KR20020063391A

KR20020063391A - 비닐설폰 반응기를 갖는 분산 반응성 염료 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR20020063391A
Application number: KR1020010004026A
Authority: KR
Inventors: 오세화; 신승림; 전근; 김진수; 김태경; 권은경
Original assignee: 한국화학연구원
Priority date: 2001-01-29
Filing date: 2001-01-29
Publication date: 2002-08-03
Also published as: KR100411189B1

Abstract

본 발명은 비닐설폰 반응기를 갖는 분산 반응성 염료 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다음 화학식 1로 표시되는 치환된 아미노페닐비닐설폰을 디아조체로 사용하거나 이를 다양한 커플러와 반응시켜 수 불용성인 다음 화학식 2로 표시되는 분산 반응성 염료와 그들을 제조하는 방법에 관한 것이다.

화학식 1

상기 화학식 1에서 A는 메틸 또는 메톡시를 나타낸다.

화학식 2

상기 화학식 2에서 A는 메틸 또는 메톡시를 나타내며, R, R₁, R₂및 R₃은 서로 같거나 다른 것으로서, 수소, 알킬, 아미노알킬, 시아노알킬 및 아미노 아세틸기 중에서 선택된 것이다.

Description

비닐설폰 반응기를 갖는 분산 반응성 염료 및 이의 제조방법{Disperse-reactive dyes containing vinyl sulfone moiety and its process}

화학식 1

상기 화학식 1에서 A는 메틸 또는 메톡시를 나타낸다.

화학식 2

일반적으로 동물성 섬유(양모, 견), 폴리아마이드 섬유(나이론), 폴리우레탄섬유들은 주로 수용성인 산성 염료와 중금속을 포함하는 함금속 염료 그리고 반응성 염료로 염색한다. 산성 염료와 함금속 염료의 대부분은 아조 염료이며, 이들이 생체 내에서 아민으로 환원되는 것으로 밝혀지면서 1995년부터 독일이 발암성 물질인 20여종의 아민을 함유한 아조 염료 및 이들을 사용한 생활용품의 수입 및 판매를 금하고 있다. 또한, 중금속을 함유하는 물질들도 환경보존에 대한 관심이 높아지면서 규제들이 점점 강화되고 있다.

기존의 산성 염료와 함금속 염료는 수용성이므로 염색 잔욕에 염료가 남아있어 높게 착색된 염색 폐수가 발생할 수 있고 세탁 견뢰도가 낮은 단점을 갖고 있다. 반면에 기존의 반응성 염료들은 섬유와 염료의 공유결합으로 세탁 견뢰도는 높으나 모, 나이론 등의 염색 시 알칼리에서 염색하게 되어 섬유에 손상을 줄 수 있다.

수 불용성인 염료 중 분산 반응성 염료로 사용 가능한 염료들이 1960년 ICI사(Imperial Chemical Industries Ltd.)에서 프로시닐(Procinyl) 염료로 소개된 바 있으며, 현재 몇 가지 색상들이 실용화되었으며 계속 연구되고 있는 실정이다.

이에, 본 발명자들은 상기와 같은 점을 감안하여 연구 노력한 결과, 상기 화학식 2로 표시되는 분산 반응성 염료를 상기 화학식 1로 표시되는 치환된 아미노페닐비닐설폰을 디아조체로 사용하거나 이를 다양한 커플러와 반응시켜 다양한 색상의 상기 화학식 2로 표시되는 신규 분산 반응성 염료를 합성함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명은 오염을 줄이고 유해 아민과 금속을 함유하지 않으며 산성, 중성에서 염색이 가능하며 반응성기를 갖고 있어 섬유에 공유결합하여 세탁 견뢰도 및 제반 물성이 우수한 분산 반응성 염료를 제조하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 다음 화학식 I로 표시되는 2,5-치환된 아미노페닐-4-비닐설폰을 갖는 화합물로 구성된 것을 특징으로 하는 다음 화학식 2로 표시되는 분산 반응성 염료를 그 특징으로 한다;

화학식 1

상기 화학식 1에서 A는 메틸 또는 메톡시를 나타낸다.

화학식 2

또한, 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 치환된 아미노페닐비닐설폰을 디아조체로 사용하거나 이를 다양한 커플러와 반응시켜 다양한 색상의 상기 화학식 2로 표시되는 신규 분산 반응성 염료의 제조방법을 또 다른 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

다음 반응식 1과 같이 a) 화학식 1로 표시되는 치환된 아미노페닐비닐설폰 디아조화하고, b)커플러를 산성용액 상태로 유지한 다음, c)상기 a) 및 b)과정에서 얻은 두 반응용액을 0 ∼ 5 ℃ 범위 내에서 혼합하고 교반한 다음 염기를 가하여 화학식 2로 표시되는 분산 반응성 염료를 제조한다.

반응식 1

상기 반응식 1에서 A는 메틸 또는 메톡시를 나타내며, R, R₁, R₂및 R₃은 서로 같거나 다른 것으로서, 수소, 알킬, 아미노알킬, 시아노알킬 및 아미노 아세틸기 중에서 선택된 것이다.

상기 반응식 1에 따른 제조방법을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기 화학식 1로 표시되는 2,5-치환된 아미노페닐-4-비닐설폰 화합물을 디아조화한다. 이때 디아조화 방법은 통상의 방법으로서, 예컨대 0 ∼ 5 ℃에서 2,5-치환된 아미노페닐-4-비닐설폰을 물에 분산시키고, 진한 염산과 NaNO₂를 첨가하여 디아조화 반응을 수행한다. 그리고, 다른 반응용기에 물과 진한 염산을 사용하여 커플러를 완전히 용해시키고 반응물을 5 ℃ 이하로 유지시켜 놓는데, 이는 디아조 화합물과의 커플링 반응을 0 ∼ 5 ℃에서 수행하기 위함이다. 그 다음에 상기 디아조 화합물과 커플링 용액을 0 ∼ 5 ℃ 범위에서 혼합하여 교반한 후 염기를 가하여 반응용액의 pH 6.5 정도로 유지하여 상기 화학식 2로 표시되는 다양한 색상의 비닐설폰 반응기를 갖는 분산 반응성 염료를 제조한다.

또한, 상기 반응식 1에서 원료물질로 사용되는 화학식 1로 표시되는 2,5-치환된 아미노페닐-4-비닐설폰은 2,5-치환된 아미노페닐-4-β-설페이토에틸설폰을 적당한 염기를 사용하여 pH 9 ∼ 10 정도에서 반응시키는 간단한 방법에 의해서 제조하여 사용한다.

상기에 상술한 바와 같은 본 발명의 제조방법으로 제조된 화학식 2로 표시되는 다양한 색상의 비닐설폰 반응기를 갖는 분산 반응성 염료를 견, 나이론, P/N 혼방에 염색하면 섬유와 염료의 공유결합으로 인하여 특히 세탁 견뢰도가 우수한 염색물이 얻어진다.

이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 상세히 설명하겠는바, 본 발명이 실시예에 의해 한정된 것은 아니다.

제조예 1 : 2,5-디메톡시아미노페닐-4-비닐설폰

2,5-디메톡시아미노페닐-4-β-설페이토에틸설폰 13.6 g(0.04 mol)을 물 75 ㎖에 넣고 4 N NaOH 12 ㎖을 넣어서 반응물 pH 8 ∼ 9 정도로 맞추고 반응물을 서서히 승온하여 70 ∼ 75 ℃에서 반응물의 pH 8 ∼ 9정도를 유지하도록 계속 4 N NaOH로 pH를 맞추면서 반응한다. 반응물을 실온으로 냉각시키고 생성된 결정을 여과하고 물로 씻은 후 건조하여 9.2 g(수율 : 94.7%)의 다음 화학식 3으로 표시되는 2,5-디메톡시아미노페닐-4-비닐설폰을 얻었다.

화학식 3

제조예 2 : 2-메톡시-5-메틸아미노페닐-4-비닐설폰

2-메톡시-5-메틸아미노페닐-4-β-설페이토에틸설폰 13.0 g(0.04 mol)을 물 65 ㎖에 넣고 4 N NaOH 17 ㎖을 넣어서 반응물의 pH 10 정도로 맞추고 반응물을 서서히 승온하여 65 ∼ 70 ℃에서 1.5시간 교반하였다. 반응물을 실온으로 냉각시키고 생성된 결정을 여과하고 물로 씻은 후 건조하여 8.2 g(수율 : 90.3%)의 다음 화학식 4로 표시되는 2-메톡시-5-메틸아미노페닐-4-비닐설폰을 얻었다.

화학식 4

실시예 1

2,5-디메톡시아미노페닐-4-비닐설폰 4.86 g(0.02 mol)에 물 80 ㎖을 넣고 분산시킨 분산액을 0 ∼ 5 ℃로 유지시킨 다음 3 N NaNO₂7 ㎖(0.021 mol)을 가하여30분간 교반하고, 얼음 30 g을 넣고 35% 염산 4.4 ㎖(0.051 mol)을 가하여 0 ∼ 5 ℃에서 1시간 교반하여 디아조화를 완료하고 설파믹산을 가하여 과량의 아질산을 제거하였다.

한편, N,N-디에틸아닐린 3.1 g(0.021 mol)에 물 65 ㎖을 넣고 반응물을 0 ∼ 5 ℃를 유지시킨 다음 35%염산 6.5 ㎖(0.075 mol)을 더해주고 반응물을 30분 정도 교반 후 이를 상기에서 얻은 디아조액에 천천히 첨가하고 0 ∼ 5 ℃에서 1시간 교반하였다. 반응용액에 15% Na₂CO₃수용액을 가하여 반응용액을 pH 6.5정도로 유지하고 30분간 교반 후 여과하여 다음 화학식 5로 표시되는 붉은색 분산 반응성 염료를 얻었다[수율 = 7.3 g(90.5%) λ_max= 471].

화학식 5

실시예 2 ∼ 5

상기 실시예 1과 동일한 방법에 의해 2,5-디메톡시아미노페닐-4-비닐설폰 4.86 g(0.02 mol)을 디아조체로 사용하고 다음의 화합물들(B)을 커플러로 사용하여 화학식 6으로 표시되는 다양한 색상의 분산 반응성 염료를 얻었다.

화학식 6

실시예 6 ∼ 10

2-메톡시-5-메틸아미노페닐-4-비닐설폰 4.6 g(0.02 mol)을 사용하여 상기 실시예 1과 같은 방법으로 디아조화하고 다음의 화합물들(C)을 커플러로 사용하여 다음 화학식 7로 표시되는 다양한 색상의 분산 반응성 염료를 얻었다.

화학식 7

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 비닐설폰 반응기를 갖는 분산 반응성 염료는 모, 나이론 등이 안정한 중성, 산성 영역에서 반응성이 있고 고착률이 높으며수 불용성이므로 염색폐수 속의 염료 잔량이 적어 오염요인을 크게 줄일 수 있으며, 폴리에스테르와 나이론이 혼합된 극세사 중의 나이론이나 고급 모제품에 포함되어 있는 폴리우레탄의 염색에도 좋은 물성을 가진다.

Claims

다음 화학식 I로 표시되는 2,5-치환된 아미노페닐-4-비닐설폰을 갖는 화합물로 구성된 것을 특징으로 하는 다음 화학식 2로 표시되는 비닐설폰 반응기를 갖는 분산 반응성 염료:

화학식 1

상기 화학식 1에서 A는 메틸 또는 메톡시를 나타낸다.

화학식 2

상기 화학식 2에서 A는 메틸 또는 메톡시를 나타내며, R, R₁, R₂및 R₃은 서로 같거나 다른 것으로서, 수소, 알킬, 아미노알킬, 시아노알킬 및 아미노 아세틸기 중에서 선택된 것이다.
다음 화학식 1로 표시되는 2,5-치환된 아미노페닐-4-비닐설폰을 디아조체로사용하여 다음 화학식 2로 표시되는 비닐설폰 반응기를 갖는 분산 반응성 염료의 제조방법.

화학식 1

화학식 2
제 2 항에 있어서,

a) 다음 화학식 1로 표시되는 2,5-치환된 아미노페닐-4-비닐설폰을 디아조화하고;

b) 이와 별도로 커플러를 준비한 다음;

c) 상기 a) 및 b)과정에서 얻은 두 반응용액을 0 ∼ 5 ℃범위 내에서 혼합하고 염기를 가하여 생성된 염료를 분리하는 것을 특징으로 하는 다음 화학식 2로 표시되는 비닐설폰 반응기를 갖는 분산 반응성 염료의 제조방법.

화학식 1

화학식 2