TWI583672B - 酸性染料 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種新穎的酸性染料,其製備方法及其用於染色有機基材之用途。
已熟知酸性染料且亦已熟知具有橋接部分之染料。然而,仍有需要具有改良性質的酸性染料。
根據本發明,提供一種式(I)之化合物:
其中R1 表示H、磺酸基或鹵素,R2 表示H或磺酸基,R3 表示H、磺酸基或鹵素,R4 表示H、磺酸基或鹵素,R5 表示H、經取代之C1至C4烷基或未經取代之C1至C4烷基或鹵素,R6 表示C1至C4烷基、羧基或C1至C4烷氧羰基,R7 表示H、磺酸基、經取代之C1至C4烷基或未經取代之C1至C4烷基、經取代之C1至C4烷氧基或未經取代之C1至C4烷氧基,R8 表示H、經取代之C1至C4烷基或未經取代之C1至C4烷基、經取代之C1至C4烷氧基或未經取代之C1至C4烷氧基,B 表示具有式-SO2-、-NH-CO-NH-、-CR9R10-之基團,其中R9 表示H、或未經取代之C1至C9烷基或經取代之C1至C9烷基,其中經取代之C1至C4烷基的取代基係選自下列取代基:-OH、-O(C1至C4-烷基)、-SO3H、-COOH、-NH(C1至C4-烷基),R10 表示未經取代之C1至C9烷基或經取代之C1至C9烷基(其中經取代之C1至C4烷基的取代基係選自下列取代基:-OH、-O(C1至C4-烷基)、-SO3H、-COOH、-NH(C1至C4-烷基))、或經取代之芳基或R10表示未經取代之芳基,其限制條件為R7不表示H。
R9與R10的碳原子總數較佳為至少4個碳原子,R5及R6更佳總共具有至少5個碳原子。R5及R6的碳原子總數甚至更佳為5或6或7或8或9個碳原子。
較佳的式(I)化合物具有至少一個陰離子取代基,較佳為1或2或3個陰離子取代基,其中以2個離子取代基為特別佳。較佳地,該至少一個陰離子取代基為取代基R1、R2、R3、R4或R5之部分或該至少一個陰離子取代基係選自R1、R2、R3、R4或R5。此意指R6、R7、R8、R9或R10較佳既不表示-SO3H,也不具有任何-SO3H基團。在根據式(I)之極佳化合物中,R6表示甲基。
式(I)化合物中,該至少一個陰離子取代基較佳係位於取代基R1及/或R3中之一者,該至少一個陰離子取代基更佳係位於其中一個取代基R2處。
較佳的陰離子取代基為羧基及/或磺基,且磺基係特別佳。
經取代之C1至C4烷基的較佳取代基係選自下列取代基:-OH、-O(C1至C4-烷基)、-SO3H、-COOH、NH(C1至C4-烷基)。經取代之C1至C4烷基的更佳取代基係選自下列取代基:-OH、-O(C1至C4-烷基)、-SO3H、-COOH、-NH(C1至C4-烷基)。該等烷基為分支鏈或直鏈。最佳的烷基為甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基(2-甲基丙基)、戊基、異戊基(3-甲基丁基)、己基、庚基、辛基、或壬基。
經取代之C1至C4烷氧基的較佳取代基係選自下列取代基:-OH、-O(C1至C4-烷基)、-SO3H、-COOH、-NH(C1至C4-烷基)。該等烷氧基為分支鏈或直鏈。
經取代之芳基的較佳取代基係選自下列取代基:-OH、-O(C1至C4-烷基)、-SO3H、經取代之C1至C4烷基、未經取代之烷基、經取代之C1至C4烷氧基及未經取代之C1至C4烷氧基。較佳的芳基為苯基。該等芳基較佳係未經進一步取代或經甲基取代。
在通式(I)之較佳化合物中,R1 表示氯,R2 表示H或磺基,R3 表示H或磺基,R4 表示磺基或氯,R5 表示H、甲基或氯,R6 表示C1至C4烷基、-COOCH3、-COOCH2CH3,R7 表示H、磺基、經取代之C1至C4烷基或未經取代之C1至C4烷基、經取代之C1至C4烷氧基或未經取代之C1至C4烷氧基,R8 表示H、經取代之C1至C4烷基或未經取代之C1至C4烷基、經取代之C1至C4烷氧基或未經取代之C1至C4烷氧基,B 表示具有式-SO2-、-NH-CO-NH-、-CR9R10-之基團,其中R9 表示H、未經取代之C1至C9烷基,較佳係H或-CH3,R10 表示經取代之C1至C9烷基(其中經取代之C1至C4烷基的取代基係選自下列取代基:-OH、-O(C1至C4-烷基)、-SO3H、-COOH、-NH(C1至C4-烷基))、或未經取代之C1至C9烷基、或經取代之芳基或R10表示未經取代之芳基,其限制條件為R7不表示H。
在通式(I)之甚至更佳化合物中,R1 表示氯,R2 表示H或磺基,R3 表示H或磺基,R4 表示磺基或氯,R5 表示H,R6 表示甲基或乙基、-COOCH3、-COOCH2CH3,R7 表示H、磺基、經取代之C1至C2烷基或未經取代之C1至C2烷基、經取代之C1至C2烷氧基或未經取代之C1至C2烷氧基,R8 表示H、經取代之C1至C2烷基或未經取代之C1至C2烷基、經取代之C1至C2烷氧基或未經取代之C1至C2烷氧基,B 表示具有式-SO2-、-NH-CO-NH-、-CR9R10-之基團,其中R9 表示H、未經取代之C1至C9烷基,較佳係H或-CH3,R10 表示經取代之C1至C9烷基(其中經取代之C1至C4烷基的取代基係選自下列取代基:-OH、-O(C1至C4-烷基)、-SO3H、-COOH、-NH(C1至C4-烷基))、或未經取代之C1至C9烷基、或經取代之芳基或R10表示未經取代之芳基,其限制條件為R7不表示H。
在通式(I)之最佳化合物中,R1 表示氯,R2 表示H,R3 表示H或磺基,R4 表示磺基或氯,R5 表示H,R6 表示甲基,R7 表示H、磺基、經取代之C1至C2烷基或未經取代之C1至C2烷基、經取代之C1至C2烷氧基或未經取代之C1至C2烷氧基,R8 表示H、經取代之C1至C2烷基或未經取代之C1至C2烷基、經取代之C1至C2烷氧基或未經取代之C1至C2烷氧基,B 表示具有式-SO2-、-NH-CO-NH-、-CR9R10-之基團,其中基團-CR9R10-係較佳的橋接部分,其中R9 表示H,R10 表示經取代之C1至C9烷基(其中經取代之C1至C4烷基的取代基係選自下列取代基:-OH、-O(C1至C4-烷基)、-SO3H、-COOH、-NH(C1至C4-烷基))、或未經取代之C1至C9烷基、或經取代之芳基或R10表示未經取代之芳基,其限制條件為R7不表示H。
較佳的基團R10表示未經取代之C1至C9烷基(較佳為-CH3、-(CH2CH(CH3)2)、-(CH(CH2CH3)2)或-C(CH2CH3)(CH2CH2CH2CH3)-)或未經取代之苯基或R10表示經取代之苯基,較佳係對甲苯基。R9基團較佳表示H。
式(I)化合物較佳具有式(I'):
其中該等取代基具有如上述之定義。
本發明亦提供一種製備式(I)化合物之方法。本發明之式(I)化合物可在習知條件下以習知方法製備。
在此等方法中,自文獻資料中已知之式(II)化合物之兩個胺官能團
通常係經重氮化且偶合至總共兩當量之式(III)化合物上
其中該等取代基各係如以上定義。
在此等方法中,使特定的二胺冷卻至0-10℃或較佳至0-5℃,且藉由添加亞硝醯基硫酸或亞硝酸鈉使其重氮化。然後使經雙-重氮化之二胺與化合物(III)反應,較佳係在水溶液中。
可藉由習知方法將式(I)染料自反應介質中分離出來,例如藉由使用鹼金屬鹽進行鹽析、過濾及乾燥,若適當時,可在減壓及高溫下進行。
根據反應及/或分離條件,可以游離酸、鹽或混合鹽形式獲得式(I)染料,該鹽或混合鹽包含(例如)一或多種選自鹼金屬離子(例如鈉離子)、或銨離子或烷基銨陽離子(例如單-、二-或三甲基-或-乙基銨陽離子)之陽離子。可藉由習知技術將該染料自游離酸轉化成鹽或混合鹽,或反之亦然,或從一種鹽轉化成另一種。若需要,可藉由濾洗將該等染料進一步純化,在此情況下,將非所欲的鹽及合成副產物自陰離子染料粗產物中分離出來。
從粗染料溶液中去除非所欲的鹽及合成副產物且去除部分水係利用半透膜藉由施加一壓力而進行,藉此以習知方式獲得不含非所欲的鹽及合成副產物之染料溶液,且若需要時形成固體。
式(I)染料及其鹽特別適於將由天然或合成聚醯胺組成之纖維材料染色或印刷成黃色至黃綠色調。式(I)染料及其鹽適用於製造噴墨印刷油墨及使用該等噴墨印刷油墨來印刷由天然或合成聚醯胺或纖維素組成之纖維材料(例如紙)。
因此,本發明由另一態樣提供式(I)染料、其鹽及混合物用於染色及/或印刷由天然或合成聚醯胺組成之纖維材料之用途。另一態樣係噴墨印刷油墨之製造及其用於印刷由天然或合成聚醯胺組成之纖維材料的用途。
染色係根據已知方法進行,參見例如在Ullmanns der technischen Chemie,第四版,1982,22卷,658-763頁或Grundlagen der Textilveredlung,第十三版,1989,535-556頁及566-574頁,M. Peter與H.K. Rouette之著作中所述之染色方法。較佳的染色方法為在溫度30至140℃,更佳80至120℃及最佳80至100℃下,且液體比例在3:1至40:1範圍內之盡染法(exhaust process)。
待染色之基材可呈例如:紗、織物、迴圈形成的針織物或毯子形式。甚至可以在精細基材(實例有羔羊毛、喀什米爾羊毛、羊駝毛及馬海毛)上永久進行完全造型染色。本發明染料特別適用於染色細丹尼纖維(微纖維)。
根據本發明之染料及其鹽可與已知的酸性染料高度相容。因此,式(I)染料、其鹽或混合物可以單獨用於染色或印刷方法中,或者作為與其他同類酸性染料形成之組合調染色或印刷組合物中的組分,即,與具有類似染色性質的酸性染料,諸如,例如耐久性及基材在染浴中之盡染率。本發明染料尤其可與某些具有適宜發色團的其他染料一起使用。該等染料在組合調染色或印刷組合物中的存在比例係由欲得到的色調決定。
如上所述,式(I)之新穎染料極適用於染色天然及合成聚醯胺,即羊毛、絲及所有尼龍類型,在其中每個上的染色具有高耐久性,尤其可得到良好的耐光性及良好的耐濕性(洗滌、鹼性汗液)。式(I)染料及其鹽具有高盡染率。式(I)染料及其鹽的上色能力同樣非常良好。在同一基材上的同色調染色具有出衆品質。且,所有染色在人造光下具有一致的色調。此外,耐蒸及耐煮性良好。
該等新穎染料之一決定性優勢為其不含金屬且提供極為均勻之染色。
根據本發明之化合物可作為個別染料使用,或者因其良好的相容性而可作為與其他具有類似染色性質(例如就一般的耐久性、盡染值等而言)之同類染料的組合元素。得到的組合調染色具有與利用個別染料之染色相似的耐久性。
本發明之式(I)染料亦可在三原色染色或印刷中使用作為黃色組分。三原色染色或印刷可利用所有慣用且已知的染色及印刷方法,諸如(例如)連續法、盡染法、泡沫染色法及噴墨法。
用於本發明方法的三原色染料混合物中個別染料組分的組成係取決於所需色調。舉例而言,棕色調較佳利用20-40重量%本發明之黃色組分,40-60重量%橙色或紅色組分及10-20重量%藍色組分。
如上所述,黃色組分可由符合式(I)之單一組分或不同橙色個別組分的混合物所組成。以二及三種組分之組合較佳。
特佳的紅色及/或藍色組分分別描述於WO2002/46318或WO99/51681中。
在以下實例中,份數及百分比係以重量計,且溫度係以攝氏度表示。
根據已知方法,於0-5℃下,利用13.8份(0.2mol)亞硝酸鈉於200份水與60份鹽酸(約30%)中,將29.6份(0.1mol)1,1-雙-(4-胺苯基)-2-乙基-己烷進行四氮化反應。於30分鐘內,將溶於350份水中之64.6份(0.2mol)下式
化合物加入冰冷的四氮化溶液中。加入30% NaOH溶液,使pH值達到5-5.5,生成下式之染料
該染料可藉由使用氯化鈉鹽析分離、過濾及在減壓下於50℃下乾燥。該染料可將羊毛及尤其聚醯胺纖維染色成具有極佳耐光性及耐濕性(λmax=460nm)之黃色調。
下表1包含可利用相應的初始材料,由類似實例1所述之方法製得之染料。此等染料於聚醯胺纖維及羊毛上提供具有極佳耐光性及耐濕性之黃色染色。λmax係以nm表示(奈米;於1%乙酸溶液中測量)。
將100份尼龍-6織物加至由2000份水、1份弱陽離子-活性均染劑(其係基於乙氧基化胺丙基脂肪酸醯胺且對染料具有親和力)、0.25份製備實例1之染料組成且由1-2份40%乙酸調節至pH 5之40℃染缸中。於40℃下10分鐘後,以1℃/分鐘之速率將該染缸加熱至98℃且保持沸騰45-60分鐘。此後在15分鐘内將其冷卻至70℃。從染缸中移出被染物,先用熱水及隨後用冷水沖洗且乾燥。獲得的結果為具有良好耐光性及耐濕性的黃色聚醯胺染色。
將100份尼龍-6,6織物加至由2000份水、1份弱陽離子-活性均染劑(其係基於乙氧基化胺丙基脂肪酸醯胺且對染料具有親和力)、0.3份製備實例1之染料組成且由1-2份40%乙酸調節至pH 5.5之40℃染缸中。於40℃下10分鐘後,以1.5℃/分鐘之速率將該染缸加熱至120℃且在該溫度下保持15-25分鐘。此後在25分鐘内將其冷卻至70℃。從該染缸中移出被染物,先用熱水及隨後用冷水沖洗且乾燥。獲得的結果為具有良好均染性及良好耐光性及耐濕性之黃色聚醯胺染色。
將100份羊毛織物加至由4000份水、1份弱兩性均染劑(其係基於硫酸化、乙氧基化脂肪酸醯胺且對染料具有親和力)、0.4份製備實例1之染料組成且由1-2份40%乙酸調節至pH 5之40℃染缸中。於40℃下10分鐘後,以1℃/分鐘之速率將該染缸加熱至沸騰且保持沸騰40-60分鐘。此後在20分鐘内將其冷卻至70℃。從該染缸中移出被染物,先用熱水及隨後用冷水沖洗且乾燥。所得之結果為具有良好耐光性及耐濕性的黃色羊毛染色。
使用由以下組成之50℃液體軋染100份尼龍-6織物材料:
40 份 製備實例1之染料
100 份 尿素
20 份 基於二乙二醇丁醚的非離子增溶劑
15-20 份 乙酸(供調節pH至4)
10 份 弱陽離子-活性均染劑,其係基於乙氧基化胺丙基脂肪酸醯胺且對染料具有親和力,及
810-815 份 水(其補充至1000份軋染液)
捲起經如此浸漬的材料,且於蒸氣室中在飽和蒸汽條件及85-98℃下停留3-6小時以固色。然後,用熱水及冷水沖洗且乾燥染色物。所得之結果為具有良好布疋均染性、良好耐光性及耐濕性之黃色尼龍染色。
以液體軋染由尼龍-6組成且具有合成基底織物之紡織割絨片材,該液體每1000份包含:
1 份 製備實例1之染料
4 份 基於刺槐豆粉醚之市售增稠劑
2 份 較高碳數烷基酚的非離子環氧乙烷加成物
1 份 60%醋酸
然後以膏狀物印刷,該膏狀物每1000份包含以下組分:
20 份 市售的烷氧基化脂肪烷基胺(替代產物)
20 份 基於刺槐豆粉醚之市售增稠劑
將印刷物在100℃下於飽和蒸氣中固定6分鐘、沖洗且乾燥。獲得的結果為具有黃色與白色圖案之顏色塗覆均勻的材料。
將100份尼龍-6,6織物加至由2000份水、1份弱陽離子-活性均染劑(其係基於乙氧基化胺丙基脂肪酸醯胺且對染料具有親和力)、1.5份實例1之染料、0.2份專利申請案WO 2002/46318中製備實例8之紅色染料:
及0.5份專利申請案WO 99/51681與EP 1066340B1中製備實例46的藍色染料:
組成且由1-2份40%乙酸調節至pH 5之40℃染缸中。於40℃下10分鐘後,以1℃/分鐘之速率將該染缸加熱至98℃且然後保持沸騰45至60分鐘。此後在15分鐘内將其冷卻至70℃。從染缸中移出被染物,先用熱水及隨後用冷水沖洗且乾燥。獲得的結果為具有良好耐光性及耐濕性的均勻灰色聚醯胺染色。
於55℃下,將100份經鉻鞣與合成複鞣的修勻濕粒面皮革於含300份水與2份製備實例1之染料的染缸中染色30分鐘。添加4份亞硫酸化魚油的60%乳液後,將皮革脂液化45分鐘。然後,使用8.5%甲酸酸化且研磨10分鐘(染缸中的最終pH值為3.5-4.0)。然後,沖洗該皮革,使其滴乾且照例修整。獲得的結果為染有均勻清晰的橙色調且具有良好耐久性的皮革。
亦可利用染料2至46實施應用實例A至G,得出相似的結果。
於60℃下,將3份製備實例3之染料溶於82份軟化水與15份二甘醇中。冷卻至室溫可得到橙色印刷墨水,其極適於在紙或聚醯胺及羊毛織物上進行噴墨印刷。
亦可利用染料1或2與4至46實施應用實例H,得出相似的結果。
在10分鐘内,將由1000份水、80份經煅燒的硫酸鈉(Glauber salt)、1份硝基苯-3-磺酸鈉與1份實例1染料組成之染缸加熱至80℃。然後添加100份絲光棉。此後,於80℃下染色5分鐘,然後在15分鐘内加熱至95℃。於95℃下10分鐘後,添加3份碳酸鈉,於95℃下,20分鐘後進一步添加7份碳酸鈉及30分鐘後另添加10份碳酸鈉。隨後在95℃下繼續染色60分鐘。然後將已染色材料從染缸中移出,且在流動的軟化水中沖洗3分鐘。隨後進行兩次清洗,每次於5000份沸騰的軟化水中進行10分鐘,然後在60℃下於流動的軟化水中沖洗3分鐘,及以冷自來水沖洗1分鐘。乾燥得到具有良好耐久性的亮黃色棉染色。
將0.2份製備實例1之染料溶於100份熱水中且將該溶液冷卻至室溫。將該溶液加至存於打漿機(Hollander)中之打漿於2000份水中之100份化學漂白之亞硫酸鹽紙漿中。混合15分鐘後,以習知方式利用樹脂膠料與硫酸鋁為原料上膠。由該原料製得的紙具有良好耐濕性的黃色調。
亦可利用染料2至46實施應用實例I與J,得出相似的結果。
Claims (8)
- 一種通式(I)化合物,
- 如請求項1之化合物,其特徵在於該式(I)化合物具有至少一個陰離子取代基。
- 如請求項2之化合物,其特徵在於:R1 表示氯,R2 表示H或磺基,R3 表示H或磺基,R4 表示磺基或氯,R5 表示H、甲基或氯,R6 表示C1至C4烷基、-COOCH3、-COOCH2CH3,R7 表示H、磺基、經取代之C1至C4烷基或未經取代之C1至C4烷基、經取代之C1至C4烷氧基或未經取代之C1至C4烷氧基,R8 表示H、經取代之C1至C4烷基或未經取代之C1至C4烷基、經取代之C1至C4烷氧基或未經取代之C1至C4烷氧基,B 表示具有式-SO2-之基團。
- 如請求項3之化合物,其特徵在於:R1 表示氯,R2 表示H或磺基,R3 表示H或磺基,R4 表示磺基或氯,R5 表示H,R6 表示甲基或乙基、-COOCH3、-COOCH2CH3, R7 表示H、磺基、經取代之C1至C2烷基或未經取代之C1至C2烷基、經取代之C1至C2烷氧基或未經取代之C1至C2烷氧基,R8 表示H、經取代之C1至C2烷基或未經取代之C1至C2烷基、經取代之C1至C2烷氧基或未經取代之C1至C2烷氧基,B 表示具有式-SO2-之基團。
- 一種製備如請求項1之式(I)化合物之方法,其特徵在於使式(II)化合物之兩個胺官能團
- 一種以如請求項1之式(I)化合物用於染色及/或印刷有機基材之用途。
- 一種以如請求項1之式(I)化合物用於染色及/或印刷羊毛、絲及合成聚醯胺之用途。
- 一種以如請求項1之式(I)化合物用於製備噴墨方法用之印刷墨水之用途。
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