Pierwszenstwo: Opublikowano: 15.111.1972 64734 KI. 22 a, 29/34 MKP C 09 b, 29/34 UKD Twórca wynalazku: Jan Gmaj Wlasciciel patentu: Instytut Przemyslu Organicznego, Warszawa (Polska) Sposób wytwarzania nowych rozpuszczalnych w wodzie barwników mono- i disazowych Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia nowych, rozpuszczalnych w wodzie, barwników mono- i disazowych pochodnych tioaminofenolu do barwienia wlókien poliakrylonitrylowych, o ogól¬ nym wzorze 1, w którym A oznacza rodnik aro¬ matyczny pochodny benzenu lub zwiazku hetero¬ cyklicznego, nie zawierajacy wolnych grup karbo- ksylowych lub sulfonowych albo reszte barwnika monoazowego, nie zawierajacego grup powoduja¬ cych rozpuszczalnosc w wodzie, R1 i R2 oznaczaja grupy alkilowe lub tworza z atomem azotu uklad heterocykliczny, R3 i R4 oznaczaja atomy wodoru, chloru lub grupy alkilowe, hydroksyalkilowe, cy- janoalkilowe, chloroalkilowe lub grupe benzylowa, X oznacza atom wodoru lub chloru albo grupe alkilowa, aminowa wzglednie acetyloaminowa, a n oznacza 2 lub 3. Omawiane barwniki mozna ewen¬ tualnie otrzymywac w postaci ich czwartorzedowa- nych pochodnych o ogólnym wzorze 2, w którym R oznacza grupe alkilowa lub aryloalkilowa, Z ozna¬ cza anion mocnego kwasu, jak Cl-, Br-, CH3S04 itp., a pozostale symbole maja wyzej podane zna¬ czenia. Za pomoca wymienionych barwników uzy¬ skuje sie wybarwienia o szerokiej gamie kolorów od zólcieni do granatów.Sposobem wedlug wynalazku sprzega sie zdwu- azew-ana amine aromatyczna lub zdwuazowany barwnik aminomonoazowy o ogólnym wzorze A-NH2, w którym A ma wyzej podane znaczenie, ze skladnikiem biernym o ogólnym wzorze 3, w 20 30 którym wszystkie symbole maja wyzej podane znaczenie. Otrzymany barwnik o ogólnym wzorze 1 mozna ewentualnie przeprowadzic dzialaniem czynnika alkilujacego o ogólnym wzorze RZ, w którym symbole maja wyzej podane znaczenie, w czwartorzedowy barwnik o ogólnym wzorze 2, w którym wszystkie symbole maja wyzej podane znaczenie. Czwartorzedowe barwniki o ogólnym wzorze 2 mozna równiez otrzymac przez sprzega¬ nie zdwuazowanj^ch amin aromatycznych lub zdwu- azowanych barwników aminomonoazowych o ogól¬ nym wzorze A-NH2, w którym A ma wyzej po¬ dane znaczenie, ze skladnikami biernymi o ogól¬ nym wzorze 4, w którym wszystkie symbole maja wyzej podane znaczenie, otrzymanymi dzialaniem czynnika alkilujacego o ogólnym wzorze RZ, w którym symbole maja wyzej podane znaczenia, na zwiazek o ogólnym wzorze 3, w którym symbole maja wyzej podane znaczenie.Jako skladniki czynne mozna w sposobie wedlug wynalazku stosowac aminy aromatyczne lub he¬ terocykliczne. Sposród amin aromatycznych mozna stosowac np.: l-amino-4-chlorobenzen, l-amino-4- -bromobenzen, l-amino-4-metylobenzen, 1-amino- -4-nitrobenzen, l-amino-2-nitrobenzen, l-amino-3- -nitrobenzen, l-amino-4-cyjanobenzen, l-amino-2,5- -dwuchlorobenzen, l-amino-2,5-dwucyjanobenzen, l-amino-2,4-dwuchlorobenzen, l-amino-2-metylo-4- -chlorobenzen, l-amino-2-trójfluorometylo-4-chloro- benzen, l-amino-2-cyjano-4-chlorobenzen, 1-amino- 6473464734 -2-cyjano-4-nitrobenzen, l-amino-2-karbometoksy- -4-chlorobenzen, l-amino-2-chloro-4-cyjanobenzen, l-amino-2-karbometoksy-4-nitrobenzen, 1-amino-2- -chloro-4-nitrobenzen, l-amino-2,6-dwuchloro-4-ni- trobenzen, l-amino-2,4-dwunitrobenzen, 1-amino- -2,4-dwucyjanobenzen, l-amino-2,4-dwucyjano-6- -chlorobenzen, 1-amino-2,4-dwunitro-6-bromoben- zen, l-amino-2,5-dwumetoksy-4-cyjanobenzen, 4- -aminoazobenzen, 4-amino-2'-chloroazobenzen, 4- -amino-2,,4,-dwuchloroazobenzen, 4-amino-3'-nitro- azobenzen, 4-amino-4/-nitroazobenzen, 4-amino-4'- -metoksyazobenzen, 4-amino-2,5-dwumetoksy-4'-ni- troazobenzen, 4-amino-2',2'-dwumetyloazobenzen.Sposród amin heterocyklicznych mozna stosowac jako skladniki czynne np.: 2-aminotiazol, 2-amino- -5-nitrotiazol, 2-amino-5-cyjanotiazol, 2-amino-4- -metylo-5-nitrotiazol, 2-amino-4-metylotiazol, 2- -amino-4-fenylotiazol, 2-amino-4-(4'-chloro)-fenylo- tiazol, 2-aminobenzotiazol, 2-amino-6-metylobenzo- tiazol, 2-amino-6-metoksybenzotiazol, 2-amino-6- -chlorobenzotiazol, 2-amino-6-nitrobenzotiazol, 2- -amino-6-sulfometylobenzotiazol, 2-amino-l,3,5-tia- dwuazol, 2-amino-1,3,4-tiadwuazol.Jako skladniki bierne mozna stosowac np.: l-[P-(N,N-dwuetyloamino)-etylotio]-3-(N',N' - dwu- etyloamino)-benzen, l-[P-(N,N-dwumetyloamino)- -etylotiol-S-CN^N^dwuetyloamino)-benzen, 1-[P- -(NjN-dwuetyloaminoJ-etylotiol-S-CN^etylo - N'-P- -hydroksyetyloamino)-benzen, l-[P-(N,N-dwumety- loamino)-etylotio]-3-(N'-etylo-N'-P - chloroetyloami- no)-benzen, l-[P-(N,N-dwuetyloamino)-etylotio]-3- -(N,etylo-N/-P-cyjanoetyloamino)Hbenzen 1-[y-(N,N- -dwuetyloamino)-propylotio]-3-(N',N' - dwuhydro- ksyetyloamino)-benzen, l-[Y-(N,N-dwumetyloamino)- -propylotio]-3-(N',N/-dwumetyloamino)-benzen, 1-[y- —(N,N-dwuetyloamino)-etylotio]-3-(N',N,-P,(3' - dwu- cyjanoetyloamino)-4-metylobenzen, l-[P-(N,N-dwu- metyloamino)-etylotio]-3-(N'-benzyloamino)-benzen, l-[MN-morfolino)-etylotio]-3-(N',N' - dwuetyloami- no)-benzen, l-[Y-(N,N-dwuetyloamino)-propylotio]- -3-aminobenzen, l-[{3-(N,N-dwumetyloamino)-etylo- tio]-2-aminobenzen, l-[|3-(N,N-dwuetyloamino)-ety- lotio]-2-(N',N/-dwuetyloamino)-4-chlorobenzen, 1-[y- -N,N-dwumetyloamino)-propylotio]-2-(N',N' - dwu- etyloamino)-4-N''-acetyloaminobenzen, metylosiar- czan l-[P-(N-metylo-N,N-dwuetyloamino)-etylotio]- -3-(N',N/-dwuetyloamino)-benzenoamoniowy, me- tylosiarczan l-[Y-(N,N,N-trójmetyloamino)propylo- tio]-2-(N',N/-dwumetyloamino)-benzenoamoniowy.Dwuazowanie wymienionych skladników czyn¬ nych prowadzi sie znanymi metodami, np. za po¬ moca kwasu mineralnego i azotynu sodowego lub kwasu nitrozylosiarkowego.Sprzeganie skladników czynnych z biernymi pro¬ wadzi sie w znany sposób, np. w srodowisku kwasnym od kwasu octowego lub w obecnosci octanu sodowego i innych substancji buforujacych, ewentualnie w obecnosci katalizatorów, jak piry¬ dyna lub jej sole.Alkilowanie barwników o ogólnym wzorze 1 prowadzi sie w srodowisku bezwodnym w obojet¬ nym rozpuszczalniku organicznym typu weglowo¬ doru, jak benzen, toluen lub ksylen, ewentualnie v typu chlorowcoweglowodoru, jak czterochlorekj wegla, czterochloroetan, dwuchloroetan, chloroben- '*" 10 zen lub o-dwuchlorobenzen, ewentualnie typu ni- troweglowodoru, jak nitrometan, nitrobenzen lub nitronaftalen.Reakcje prowadzi sie za pomoca takich srodków alkilujacych, jak halogenki alkilowe lub aryloal- kilowe albo alkilowe lub aryloalkilowe estry kwa¬ su siarkowego wzglednie organicznych kwasów sulfonowych, karboksylowych i innych. Mozna wiec stosowac jako srodki alkilujace np. chlorek, bro¬ mek lub jodek metylowy albo etylowy, chlorek benzylowy, siarczan dwumetylowy lub dwuetylo- wy, estry metylowe lub etylowe kwasów chloro¬ octowego, P-chloropropionowego, benzenosulfonowe- go, p-toluenosulfonowego, fluorek borotrójmetylo- oksoniowy itp.Alkilowanie zwiazków o ogólnym wzorze 3 pro¬ wadzi sie w podanych wyzej warunkach, ewentu¬ alnie w srodowisku wodnym w obecnosci srodków buforujacych lub bez tych srodków.W sposobie wedlug wynalazku stosuje sie zwiaz¬ ki o wzorach 1—4, w których ugrupowanie o wzo¬ rze 5, ewentualnie ugrupowanie o wzorze 6, w których symbole maja podane wyzej znaczenie, sa podstawione w pierscieniu benzenowym w poloze¬ niu orto lub meta w stosunku do grupy amino¬ wej podstawionej rodnikami R3 i R4.Otrzymane sposobem wedlug wynalazku barwni¬ ki o ogólnym wzorze 2 zawieraja jako anion naj¬ korzystniej rodnik silnego kwasu, np. kwasu siar¬ kowego lub jego pólestru albo kwasu arylosulfo- nowego wzglednie jon chlorowca. Wymienione aniony mozna zastapic anionami innych kwasów, np. kwasu fosforowego, siarkowego, mrówkowego, octowego, chlorooctowego, szczawiowego, mlekowe¬ go, winowego itp. W niektórych przypadkach moz¬ na stosowac równiez wolne zasady.Barwników tych mozna uzywac takze w postaci soli podwójnych, np. z halogenkami pierwiastków drugiej grupy ukladu okresowego, najkorzystniej z chlorkiem cynku lub kadmu.Otrzymane sposobem wedlug wynalazku barw¬ niki o ogólnym wzorze 1 oraz ich alkilowane po¬ chodne, barwniki o ogólnym wzorze 2, barwia wlókna poliakrylonitrylowe z roztworu lub zawie¬ siny wodnej, ewentualnie w obecnosci srodków dyspergujacych, w podwyzszonej temperaturze, jako zwiazki jednorodne oraz w postaci mieszanek z innymi barwnikami. Otrzymane za pomoca tych barwników, a szczególnie za pomoca barwników o wzorze 2, wybarwienia odznaczaja sie dobrymi od- pornosciami na swiatlo, pranie i sublimacje.Wynalazek ilustruja, nie ograniczajac zakresu jego stosowania, nastepujace przyklady, w których czesci oznaczaja czesci wagowe: Przyklad I. 1 Czesc 4-nitroaniliny miesza sie z 4,4 czesciami wody, 2,2 czesciami 30%-owego kwasu solnego, oziebia mieszanine przez dodanie 5,7 czesci lodu i dwuazuje, wprowadzajac 2,2 czesci l|23°/o-owego roztworu azotynu sodowego. Przygoto¬ wany w ten sposób zwiazek dwuazowy wkrapla sie w ciagu 1 godziny do roztworu 2,26 czesci 1-[|3- :#. (N,N-dwuetyloamino)-etylotio]-3-(N,,N/ - dwuetylo- I amino)-benzenu w 70 czesciach wody, 20 czesciach %*M65rJ lodu i O*1 czesci lodowatego kwasu octowego. Na- 20 25 30 35 40 45 50 |5564734 stepnie miesza sie mase reakcyjna y& ciagu okolo 2 godzin, dodaje 0,5 czesci octanu sodowego i mie¬ sza w ciagu dalszych 2 godzin. Wytracony barw¬ nik saczy sie i suszy w temperaturze 50—60°.Otrzymuje sie z wydajnoscia 92°/o barwnik, bar¬ wiacy wlókno poliakrylonitrylowe na kolor bordo.• Wybarwienia odznaczaja sie bardzo dobrymi od¬ pornosciami na swiatlo. Zamiast wymienionego w przykladzie I skladnika biernego mozna uzyc np. l-[P-(N,N-dwuetyloamino) - etylotio]-3-(N'-etylo-N'- -|3-hydroksyetyloamino)-benzenu, l-[P-(N,N-dwu- etyloamino)-etylotio]-3-(N'-etylo-N'- chloroetyloami- no)-benzenu lub l-[P-(N,N-dwuetyloamino)-etylo- tio]-3-(N',N' - dwuhydroksyetyloamino) - benzenu.Otrzymuje sie barwniki o podobnych wlasnosciach.Przyklad' II. 3,2 czesci suchego barwnika, otrzymanego sposobem podanym w przykladzie I, rozpuszcza sie w 130 czesciach chlorobenzenu, do¬ daje 0,25 czesci tlenku magnezowego, ogrzewa do temperatury 80—90° i wprowadza w ciagu 30 mi¬ nut roztwór 1 czesci siarczanu dwumetylowego w 4 czesciach chlorobenzenu. Po 2 godzinach ogrze¬ wania w temperaturze 100° chlodzi sie calosc do temperatury pokojowej, odsacza wytracony osad barwnika i przemywa niewielka iloscia chloroben¬ zenu. Barwnik oczyszcza sie przez rozpuszczenie go w goracej wodzie, przesaczenie z weglem i po¬ nowne wytracenie przez wysolenie chlorkiem so¬ dowym. Otrzymany z wydajnoscia okolo 80% barw¬ nik barwi wlókno poliakrylonitrylowe na kolor bordo. Wybarwienia odznaczaja sie bardzo dobry¬ mi odpornosciami na swiatlo, sublimacje i gazy przemyslowe.Zamiast wymienionego w przykladzie II sklad¬ nika biernego mozna uzyc np. l-[P-(N,N-dwume- tyloamino)-etylotio]-3-(N/-benzyloamino) - benzenu.Otrzymuje sie barwnik o podobnych wlasnosciach.Przyklad III. 1 czesc 4-aminoazobenzenu, 2 czesci 30%-owego kwasu solnego i 3 czesci wody miesza sie w ciagu okolo 24 godzin. Nastepnie do¬ daje sie 30 czesci wody, 2,5 czesci lodu i dwu- azuje, wkraplajac 1,3 czesci 4 n roztworu azotynu sodowego w czasie 4—5 godzin w temperaturze 15—20°. Po zakonczeniu reakcji dwuazowania do¬ daje sie do masy poreakcyjnej 0,01 czesci wegla aktywnego i saczy. Otrzymany zwiazek dwuazowy dodaje sie w ciagu 1 godziny do 1,75 czesci mety- losiarczanu l-[P-(N,N,N-trójmetyloamino)-etylotio]- -3-(N/,N/-dwuetyloamino)-benzenoamoniowego, 60 czesci wody, 5 czesci lodu i 0,5 czesci krystalicz¬ nego octanu sodowego. Mase reakcyjna miesza sie w ciagu 2—3 godzin, wysala barwnik chlorkiem sodowym, saczy wytracony osad i suszy w tem¬ peraturze 50-—60°. Otrzymany z wydajnoscia okolo 90% barwnik barwi wlókno poliakrylonitrylowe na kolor bordo. Wybarwienia odznaczaja sie bardzo dobrymi odpornosciami na swiatlo, pranie i subli¬ macje.Zamiast wymienionego w przykladzie III sklad¬ nika biernego mozna uzyc l-[|3-(N,N-dwuetyloami- no) - etylotio]-3-(N'-etylo-N'-P-cyjanoetyloamino)- -benzenu, l-[|3-(N,N-dwuetyloamino)-etylotio]-3- - (N'N'-P,P'-dwucyjanoetyloamino)-4-metylobenzenu lub l-[MN,N-dwuetyloamino)-etylotio]-2-(N',N'- 15 30 —dwuetyloamino)-4-chlorobenzenu. Otrzymuje sie barwnik o podobnych wlasnosciach.Przyklad IV. 1 czesc 4-amino-2-metylo-5- metoksy-4'-nitroazobenzenu dwuazuje sie sposo- 5 bem, podanym w przykladzie III i sprzega z 1 czescia l-[P-(N-morfolino)-etylotiol-3-(N,,N,-dwu- etyloamino)-benzenu, rozpuszczonego w 1,5 czes¬ ciach kwasu octowego, 20 czesciach wody i 0,9 czesciach krystalicznego octanu sodowego. Po za- 10 konczeniu reakcji sprzegania miesza sie calosc w ciagu 2—3 godzin, saczy wytracony osad barwnika, przemywa mala iloscia wody i suszy w tempera¬ turze 50—60°. 1 czesc otrzymanego barwnika roz¬ puszcza sie nastepnie w 15 czesciach chloroformu, dodaje 0,11 czesci tlenku magnezowego, podgrzewa do temperatury wrzenia i wkrapla w ciagu 1 go¬ dziny 0,6 czesci siarczanu dwumetylowego, rozpu¬ szczonego w 0,5 czesci chloroformu. Mieszanine reakcyjna utrzymuje sie w temperaturze wrzenia 20 w ciagu 4—5 godzin, chlodzi nastepnie do tempe¬ ratury pokojowej i saczy wytracony osad barw¬ nika. Otrzymany barwnik barwi wlókno poliakry¬ lonitrylowe na kolor granatowy. Wybarwienia od¬ znaczaja sie bardzo dobrymi odpornosciami na 25 swiatlo, obróbke mokra, sublimacje i gazy prze¬ myslowe.Zamiast wymienionego w przykladzie IV sklad¬ nika biernego mozna uzyc l-[P-(N,N-dwumetylo- amino) - etylotio]-2-(N',N'-dwuetylo)-amino-4-acety- loaminobenzenu. Otrzymuje sie barwnik o podob¬ nych wlasnosciach.Przyklad V. 2 czesci l-[7-(N,N-dwumetylo- amino)-propylotio]-3-(N',N'dwumetyloamino) - ben- 35 zenu rozpuszcza sie w 8 czesciach benzenu, dodaje 1,65 czesci benzenosulfonianu metylowego i miesza w ciagu okolo 1 godziny, po czym podgrzewa sie mase reakcyjna do 80° i utrzymuje w tej tempe¬ raturze w ciagu okolo 1 godziny. Nastepnie chlo- 40 dzi sie calosc do temperatury pokojowej i oddziela dolna warstwe olejowa, która rozpuszcza sie w 60 czesciach wody i saczy z weglem aktywnym. Do przesaczu dodaje sie 20 czesci lodu, 0,5 czesci octanu sodowego i sprzega z 1 czescia zdwuazo- 45 wanej 4-chloroaniliny. Po zakonczeniu reakcji sprzegania wysala sie barwnik roztworem chlorku cynku, miesza w ciagu 2—3 godzin, saczy i suszy w temperaturze 50—60°. Otrzymany barwnik bar¬ wi wlókna poliakrylonitrylowe na kolor zlocisto- 50 zólty. Wybarwienia odznaczaja sie bardzo dobrymi odpornosciami na swiatlo, pranie i sublimacje.Poza tym mozna np. uzyskac szereg dalszych barwników przez sprzeganie zdwuazowanych amin lub barwników aminomonoazowych sposobem po- 55 danym w przykladzie V z czwartorzedowanym l-[fl- -(N,N-dwuetyloamino)-etylotio]-3-(N',N' - dwuetylo- amino)-benzenem. W ponizszej tabeli zestawiono w kolumnie I numery wzorów skladników czyn- 60 nych, a w kolumnie II barwy, otrzymywane na wlók¬ nie poliakrylonitrylowym przy zastosowaniu jako skladnika biernego czwartorzedowanego 1-[P-(N,N- -dwuetyloamino)-etylotio]-3-(N',N/-dwuetyloamino) - 65 -benzenu:64734 Lp. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 I Wzór 7 8 9 „ 10 „ U „ 12 » 13 „ 14 „ " 15 » 16 » 17 „ 18 » 19 „ 20 » 21 „ 22 „ 23 ,, 24 » 25 11 oranz czerwonawy oranz . bordo fioletowe bordo czerwonawy fiolet fiolet szkarlat " i zlocista zólcien oranz ciemny fiolet oranz " czerwien " granat } » " 1 Przyklad VI. 1 czesc 2-chloro-4-nitroaniliny rozpuszcza sie w 11,5 czesciach lodowatego kwasu octowego i wylewa na 23 czesci lodu i 2 czesci stezonego kwasu solnego. Zawiesine dwuazuje sie za pomoca 0,41 czesci azotynu sodowego, rozpusz¬ czonego w 2 czesciach wody. Roztwór zwiazku dwuazowego wkrapla sie w temperaturze 0—5° do roztworu skladnika biernego, przygotowanego w nastepujacy sposób: 1,45 czesci 2-P-(N',N'-dwuetylo- amino)-etylotioaniliny miesza sie z 6 czesciami wo¬ dy, 1,2 czesciami benzenosulfonianu metylowego i podgrzewa do temperatury 80—90°. W tej tem¬ peraturze miesza sie mase reakcyjna w ciagu oko¬ lo 1 godziny, wprowadza do niej 0,23 czesci wo¬ dorotlenku sodowego i miesza w ciagu 1—2 go¬ dzin. Nastepnie chlodzi sie uzyskany w ten sposób roztwór skladnika biernego do temperatury poko¬ jowej, dodaje 30 czesci wody i 30 czesci lodu i sprzega. Po zakonczeniu sprzegania miesza sie calosc w ciagu okolo 2—3 godzin, dodaje octanu sodowego do reakcji obojetnej i wytraca barwnik przez wysolenie chlorkiem sodowym i cynkowym.Osad barwnika odsacza sie i oczyszcza przez roz¬ puszczenie w goracej wodzie, saczenie z weglem i ponowne wytracenie przez wysolenie chlorkiem sodowym lub mieszanina chlorków sodowego i cyn¬ kowego. Otrzymuje sie barwnik, który jest dobrze rozpuszczalny w wodzie i barwi wlókno poliakry- lonitrylowe na kolor czerwony. Wybarwienia od¬ znaczaja sie bardzo dobrymi odpornosciami na swiatlo, pranie i sublimacje. PL PL