に維持しながら、反応させた。反応の中間に３０ｇの氷を３回入れて温度の上昇を防いだ。４時間にわたって攪拌して反応が終わると、塩析とろ過を通じて黒色反応性染料を得た。
１Ｈ−ＮＭＲ（３００ ＭＨｚ， ＤＭＳＯ−ｄ６）： δ１．７５（ｓ， ３Ｈ）， １．７６（ｓ， ３Ｈ）， ３．７８（ｔ， ２Ｈ）， ３．８２（ｔ， ２Ｈ）， ４．３０（ｔ， ２Ｈ）， ４．３２（ｔ， ２Ｈ）， ７．４１（ｓ， １Ｈ）， ７．４８（ｓ， １Ｈ）， ７．６６−７．８１（ｍ， ３Ｈ）， ７．９２（ｄ， １Ｈ）， ８．２７（ｄ， １Ｈ）， ８．２９（ｓ， １Ｈ）， ８．３７（ｄ， １Ｈ）， ８．６１（ｓ， １Ｈ）， １０．３７（ｓ， １Ｈ）， １０．４９（ｓ， １Ｈ）， １５．４７（ｓ， １Ｈ）
【００２４】
実験例
上記の実施例１で合成した黒色反応性染料で綿、毛及び絹を浸染染色を行ったた。レマゾールブラック Ｂ（Ｒｅｍａｚｏｌ Ｂｌａｃｋ Ｂ、既存のＲｅａｃｔｉｖｅ Ｂｌａｃｋ ５）に従って染色した後に、吸光度をレマゾールブラック Ｂで染色した染色物と比較した。
【００２５】
綿の染色：
上記の実施例１−２で合成した黒色反応性染料及び０．０２ｇのレマゾールブラック Ｂ（１．０％ ｏ．ｗ．ｆ． 染色）、０．０４ｇのレマゾールブラック Ｂ（２．０％ ｏ．ｗ．ｆ． 染色）及び０．０６ｇのレマゾールブラック Ｂ（３．０％ ｏ．ｗ．ｆ． 染色）をそれぞれ２５ ｍｌの水に溶解させた後に、２ｇの綿を入れて３０℃に昇温した。これに０．７５ｇの硫酸ナトリウムを入れて継続して加熱し、染色温度が５０℃になったとき、０．５ｇの炭酸ナトリウムを加えて６０分間染色した後に、冷水で水洗した。染色布をセッケン液に入れて９８℃で２０分間洗浄、水洗及び乾燥させた。
【００２６】
毛の染色：
上記の実施例１で合成した黒色反応性染料及び０．０１ｇのレマゾールブラックＢ（１．０％ ｏ．ｗ．ｆ． 染色）に３ ｍｌの緩衝溶液（ｐＨ ７）と水を入れ、すべて３０ ｍｌの染液となるようにした。１ｇの毛を入れて９５℃で６０分間染色した後に、冷水で水洗した。染色布をセッケン液に入れて９８℃で２０分間洗浄、水洗及び乾燥させた。
【００２７】
絹の染色：
上記の実施例１で合成した黒色反応性染料及び０．０１ｇのレマゾールブラック Ｂ（１．０％ ｏ．ｗ．ｆ． 染色）に３ ｍｌの緩衝溶液（ｐＨ ７）、硫酸ナトリウムと水を入れ、すべて２０ ｍｌの染液となるようにした。１ｇの絹を入れて８５℃で６０分間染色した後に、 冷水で水洗した。染色布をセッケン液に入れて９０℃で２０分間洗浄、水洗及び乾燥させた。
【００２８】
綿の染色において、本発明の化学式１で表される黒色反応性染料を使用して得られた染色物は、その均染性及び再現性が優れていることが認められた。 本発明による染色物を上記の化学式４で表されるレマゾールブラック Ｂに比べて見ると、色収率及び固着率の差がほとんどなかった。本発明による染色物の光堅牢度（４．５）は、レマゾールブラック Ｂ（４．０）より高かった。その他、各種の堅牢度は同程度であった。上記の実施例２で合成した化学式１で表される染料は、合成工程中に生成した赤色の反応副産物により染色の時に赤味（ｒｅｄｄｉｓｈ）を与え、固着率も上記の実施例１の製造方法により合成した染料よりも約３％程度低く、耐光堅牢度の等級も３．５と低かった。
【００２９】
毛の染色において、本発明の黒色反応性染料を使用して得られた染色物は、その均染性及び再現性が優れていることが認められた。上記の化学式４で表されるレマゾールブラック Ｂに比べて見ると、色収率（本発明の染料：１６．４３、レマゾールブラック Ｂ：１３．５１）及び固着率がすべて高かった。本発明による染色物の光堅牢度は、レマゾールブラック Ｂより高かった（本発明の染料：４等級、レマゾールブラック Ｂ：３等級）。その他、各種の堅牢度は同程度であった。
【００３０】
絹の染色において、本発明の黒色反応性染料を使用して得られた染色物は、その均染性及び再現性が優れていることが認められた。上記の化学式４で表されるレマゾールブラック Ｂに比べて見ると、色収率及び固着率の差がほとんどなかった。本発明による染色物の光堅牢度は、レマゾールブラック Ｂより高かった（本発明の染料：４等級、レマゾールブラック Ｂ：３等級）。その他、各種の堅牢度は同程度であった。
【００３１】
【発明の効果】
上に述べたように、本発明に係るアセトキシエチルスルホンの反応基を有する黒色反応性染料は、従来のアミノフェニル−β−スルファトエチルスルホンを反応基として使用する代わりに上記の化学式２で表されるアミノフェニル−β−アセトキシエチルスルホンを反応基として使用しているため、染料を製造する時に汚染源を減らすことができ、鮮明な色彩を与えると共に光堅牢度が市販染料であるレマゾールブラック Ｂより優れている。
Claims (2)
- a) アセトアミノフェニル - β - ヒドロキシエチルスルホンを塩化水素の含まれた酢酸溶液と反応させることにより次の化学式２で表されるアミノフェニル-β-アセトキシエチルスルホン化合物を調製する工程；
b) 工程ａ）で得られたアミノフェニル - β - アセトキシエチルスルホン化合物をジアゾ化する工程；
c) 上記ジアゾ化とは別に、塩基を使用して1-ナフトール-8-アミノ-3,6-ジスルホン酸化合物を中和する工程；及び
d) 上記のｂ）工程及びｃ）工程から得られた２つの反応溶液を0-5℃の範囲で混合し、塩基を加えてpHを７以下に調整しながら、攪拌する工程を含むことを特徴とする次の化学式１で表される黒色反応性染料の製造方法。
【化１】
化学式2
【化２】
化学式1
式中、Mはアルカリ金属原子を示す。 - a) 次の化学式５で表されるアミノフェニル-β-ヒドロキシエチルスルホン化合物をジアゾ化する工程；
b) 上記ジアゾ化とは別に、塩基を使用して1-ナフトール-8-アミノ-3,6-ジスルホン酸化合物を中和する工程；
c) 上記のa)工程及びb)工程から得られた２つの反応溶液を0-5℃の範囲で混合し、塩基を加えてpHを７以下に調整しながら、攪拌して次の化学式６で表される中間体を製造する工程；及び、
d) 上記の化学式６で表される中間体を無水酢酸に溶かし、80-90℃の範囲で攪拌する工程を含むことを特徴とする次の化学式１で表される黒色反応性染料の製造方法。
【化３】
化学式5
【化４】
化学式6
【化５】
化学式1
式中、Mはアルカリ金属原子を示す。
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