PL163030B1 - Sposób otrzymywania zóltych barwników chromokompleksowych typu 1:2 PL - Google Patents

Abstract

Sposób otrzymywania zólych barwników chro- mokompleksowych typu 1:2 o ogólnym wzorze 1, w k tórym jeden z podstawników X lub Y oznacza atom wodoru, natom iast drugi oznacza grupe sulfonowa usy- tuow ana w pierscieniu fenylowym w polozeniu meta-lub para - do atom u azotu, a M oznacza atom wodoru lub równowaznik kationu na drodze chromowania barwni- ków monoazowych o ogólnym wzorze 2, w którym sym- bole m aja wyzej podane znaczenia wytworzonych przez sprzeganie zdiazowanego kwasu antranilowego lub 4- albo 5-sulfoantranikwego z 1 -fenylo-3-metylopirazolonem-5 badz 1-/3’ - lub 4'- sulfofen yl o/-3-metylopirazolonem-5. p rz y czym skladniki czynny i bierny dobiera sie tak aby uzyskiwane barwniki monoazowe zawieraly jedna grupe sulfonowa, zna- m ienny tym , ze do roztworu zdiazowanego kwasu 4- lub 5-sulfoantranilowego wprowadza sie 1- fenylo-3- metylopirazolon-5 w postaci proszku albo pasty i sprze- ga przy pH ponizej 4,0 zwlaszcza przy pH=0,5-2.0 podnoszac stopniowo tem perature do 30-80°C, korzyst- nie 50-65°C i mieszajac w tej tem peraturze do zakon- czenia sprzegania, ewentualnie w obecnosci srodków hydrotropowych i/lu b srodków o dzialaniu zwilzajacym i dyspergujacym, wzglednie do roztworu zdiazowanego kwasu antranilowego wprowadza sie 1-/3’ - lub 4' -su l fofenylo/-3- metylopirazolon-5 w postaci proszku albo pasty i sprzega czym pH ponizej 4,0, korzystnie przy p H=3,5-4,0 podnoszac stopniowo tem perature do 30- 8 0°C, korzystnie do 35-45°C i mieszajac w tej tem pera- turze do zakonczenia sprzegania, ew entualnie w obecnosci srodków hydrotropowych i/lu b srodków o dzialaniu zwilzajacym i dyspergujacym, a wytworzone barwniki monoazowe o ogólnym wzorze 2. wzór 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania żółtych barwników chromokompleksowych typu 1:2 o ogólnym wzorze 1, w którym jeden z podstawników X lub Y oznacza atom wodoru, natomiast drugi grupę sulfonową usytuowaną w pierścieniu fenylowym w pozycji metalub para do atomu azotu, a M oznacza atom wodoru lub równoważnik bezbarwnego kationu. Barwniki te są znane i stosowane do barwienia wełny, jedwabiu, wyrobów z włókien poliamidowych oraz skóry, a otrzymane wybarwienia posiadają wysokie odporności na czynniki mokre, tarcie i światło.

Znany z polskiego opisu patentowego nr 136 768 sposób wytwarzania omawianych żółcieni polega na chromowaniu barwników monoazowych o ogólnym wzorze 2, w którym symbole mają wyżej podane znaczenia, działaniem soli chromu trójwartościowego w wodnym środowisku przy pH=4,0-7,0, korzystnie 5,0-6,0 w temperaturze powyżej 80°C. Jako sól chromu trójwartościowego stosuje się siarczan, zasadowy siarczan lub chlorek chromu albo octan chromu względnie korzystnie zasadowy octan chromu.

Barwniki monoazowe o ogólnym wzorze 2 otrzymuje się przez sprzęganie zdiazowanego kwasu antranilowego lub zdiazowanej jego 4- lub 5-sulfonowej pochodnej z l-fenylo-3-metylopirazolonem-5 bądź z 1-/3’ lub 4’-sulfofenylo/-3-metylopirazolonem-5, przy czym składniki czynny i bierny dobiera się tak, aby otrzymany barwnik monoazowy zawierał jedną grupę sulfonową. Sprzęganie według znanych warunków /np. polski opis patentowy nr 136 768, BlOS nr 1548 str. 14,18 i nr 961 str. 164,166/ prowadzi się w temperaturze 10-12°C przy pH=5,5-6,5 z użyciem wstępnie przygotowanego roztworu pirazolonu. Powstający barwnik tworzy gęstą, żelowatą masę, co wymaga stosowania odpowiednio zwiększonej objętości dla umożliwienia mieszania. Produkt wydziela się przez ogrzanie masy poreakcyjnej do temperatury 95-100°C i wysolenie dodatkiem chlorku sodowego w ilości odpowiadającej 10-20% w stosunku do objętości, a następnie odfiltrowanie wytrąconego osadu.

Barwniki monoazowe wytworzone znanymi sposobami powstają w postaci obfitej i bardzo gęstej żelowatej zawiesiny, której mieszaniejest znacznie utrudnione. Koniecznejest stosowanie dużych objętości w procesie sprzęgania, zapewniających płynność i możliwość mieszania, co z kolei stwarza potrzebę filtracji osadu uzyskanego barwnika monoazowego. Filtracja osadu możliwa jest jedynie po zmianie formy krystalicznej powstałego żelowatego osadu na drodze wysalania i ogrzewania w podwyższonych temperaturach. Prowadzenie następnej operacji chromowania barwnika monoazowego do kompleksu 1:2 bez jego wyodrębniania z masy poreakcyjnej jest nieefektowne ze względów ekonomicznych.

W wyniku badań nieoczekiwanie okazało się, iż sprzęganie zdiazowanego kwasu 4- lub 5-^^oa^^a^owego z l-fenylo-3- metylopirazolonem-5 albo zdiazowanego kwasu antramlowego z 1- /3'- lub 4’-sulfofenylo/-3-metylopirazolonem-5 można przeprowadzić z dobrą wydajnością przez dodanie pirazolonu w postaci proszku albo pasty do kwaśnego roztworu związku diazoniowego oraz realizacje reakcj w środowisku kwaśnym przy pH poniżej 4, zwłaszcza przy pH=0,5-2,0 dla kwasu 4-albo 5- sulfoantran^owego oraz korzystnie przy pH=3,5-4,0 dla kwasu antranilowego i w temperaturze 35-80°C, zwłaszcza w temperaturze 50-65°C dla kwasu 4-lub

5-sulfoantranilowego oraz 35-45°C dla kwasu antranilowego, a powstające w wyniku takiego postępowania o wysokiej czystości barwniki monoazowe mają korzystną postać gruboziarnistego osadu, co pozwala na co najmniej dwukrotne zmniejszenie objętości sprzęgania oraz w zależności od potrzeby na łatwe wyodrębnienie produktów przez filtrację osadu bądź na bezpośrednie ich wykorzystanie do dalszych operacji chromowania w formie zawiesin będących mieszaninami poreakcyjnymi.

W procesie chromowania barwników monoazowych do kompleksu typu 1:2, niezależnie od warunków wytwarzania omawianych barwników monoazowych, powstają często części nierozpuszczalne w wodzie, co obniża jakość otrzymywanych produktów finalnych, a filtracja klarująca nie zawsze jest skuteczna. Nieoczekiwanie stwierdzono, że jeżeli filtrację klarującą barwników chromokompleksowych, zwłaszcza pochodnych kwasu 4- lub 5-sulfoantranilowego przeprowadzi się w temperaturze poniżej 80°C, to w filtracie nie odtwarzają się ponownie części nierozpuszczalne w wodzie.

Dalsze badania uwzględniające powyższe nieoczekiwane ustalenia doprowadały do opracowania sposobu pozwalającego ekonomicznie w warunkach technicznych otrzymywać żółcienie chromokompleksowe 1:2 o dobrej jakości, odpowiadające współczesnym wymaganiom stawianym przez odbiorców tej grupie barwników.

Sposób wytwarzania żółtych barwników chromokompleksowych typu 1:2 o ogólnym wzorze 1, w którym jeden z podstawników X lub Y oznacza atom wodoru, natomiast drugi oznacza grupę sulfonową usytuowaną w pierścieniu fenylowym w położeniu meta- lub para do atomu azotu, a M oznacza atom wodoru lub równoważnik kationu na drodze chromowania barwników monoazowych o ogólnym wzorze 2, w którym symbole mają wyżej podane znaczenia wytworzonych przez sprzęganie zdiazowanego kwasu antranilowego lub zdiazowanej jego 4- albo 5- sulfopochodnej z l-fenylo-3-metylopiazolonem-5 bądź z 1-/3’- lub 4’- sulfofenylo/-3-metylopirazolonem-5, przy czym składniki czynny i bierny dobiera się tak aby uzyskiwane barwniki monoazowe zawierały jedną grupę sulfonową, według wynalazku polega na tym, że do roztworu zdiazowanego kwasu 4- lub 5-sulfoantranilowfgo wprowadza się l-fenylo^metylopirazolon-5 w postaci proszku albo pasty i sprzęga przy pH poniżej 4,0, korzystnie przy pH=0,5-2,0 podnosząc stopniowo temperaturę do 35-80°C, korzystnie 50-65°C i mieszając w tej temperaturze do zakończenia sprzęgania, ewentualnie w obecności środków hydrotropowych i/lub środków o działaniu zwilżającym i dyspergującym, względnie do roztworu zdiazowanego kwasu antranilowego wprowadza się 1-/3’ - lub 4’- sulfoffnylo/-3-mftylopirazolon-5 w postaci proszku albo pasty i sprzęga przy pH poniżej 4,0 zwłaszcza przy pH=3,5-4,0 podnosząs stopniowo temperaturę do 30-80°C, korzystnie do 35-45°C i mieszając w tej temperaturze do zakończenia sprzęgania ewentualnie w obecności środków hydrotropowych i/lub środków o działaniu zwilżającym i dyspergującym. Wytworzone barwniki o wzorze 2, po ewentualnym

163 030 wyodrębnieniu z mieszaniny poreakcyjnej poddaje się reOccji chromowania w znanych warunkach działaniem soli chromu trójwartościowego w temperaturze powyżej 80°Ć, a następnie ewentualnie klaruje wytworzony kompleks 1:2 o wzorze 1 w temperaturze poniżej 8Q°C i wyodrębnia bawnik w znany sposób, lub korzystnie stosuje bezpośrednio do wytworzenia barwnika w odpowiedniej formie handlowej (w postaci proszku względnie granulatu lub płynu).

Sposobem według wynalazku reakcje sprzęgania mogą być prowadzone w obecności środków hydrotropowych przykładowo takich jak mocznik, tiomoczńk albo kaprolaktam i/lub w obecności środków o działaniu zwilżającym i dyspergującym, których korzystne przykłady staiowią: sól sodowa sólfobursztynianu 2- etyloheksylowego znanajako Zwilżacz SBO, produkt kondensaji formaldehydowej kwasów natalenosulfonowych znany pod nazwą Dyspergator NNO, niejonowe produkty przyłączenia tlenku etylenu do nienayconych bądź nasyconych akoholi tłuszczowych, jak Rokanol K-20, Rokanol Ł-18, Rokanol, 0-18, względnie produkty addycji tlenku etylenu do dkilofenoli znane jako Rokafenol N-3 lub N-8.

Sposobem według wynalazku otrzymuje się bawniki monoazowe o dużej czystości i wysokim stężeniu zawiesiny, co umożliwia prowadzenie procesu wytwarzania kompleksów chromowych korzystnie metodą bezściekową. Wytworzone sposobem według wynalazku żółcienie chromokompleksowe posiadają czysty odcień, wysoką wydajność kolorystyczną, niską zawartość części nierozpuszczalnych - poniżej 0,2% oraz bardzo dobrą rozpuszczalność w wodzie - powyżej 100 g/dm³.

Wynalazek ilustrują, nie ograniczając jego zakresu, niżej podane przykłady, w których części i procenty oznaczają części i procenty wagowe, a stopnie temperatury podano w stopniach Celsjusza:

Przykład I.Do 22,8 częśc c zdiazowanego kwasu 4- sułfoantriuulowego w 250 częściach wody dodaje się 18,2 części 1- fenylo-3-metylopirazolonu-5 w postaci proszku oraz 1,5 części Zwilżacza SBO. Po wymieszaniu otrzymaną zawiesinę o pH 1,5 ogrzewa się do temperatury 50-60° i miesza w tej temperaturze do zaniku obecności związku diazoniowego. Otrzymaną zawiesinę barwnika monoazowego podgrzewa się do 80° i dodaje 24 części 30% ługu sodowego do pH 7,0 i następnie po ogrzaniu do 95° dodaje 34 części roztworu zasadowego octanu chromu zawierającego 0,055 gramoatomu chromu. Całość ogrzewa się we wrzeniu w pH=4,5-5,5 w ciągu 2-3 godzin. Po zakończeniu reakeci chromowania dodaje się ługu sodowego do pH=6,0-6,5 i po schłodzeniu do 60° roztwór barwnika chromokompleksowego klaruje, a następnie suszy w suszarni rozpyłowej uzyskując brunatny produkt barwiący włókna proteinowe i poliamidowe oraz skórę na kolor żółty.

Przykład Π. Do 17,3 części zdiazowanego kwasu antranilowego w 250 częściach wody dodaje się 26,6 części 14’- sulfofenylo/-3-metylopirazolon-5 w postaci pasty oraz 1 część Rokanolu 0-30. Po wymieszaniu dodaje się ługu sodowego do pH=3,5- 4,0 i nasępnie ogrzewa do temperatury 40-45° i miesza w tej temperaturze do zaniku związku diazoniowego. Postępując dalej zgodnie z opisem w przykładzie I otrzymuje się żółty bawnik chromokompleksowy 1:2 barwiący włókno proteinowe i poliamidowe oraz skórę.

163 030

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena ^{10 000} zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób otrzymywania żółych barwników chromokompleksowych typu 1:2 o ogólnym wzorze 1, w którym jeden z podstawników X lub Y oznacza atom wodoru, natomiast drugi oznacza grupę sulfonową usytuowaną w pierścieniu fenylowym w położeniu meta-lub para - do atomu azotu, a M oznacza atom wodoru lub równoważnik kationu na drodze chromowania barwników monoazowych o ogólnym wzorze 2, w którym symbole mają wyżej podane znaczenia wytworzonych przez sprzęganie zdiazowanego kwasu antranilowego lub 4- albo 5-sulfoantranilowego z l-fenylo-3-metylopirazolonem-5 bądź 173’- lub 4'- sulfofenyl(7-3-metylopirazolonem-5, przy czym składniki czynny i bierny dobiera aię tak, aby uzyskiwane barwniki monoazowe zawieraiyjedną grupę sulfonową, znamienny tym, że do roztworu zdiazowanego kwasu 4- lub 5-sulfoantranilowego wprowadza się 1- fenylo-3-metylopirazolon-5 w postaci proszku albo pasty i sprzęga przy pH poniżej 4,0 zwłaszcza przy pH=0,5-2,0 podnosząc stopniowo temperaturę do 30-80°C, korzystnie 50-65°C i mieszając w tej temperaturze do zakończenia sprzęgania, ewentualnie w obecności środków hydrotropowych i/lub środków o działaniu zwilżającym i dyspergującym, względnie do roztworu zdiazowanego kwasu antranilowego wprowadza się 1-/3’ - lub 4’ -sulfofenylo/-3metylopirazolon-5 w postaci proszku albo pasty i sprzęga przy · pH poniżej 4,0, korzystnie przy pH=3,5-4,0 podnosząc stopniowo temperaturę do 30-80°C, korzystnie do 35-45°C i mieszając w tej temperaturze do zakończenia sprzęgania, ewentualnie w obecności środków hydrotropowych i/lub środków o działaniu zwilżającym i dyspergującym, a wytworzone barwniki monoazowe o ogólnym wzorze 2, po ewentualnym wyodrębnieniu z mieszaniny poreakcyjnej, poddaje się reakcji chromowania w znanych warunkach działaniem soli chromu trójwartościowego w temperaturze powyżej 80°C, następnie ewentualnie klaruje wytworzony kompleks 1:2 w temperaturze poniżej 80°C oraz korzystnie bez wyodrębniania stosuje bezpośrednio do wytworzenia barwnika w postaci proszku względnie granulatu lub płynu.