NL8001780A

NL8001780A - Zwarte direkte trisazokleurstoffen.

Info

Publication number: NL8001780A
Application number: NL8001780A
Authority: NL
Original assignee: Crompton & Knowles Corp
Priority date: 1979-03-27
Filing date: 1980-03-26
Publication date: 1980-09-30
Also published as: IT8020938A0; JPS55152747A; US4255327A; DE3011704A1; GB2046289A; GB2046289B; FR2452513B1; IT1149879B; CA1122205A; FR2452513A1; BE882446A; CH645661A5

Description

N.O. 28.94-3

Zwarte direkte trisazokleurstoffen.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een nieuwe groep trisazokleurstoffen, die geschikt zijn als direkte kleurstoffen voor cellulose-achtige textielmaterialen, papier en leder, en die daaraan een zwarte kleuring 5 verlenen. De nieuwe kleurstof is bestemd voor het vervangen van de op grote schaal gebruikte papier kleurstof, bekend als C.I. Direct Black 38, een kleurstof, die bereid is uit het tussenprodukt benzidine, waarvan het gebruik beperkt is vanwege de carcinogene eigenschappen.

10 De verbindingen van de onderhavige uitvinding zijn in water oplosbare tri- of tetrasulfonzuurverbindingen met de structuur met formule 1, waarin A de groep met formule 6 of 7 voorstelt, waarin R^ Ξ, SO^M, alkyl, alkoxy, halogeen, 0001, ÏÏÏÏCO-alkyl, MC0C00M, M>2 of CN en R£ H, SO^M, 15 alkyl, alkoxy, halogeen of COOM voorstellen,B de groep met formyle 8 of 9 is, waarin R^ H, alkyl of alkoxy, R^ ïï, alkyl, alkoxy of NïïCO-alkyl, H of SO^M, Rg ïï of alkyl en M ïï, Na, K, Li, Nïï^ of een mono-^ di- of trialka-nolamine voorstellen.

20 De verbindingen met formule 1 dienen drie of vier sul- fonzuurgroepen te bevatten en worden gewoonlijk bereid als natriumsulfonaatzouten; zoals evenwel bekend is kunnen deze verbindingen ook bereid worden als vrije zuren of als de kalium of lithiumzouten of -ïï-(Ey)^, waarin dezelfde 25 substituent of verschillende substituenten zoals ïï, -CÏÏ2CÏÏ20ÏÏ, -CH2CÏÏ(OH)Cïï5 of -CÏÏCÏÏ20CÏÏ2CÏÏ20ÏÏ voorstelt.

De verbindingen worden bereid door de gebruikelijke opeenvolgende diazoterings- en koppelingsreacties, evenwel onder toepassing van tussenprodukten, die tot dusverre niet 30 gekoppeld zijn in de bijzondere volgorde, die vereist is voor de vorming van de verbindingen met formule 1. Deze worden bereid door diazotering van aniline, een anilinederivaat of een naftylaminesulfonzuur en koppeling iet aniline, een anilinederivaat, een naftylamine of een naftylaminesulfon-35 zuur onder toepassing van de gebruikelijke koppelingstech-nieken (met inbegrip van sulfomethylering van het stikstofatoom van het koppelingsmiddel en na koppeling hydrolyse van deze activerende groep, indien noo.cizakelijk), opnieuw dia- «on 17 «ή 2 zotering van de verkregen monoazoverbinding en koppeling aan gamma-zuur in een alkalisch milieu, opnieuw diazotering van de verkregen disazoverbinding en koppeling aan m-feny-leendiaminesulfonzuur (of alkyl homologen daarvan), bij voor-5 keur in een enigszins zuur milieu.

Geschikte anilinediazoverbindingen voor het verschaffen van de component A in de verbindingen met formule 1 zijn die met de structuur met formule 2, waarin H, SO^M, alkyl, alkoxy, halogeen, (bij voorkeur Cl), COOM, 10 RHCO-alkyl (in het bijzonder NHCOCH^), HO 2 of CN en Rg H, SO^M, alkyl, alkoxy en COOM (in het bijzonder COOH) voorstellen. De diazocomponenten A die de voorkeur verdienen zijn afgeleid van aniline, de aminobenzeensulfonzuren, toluxdine, anisidine, de chlooranilinen en in het bijzonder 15 p-amino-aceetanilide en de gesulfoneerde derivaten ervan.

Naftylaminesulfonzuren met formule 5 kunnen eveneens gebruikt worden als diazocomponenten voor het verschaffen van de A component van de verbindingen met formule 1. In het bijzonder geschikt zijn Broenner zuur, Cleve—zuur-20 1*6, Cleve—zuur-1.7, gemengde Cleve—zuren (1,6 en 1.7), Tobias zuur, Laurent's zuur en naftionzuur.

I ·

Koppelingsmiddelen die de voorkeur verdienen voor het verschaffen van de B component van de verbindingen met formule 1 zijn anilinederivaten met formule 4, waarin R^ 25 H, alkyl of alkoxy en R^ H, alkyl, alkoxy of NHCO-alkyl voorstellen en een naftylamine met formule 5, waarin R^ ïï of SO^M voorstelt.

De aminomonoazoverbinding verkregen uit de koppeling aan het koppelingsmiddel met formule 4 of 5 kan opnieuw 30 gediazoteerd worden volgens gebruikelijke technieken en het verkregen diazoniumzout kan gekoppeld worden aan gamma-zuur in een alkalisch milieu, gewoonlijk bij een pH van 8-9. De verkregen aminodisazoverbinding wordt opnieuw gediazoteerd en gekoppeld met m-fenyleendiaminesulfonzuur of 35 een alkyl met 1 tot 4 koolstofatomen homoloog ervan voor het vormen van de verbindingen met formule 1.

Wanneer 1-naftylamine als koppelingsmiddel gebruikt wordt bij de eerste koppelingsreactie, dienen geschikte voorzorgsmaatregelen te worden getroffen bij het opslaan 40 en hanteren van het tussenprodukt en men dient overigens te 800 1 7 80 Λ Λ 3 voldoen aan de voorschriften, die daarmee verband houden*

De verbindingen met formule 1 zijn bijzonder geschikt als zwarte kleurstoffen voor papier en zij kunnen worden toegepast als direkte kleurstoffen voor cellulose-achtige 5 textielmaterialen en als lederkleurstoffen. Zij bezitten een uitstekende oplosbaarheid in water. Zij vertonen geen uitgesproken kleurve'rschuivingen over het gebruikelijke pïï-traject, dat bij de papierindustrie voorkomt, zoals kenmerkend is voor C.I. Direct Black 38» Zij zijn gemakkelijk 10 bleekbaar met de gebruikelijke bleekmiddelen, die worden toegepast door de papierfabrikanten, waardoor een recirculatie van afval en afsnijdsels' mogelijk wordt. Hun normale verwerkingseigenschappen zijn in hoofdzaak dezelfde als de gebruikelijke zwarte kleurstoffen voor papier. Bovendien 15 worden, zoals hiervoor vermeld, verbindingen met formule 1 niet bereid uit benzidine, De nat- en lichtechtheidseigen-schappen van vervingen gemaakt met de verbindingen met formule 1 op celluloseachtig textielmateriaal zijn gelijk aan die van C.I. Direct Black 38.

20 Alle verbindingen met formule 1 hebben stabiliteits- en oplosbaarheidseigenschappen, die hun gebruik mogelijk maken bij het Hollander verfproces voor de fabricage van papier, waarbij vezel en water worden gemengd en kraehtig geroerd in een hjdropulpinrichting en nadat een gelijkma-25 tige pulp is gevormd, worden chemicaliën zoals natuurhars-lijm, talk, klei, T1O2 en de kleurstoffen aan de pulp toegevoegd. Een deel van de kleurstof put uit op de vezel en de rest wordt op de vezel gebracht door de toevoeging van een elektrolyt, zoals aluminiumsulfaat. Dit droge ontwikke-30 lingsproces wordt veelal uitgevoerd in een zeer koude omgeving met pulptemperaturen van ongeveer 0°C; de verbindingen met formule 1 hebben een voldoende oplosbaarheid in koud water, zodat zij in het koude pulpmengsel oplossen.

Voorbeeld I

35 Aan een mengsel van 45»0 gew.dln p-amino-aceetanilide, 150 gew.dln water, 8? gew.dln waterstofchloride van 20°Bé en 150 gew.dln ijs, werden in 15 minuten 21,0 gew.dln NaïTC^ in 42 gew.dln water toegevoegd, terwijl de temperatuur op 5 - 10°C werd gehouden. Na 30 minuten roeren werd de over-40 maat salpeterigzuur verwijderd met sulfaminezuur, 100 gew.

ana 17 pn 4 dln ijs en 2,0 gew.dln filter-hulpstof werden toegevoegd en de diazooplossing werd geklaard.

De diazooplossing werd in 30 minuten toegevoegd aan een suspensie van 66,9 gew.dln 1-naftylamine-6-sulfonzuur 5 (Oleve--zuur-1.6), 80 gew.dln Na^O^ en 220 gew.dln water, vooraf tot 50°C gekoeld met 150 gew.dln ijs. De koppeling werd bij een pH van 7,0'- 8,0 één uur geroerd, tot drup-pelproeven niet langer de aanwezigheid van diazo aangaven. De koppeling werd aangezuurd met 232 gew.dln zoutzuur 10 van 20° Bé zo snel als opschuiming toeliet, met 50 gew.dln ijs tot 10 - 15°C gekoeld en opnieuw gediazoteerd door de toevoeging van 21,0 gew.dln NaN02 opgelost in 42 gew.dln water in één uur. Na 2 uren roeren werd de overmaat salpe-terigzuur met sulfaminezuur verwijderd.

15 De opnieuw gediazoteerde suspensie werd toegevoegd aan een oplossing van 71»7 gew.dln 2—amino—8—naftol—6—sulfon— zuur (gamma-zuur) in 300 gew.dln water plus 80 gew.dln Na2C0^, vooraf met 100 gew.dln ijs tot 5°C gekoeld, in 30 minuten, waarbij de toevoeging, halverwege, werd gestopt om 20 nogeens 30 gew.dln Na2C0^ toe te voegen om de pH op 8,0 - 9.0 te handhaven. Na roeren van de koppeling gedurende 18 uren werd deze tot 50°C verwarmd, NaCl werd toegevoegd in een hoeveelheid equivalent aan 5 % van het volume, de massa werd één uur bij 50°C geroerd en vervolgens over een 25 Buchner-trechter gefiltreerd.

De aldus verkregen perskoek werd opnieuw gesuspendeerd in 1400 gew.dln water, snel aangezuurd met 140 gew.dln zoutzuur van 20° Bé en opnieuw gediazoteerd door toevoeging van 19»0 gew.dln NaN02 opgelost in 38 gew.dln water in 30 30 minuten. Na één uur roeren werd de overmaat salpeterig- zuur met sulfaminezuur verwijderd en een oplossing van 56,4 gew.dln m-fenyleendiaminesulf onzuur in 300 gew.dln water plus voldoende 50-procents NaOÏÏ om de pH op 7»0 - 10.0 te brengen, werd snel toegevoegd. Na deze toevoeging 35 werden 34,0 gew.dln Na2C0^ toegevoegd om de pïï op 5>0 - 5»5 te brengen en de koppeling werd 18 uren geroerd. De massa werd vervolgens tot 50°C verwarmd, HaCl werd toegevoegd in een hoeveelheid equivalent aan 5 % van het volume, de massa werd één uur bij 50°C geroerd en over een Buchner-trechter 40 gefiltreerd. De aldus verkregen kleurstof had de structuur 8001780 » 5 met formule 10 en is een zeer goed in water oplosbaar zwart poeder (50 g/1 bij 90,5°C), dat uitstekende verfeigenschappen op papier, leder en celluloseachtige vezels vertoont.

Het heeft een voldoende oplosbaarheid in koud water om het 5 gebruik mogelijk te maken in het hollander verfproces voor fijn papier. Indien toegepast op celluloseachtige vezels uit een water bevattend kleurstofbad vertoont de kleurstof een goede oplosbaarheid, een goede opbouw en een uitstekende reserve in vergelijking met C.I. Direct Black 38.

10 Andere trisazoverbindingen met formule 1 gevormd door de volgende volgorde

A-* B -> Gamma-zuur ——» E

werden bereid onder toepassing van de volgende tussenpro-dukten voor de componenten A, B en E.

fi Π ft 4 7 o n 6 3 3 3 3 3 3 3 d d 3 3 3 3 3 2 2 2 2 3 2 2 2 0 2 2 2 2 ^22 N 63 N 3 « 63 &3 N bQ fc3 ¢3 3 3 3 « Ö 3 3 3 3 3 3

O 0 0 3 0 O O O vi O O

«Η «Η «Η Ο Η 'H'H'hPh'H'H

[xj Η H rl l·) H Η Η Η 0 Η Η 2 3 3 H 3 2 2 2-P 2 2 03 03 03 303 0303(000303 O 0 00)03(1) 0 0 0 63 0 0 o 2 3 d 0) 3 3 d d d d d f> ·Η ·Η ·Η 2 ·Η *Η ·Η ·Η ·Η ·Η ·Η ·Η ·ρ4 Ή cf Η Ή Η Η 0 Ή Η 2 Ό Ό Ό ·η ·0 'd'd'dfl'd'd •2 d öö'dö 3 d d , d d O 0 0030 0003030) 3 0 0000 000000

ft Η Η Η © H HHHOHH

3 h» h h 3 l>s >5 i>ï i> h> 0 3 3 d H 3 d d rt d 3 ca 0 0000 000000

Μ «Η «ηΉ-Ρ'Η «M'H'hP'H'H

2 I I I I I

& a a s s s asanas J? pq d i 0 3 3 3 o 33 O 63 0 > \ p* EN (£)(£) 0 3 +3 · * · · j> O00 Μ V <7- V Γ- 0 S3d

2 I I I I H 0 0 3 Ή *H

•d 3 3330 d d 0 S S

O 2 2 2 2 EN v£> -Η ·Η H ffl cd

3 2 2 3 2 0 · •O'ddHH

ft 63 63 63 Η Όγ Γ Ή τ) O i>3 Ps

3 1 1 1 1 bo rara -P -P

0 © 000d+©0*HdtHcH

ca > f>>}>0 j> 3 3 © cd cd ra 0000 a'vO 0 o 3 33

3 H ri Η Η 0 · Η I I 3P I I

&H O O O O bOv O ft O 3 v v 3 d o

<P

H

2 0 3 0 0 i g *H CÖ ·Η 1 0 i

•H S -H

<} Ό O Xj 3 d 3 0 +3 0 O0 0 0

OH Xl H

}> |>s 0 X

3 3 3 3 M d +3 0 ·Η 3 2 H 0

,Μ cp H 3 3 cd 'H

3 I 000 ·Η 63 63 3 31 -d ft 3 3 d 3 d 3 -d 3 ft 3 O I3-H-H-H3 0Ö33H3I3 3 H 3 Ό Ό <d 3 33N0NH3

fth>ra*H-HHO00HftHl>sN

03 3H+3 0CÖO OO+30+3CÖH

3 I 3 J I I I 3 3 0 bD Φ 1 3 B Is; ra o o o o pq m g ^ a Ö ® 1 Ό

3 Η H

O Φ Η Η H

O0H Η > Η HHM H

> ,0 Η ΗΗ>ί> >>H XX

finn17 »n 7 * -

Voorbeeld XII

Aan 250 gew.dln water worden bij 21°C 5>0 gew.dln gebleekte "Softwood" Kraft-papierpulp (helderheid 88 - 91 fotovolt, vrijheid 425 - 450 ml CSF) en 2,0 gew.dln van een 5 2,5-procents oplossing in water van natuurharslijm toegevoegd en 5 minuten met een schoepenroerder gemengd. Voeg' de geschikte hoeveelheid van een kleurstof volgens voorbeeld I toe (als een 0,25-procents oplossing in water) voor het verkrijgen van de gewenste tintdiepte en meng 20 minu-10 ten. Stel' de pH van de suspensie in op 4,5 met aluin, meng 5 minuten en vorm- een handgevormd vel, stel de pH van het water in de velvorm op 4,5 in met aluin. Pers het handgevormde vel tussen twee vloeiblokken bij 5450 kPa, breng over naar twee schone, droge vloeiboeken en droog op 15 een trommeldroger bij een oppervlaktetemperatuur van 99 -102°C.

De verkregen tint was 4-5 blauw ten opzichte van een vergelijkbare toepassing Van C.I. Direct Black 58. De pH stabiliteit was voortreffelijk, vertoonde een minimale tint-20 verandering met toenemende pH, terwijl Direct Black 58 een duidelijke "groen" verschuiving vertoont.

Voorbeeld XIII

Aan 50 gew.dln water van 49°0 worden 2 gew.dln van een 5-procents oplossing van natrium-N-methyl-ÏT-oleyltauraat, 25 de geschikte hoeveelheid van de kleurstof van voorbeeld I als een 0,2-procents oplossing voor het verkrijgen van de gewénste tintdiepte en 20 gew.dln van een 20-procents oplossing van EaCl toegevoegd. Voeg voldoende water van 49°C toe voor het verkrijgen van 200 gew.dln vloeistof, breng de 50 vloeistof over naar een standaard Launderometer-reservoir een en voeg massa vooraf bevochtigd rayon van 10 gew.dln toe.

Plaats het reservoir in een Launderometer en breng op koken met een snelheid van 1°0 per minuut. Houd het bad één uur kokend, verwijder het reservoir en laat het bad afkoelen.

55 Verwijder het geverfde maaksel, spoel in een 0,5-procents oplossing van Had, extraheer het maaksel in een centrifugale extractie-inrichting volgens Boek en droog bij 82°C.

De aldus verkregen verving was roder dan het 0.1. Direct Black 58 en bouwde op tot gitzwarte tinten. De nat- en 40 lichtechtheidseigenschappen waren vergelijkbaar met die verkregen met C.I, Direct Black 58.

Claims

1. Tri- of tetrasulfonzuurverbinding met formule 1, waarin A de groep met formule 6 of 7 voorstelt, waarin R^ H, SO^M, alkyl, alkoxy, halogeen, COOM, HHCO-alkyl,

5 NÏÏCOCOOM, NO2 of CN en R2 H, SO^M, alkyl, alkoxy, halogeen of COOM voorstellen, B de groep met formule 8 of 9 voorstelt, waarin R^ ïï, alkyl of alkoxy, R^ H, alkyl, alkoxy of NÏÏCO-alkyl, R^ H of SO^M, Rg E of alkyl en M ïï, Na, K, Li, Nïï^ of een mono-, di- of trialkanolamine 10 voorstellen.

2. Werkwijze ter bereiding van een tri- of tetrasulfonzuurverbinding met formule 1,met het ken-m e r k, dat men een eventueel gesubstitueerd aminobenzeen met formule 2 of een naftylamine met formule 3 diazoteert 15 en koppelt met een eventueel gesubstitueerd aniline met formule 4 of een naftylamine met formule 5» de verkregen monoazoverbinding opnieuw diazoteert en koppelt met gamma-zuur in een alkalisch milieu, de verkregen disazoverbin-ding opnieuw diazoteert en koppelt met m-fenyleendiamine-20 sulfonzuur of een alkyl-homoloog daarvan.

3. Verbinding volgens conclusie 1 met de formule 10.

4. Verbinding volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat M natrium voorstelt.

5. Werkwijze voor het verven van celluloseaehtige 25 textielmaterialen, papier of leder in zwarte tinten, met het kenmerk, dat men op deze materialen een water bevattende oplossing, die een verbinding volgens conclusie 1 bevat, toepast. ****** 800 1 7 80 r6 OH A — N = N—B N=N— N=N—V X~~NH2 XXX Xrs0sM MOjS 2 L· L· L 8^3 —nh2 / p-H, R4 503M -L ' JL 0^"NH2 R5 SO3M 1_ 1_ R3 ^ ? R5 1o.

0 CH SOjNe CHaJ—NH—^Υ-Ν=Ν——N = N~X^C^—N==N —NH2 O NH2 503N«i 8001780