WO2001016109A1 - Thermochrome rylenfarbstoffe - Google Patents

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WO2001016109A1
WO2001016109A1 PCT/EP2000/007985 EP0007985W WO0116109A1 WO 2001016109 A1 WO2001016109 A1 WO 2001016109A1 EP 0007985 W EP0007985 W EP 0007985W WO 0116109 A1 WO0116109 A1 WO 0116109A1
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alkyl
substituted
alkoxy
aryl
cyano
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PCT/EP2000/007985
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Arno BÖHM
Heinrich Schmeisser
Stefan Becker
Klaus Müller
Original Assignee
Basf Aktiengesellschaft
MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V.
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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B5/00—Dyes with an anthracene nucleus condensed with one or more heterocyclic rings with or without carbocyclic rings
    • C09B5/62—Cyclic imides or amidines of peri-dicarboxylic acids of the anthracene, benzanthrene, or perylene series

Definitions

  • the present invention relates to new rylene dyes of the general formula I.
  • R is hydrogen or C 1 -C 3 -alkyl, the carbon chain of which can be interrupted by one or more groupings -0-, -S-, -NR 1 -, -CO- and / or -S0- and that by cyano, C ⁇ - C 6 -alkoxy, aryl, which can be substituted by -CC-alkyl or Ci-C ⁇ -alkoxy, or a 5- to 7-membered heterocyclic radical bonded via a nitrogen atom, which may contain further heteroatoms and may be aromatic - or can be substituted several times; Cs-Cs-cycloalkyl, the carbon skeleton of which can be interrupted by one or more groupings -O-, -S- and / or -NR 1 - and which can be substituted one or more times by Ci-C ⁇ -alkyl;
  • Aryl or hetaryl the by -CC 18 alkyl, -CC 6 alkoxy, cyano, -CONHR 2 , -NHCOR 2 and / or aryl or hetarylazo, each by -CC-alkyl, C ⁇ -C 6 Alkoxy or cyano may be substituted, may be substituted one or more times;
  • R 'C 2 -C 3 o-alkyl whose carbon chain can be interrupted by one or more groupings -0- and / or -CO- and that by cyano, -C-C 6 alkoxy, Cs-C ⁇ -cycloalkyl, whose
  • Carbon structure can be interrupted by one or more groupings -0-, -S- and / or -NR 1 - and that Ci-C ⁇ -alkyl may be substituted, aryl, which may be substituted by Ci-Ci ⁇ -alkyl or -CC 6 alkoxy, or a 5- to 7-membered heterocyclic radical bonded via a nitrogen atom, which contain further heteroatoms and aromatic can be substituted one or more times;
  • Methyl which is mono- or disubstituted by aryl, hetaryl and / or Cs-C ⁇ -cycloalkyl, which can in each case be substituted by Ci-Cis-alkyl or -CC 6 alkoxy;
  • Cs-C ⁇ -cycloalkyl the carbon skeleton of which can be interrupted by one or more groupings -0-, -S- and / or -NR 1 - and which can be mono- or polysubstituted by Ci-C ß- alkyl;
  • R 1 is hydrogen or -CC 6 alkyl
  • R 2 is hydrogen; Ci-Cis-alkyl; Aryl or hetaryl, each of which can be substituted by Ci-Ce alkyl, -CC 6 alkoxy or cyano;
  • the invention relates to the preparation of 9-bromo-perylene-3, 4-dicarboximides purple and aminorylenedicarboximides V and new 9-aminoperylene-3, 4-dicarboximides of the general formula Va
  • R 3 is hydrogen or -CC 3 o-alkyl, the carbon chain of which is interrupted by one or more groupings -0-, -S-, -NR 1 -, -CO- and / or -S0 2 - and / or by cyano , -C-C 6 alkoxy, aryl, which can be substituted by Ci-Ci ⁇ -alkyl or C ⁇ -C 6 alkoxy, or a 5- to 7-membered heterocyclic radical bonded via a nitrogen atom, which contain further heteroatoms and be aromatic can, is substituted one or more times; Cs-C ⁇ -cycloalkyl, the carbon skeleton of which can be interrupted by one or more groupings -0-, -S- and / or -NR 1 - and which can be substituted one or more times by Ci-Cg-alkyl;
  • Aryl or hetaryl each by Ci-Ci ⁇ -alkyl, -CC 6 alkoxy, cyano, -CONHR 2 , -NHCOR 2 and / or aryl- or het-arylazo, each by -CC-alkyl, C ⁇ - C 6 alkoxy or
  • Cyano can be substituted, can be substituted one or more times, wherein
  • R 1 is hydrogen or -CC 6 alkyl
  • R 2 is hydrogen; Ci-Ci ⁇ alkyl; Aryl or hetaryl, each of which can be substituted by Ci-C ⁇ -alkyl, C ⁇ -C 6 alkoxy or cyano;
  • Perylene-3, 4-dicarboximides substituted on the imide nitrogen atom, unsubstituted perylene-3, 4-dicarboximide and perylene-3, 4-dicarboximides substituted on the perylene skeleton are not only suitable as pigment precursors, but are themselves also advantageously used as pigments and fluorescent dyes.
  • the previously known perylene-3, 4-dicarboximides substituted on the perylene skeleton are in 1,6-, 1,7-, 1,6,9-, 1,7,9- and 1, 6, 7, 12-positions as well only substituted in the 9-position.
  • the perylene skeleton carries a halogen atom, in particular bromine atom (WO-A-96/22331, EP-A-596 292 and WO-A-97/22607 and the literature cited therein and Dyes and Pigments 16, page 19-25 (1991)).
  • EP-A-657 436 and Liebigs Annalen 1995, pages 1229-1244 also describe an N- (1-hexyl-heptyl) -9-aminoperylene-3, 4-dicarboximide which is obtained by nitration of the corresponding N-substituted Perylene-3, 4-dicarboximide with dinitrogen tetroxide and subsequent reduction with metallic iron in the presence of hydrochloric acid is produced.
  • EP-A-648 817 describes fluorescent dyes containing imide groups, the imide nitrogen atom of which is converted into a carbamate function for reversible solubilization, which makes the dye soluble in the application medium and can be thermally split again.
  • unsubstituted perylene-3, 4-dicarboximide whose NH function is converted accordingly, is listed here as a fluorescent dye. Since the solubilization takes place via the imide nitrogen atom, there is no possibility of modifying the dye via special substitution on the nitrogen atom. In addition, the color of the dye does not change during the thermal cleavage of the alkoxycarbonyl protective group, the dye is not thermochromic.
  • the object of the invention was to provide further dyes with advantageous application properties, which in particular are not only easy to incorporate into the respective application medium and adaptable to this medium, but are also thermochromic.
  • Preferred rylene dyes can be found in the subclaim.
  • R '', R '''independently of one another hydrogen, C ⁇ -C 6 alkyl or
  • x, y independently of one another represent an integer from 1 to 3,
  • alkyl groups occurring in the formulas I to VI can be both straight-chain and branched. If the alkyl groups are substituted, they usually have 1 or 2 substituents. Aromatic radicals which are substituted can generally have up to 3, preferably 1 or 2, of the substituents mentioned. Preferred aryl radicals are naphthyl and especially phenyl.
  • Carbamoyl methylaminocarbonyl, ethylaminocarbonyl, propylaminocarbonyl, butylaminocarbonyl, pentylaminocarbonyl, hexylaminocarbonyl, heptylaminocarbonyl, octylaminocarbonyl, nonylaminocarbonyl, decylaminocarbonyl and phenylaminocarbonyl;
  • the rylene dyes I can advantageously be prepared by the multistage process according to the invention, in which a perylene-3, 4-dicarboximide Ha is regioselectively monobrominated in step a), and the 9-bromoperylene-3, 4-dicarboximide purple formed in step bl) or the corresponding 4-bromonaphthalene-1,8-dicarboximide Illb obtained in a known manner by imidation of 4-bromonaphthalene-1,8-dicarboxylic acid anhydride is reacted with a benzophenone imine IV to give a ketimine in step b2) the ketimine is hydrolyzed to the aminorylenedicarboximide V, which is then reacted in step c) with a dicarbonate VI to form the rylene dye I.
  • Step a) of the process according to the invention the bromination of the perylene-3, 4-dicarboximide Ha in the 9-position with elemental bromine, is carried out in the presence of an aliphatic monocarboxylic acid as solvent and optionally of iodine as catalyst.
  • C 1 -C 4 -carboxylic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid and mixtures thereof are particularly suitable.
  • the molar ratio of bromine to (Ha) is usually about 1: 1 to 5: 1, preferably 3: 1 to 4: 1.
  • the reaction temperature is generally 0 to 50 ° C, preferably 15 to 40 ° C.
  • the bromination is usually complete in 2 to 12 hours.
  • step a) is expediently carried out as follows:
  • Perylene-3, 4-dicarboximide (Ha) and monocarboxylic acid are introduced, the mixture is brought to the desired reaction temperature in 15 to 30 minutes with stirring, the catalyst is added if necessary and then the desired amount of bromine is added in 5 to 10 minutes and the mixture is stirred the mixture in the absence of light for 2 to 12 h at the reaction temperature. After excess bromine has been removed with a vigorous stream of nitrogen, the reaction mixture is introduced into about the same amount of an aliphatic alcohol as methanol, stirred overnight, the precipitated is filtered off Product is washed off, preferably with the same alcohol, and dried under vacuum at about 120 ° C.
  • the 9-bromoperylene-3, 4-dicarboximide purple obtained in step a) already has such a high content (> 98%) that it can be used directly for the subsequent reaction.
  • step b1) of the process according to the invention the 9-bromo-perylene-3, 4-dicarboximide is purple or the corresponding 4-bromo-naphthalene-1, 8-dicarboximide Illb, which, analogously to that in Dyes and Pigments 22, page Procedure described in 191-198 (1993), obtainable by imidation of 4-bromonaphthalene-1,8-dicarboxylic acid, in the presence of an aprotic organic solvent, a transition metal catalyst system and a base in an aryl-N coupling reaction with a benzophenone imine IV to give a ketimine implemented, which is then hydrolyzed in step b2) in the presence of a polar, aprotic solvent and an acid to the aminorylenedicarboximide V.
  • Suitable benzophenone imine IV for the ketimine formation in step b1) are in particular benzophenone imine, 4, '-dimethyl- and 4,4'-diethylbenzophenone imine, 2,2', 4,4 '-tetramethylbenzophenone imine and 4, 4' -dimethoxy and 4 , 4 '-Diethoxybenzophenonimin, with benzophenonimine itself is preferred.
  • aprotic organic solvent there are anhydrous inert aromatic solvents such as benzene and its alkylation products, e.g. Toluene and o-, m- and p-xylene, and mixtures of these compounds, in step bl) are particularly suitable.
  • the amount of solvent is usually 30 to 200 kg, preferably 80 to 150 kg, per kg (purple) or (Illb).
  • Palladium compounds are particularly suitable as transition metal catalysts, palladium (O) and palladium (II) complexes, such as tris (dibenzylidene acetone) dipalladium (O),
  • Palladium (II) acetate can be mentioned as preferred examples.
  • the transition metal catalyst is usually used in an amount of 0.5 to 5 mol%, especially 1 to 3 mol%, based on (purple) or (Illb).
  • a phosphine-based cocatalyst is also preferably used.
  • Preferred examples of this cocatalyst are bidentate phosphine ligands, such as racemic 2,2′-bis (diphenylphosphino) -1,1′-binaphthyl, 1,1′-bis (diphenylphosphino) ferrocene, 1,1′-bis (di- o-tolylphosphino) ferrocene, 1,1'-bis (di-p-methoxyphenylphosphino) ferrocene and 2,2 'bis (di-o-tolylphosphino) diphenyl ether, and phosphines acting as monodentate phosphine ligands, such as tri-o -tolylphosphine, tri-tert. -butylphosphine and triphenylphosphine.
  • Suitable amounts of cocatalyst are generally 1 to 5 mol%, preferably 1 to 3 mol%, based on the transition metal catalyst.
  • Particularly suitable bases are alkali metal amides, especially alkali metal di (CC 6 -alkyl) amides, and alkali metal alcoholates, especially the alkali metal salts of secondary and tertiary aliphatic (CC 6 -) alcohols.
  • Preferred examples for these bases are: lithium diisopropylamide, sodium diisopropylamide and potassium diisopropylamide as well as lithium isopropanolate, sodium isopropanolate, potassium isopropanolate, lithium tert. -butanolate, sodium tert. - butanolate and potassium tert. -butanolate, with sodium tert. - Butanolate and potassium tert-butanolate are particularly preferred.
  • the reaction temperature is usually 50 to 120 ° C, preferably 70 to 100 ° C.
  • reaction time is generally 6 to 20 h.
  • step b1) is expediently carried out as follows:
  • Solvent, catalyst and cocatalyst are placed in a protective gas atmosphere, the bromrylenedicarboximide lilac or Illb, the benzophenone imine IV and base are added in succession with stirring and the mixture is heated to the desired reaction temperature under protective gas for 6 to 20 hours. After cooling to room temperature the solid constituents are filtered off from the reaction mixture and the solvent is distilled off under reduced pressure.
  • the purity of the ketimine thus produced is generally sufficient for further processing. If necessary, the crude product can be further purified by reprecipitation from a mixture of chloroform or methylene chloride and petroleum ether or by column chromatography on silica gel using chloroform as the eluent.
  • the hydrolysis of the ketimine in step b2) is carried out in the presence of a polar, aprotic solvent.
  • Preferred solvents are aliphatic ethers, with acyclic ethers, such as in particular di (CC 4 alkyl) ether and CC 3 alkylene glycol di-C ⁇ -C alkyl ether, and cyclic ethers being suitable.
  • the following particularly preferred ethers may be mentioned by way of example: diethyl ether, dipropyl ether, dibutyl ether, ethylene glycol dimethyl ether and diethyl ether, tetrahydrofuran and dioxane.
  • An inorganic acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid and nitric acid is preferably used for the hydrolysis.
  • the reaction temperature is generally 10 to 50 ° C, preferably 20 to 35 ° C.
  • the hydrolysis is usually complete in 0.5 to 2 hours.
  • step b2) is expediently carried out as follows:
  • the ketimine is dissolved in the solvent with stirring, the mixture is brought to the desired reaction temperature, the aqueous acid is added and the mixture is stirred at this temperature for 0.5 to 2 h. The remaining acid is then neutralized, e.g. with concentrated aqueous ammonia, and the solvent is distilled off in vacuo.
  • the further processing of the reaction product can then be carried out as follows:
  • the residue is suspended in an excess of dilute aqueous base (for example ammonia water), filtered off, the filter material is stirred, if appropriate several times in 30 to 50 times the amount of hot aqueous base (approximately half-concentrated aqueous ammonia), filtered and washed again neutral with water and dries the filter material in a vacuum at 100 ° C.
  • dilute aqueous base for example ammonia water
  • hot aqueous base approximately half-concentrated aqueous ammonia
  • the dried crude product is then extracted with petroleum ether.
  • Step c) of the process according to the invention the reaction of the aminorylenedicarboximide V with a dicarbonate VI to form the rylene dye I, is carried out in the presence of a polar, aprotic solvent under base catalysis.
  • dicarbonates VI are dialkyl carbonates, especially di- (C -C-alkyl) dicarbonates, such as diethyl, dipropyl, diisopropyl, di-n-butyl, di-sec. -butyl, di-tert-butyl, di-tert-pentyl and bis (2-ethylhexyl) dicarbonate, dicycloalkyl dicarbonates, especially di- (Cs-C ⁇ -cycloalkyl) dicarbonates, such as dicyclopentyl, dicyclohexyl and Dicycloheptyl dicarbonate, dicycloalkylalkyl dicarbonates, such as bis (l- and 2-cyclohexylethyl) - and bis (l, - 2- and 3-cyclohexylpropyl) dicarbonate, diaralkyldicarbonates, especially diphenyl-C ⁇ -C 4 -alkyldicarbonates, such as dibenzyl
  • a polar, aprotic solvent Particularly suitable as a polar, aprotic solvent are the ethers mentioned for step b2), which are expediently used in anhydrous (dried) form.
  • the amount of solvent is usually 50 to 300 kg, preferably 80 to 200 kg, per kg (V).
  • Suitable bases are especially nitrogen bases, in particular tertiary aliphatic amines, preferably tri- (C 1 -C 4 -alkyl) amines, the alkyl radicals of which may be the same or different and which are preferably used in combination with dialkylamino-substituted pyridines.
  • Combinations of tri (CC 4 ⁇ alkyl) amines, such as triethyl, diisopropylethyl and tributylamine, with 4- (N, N-dimethylamino) pyridine are very particularly preferred in a molar ratio of 4: 1 to 1: 1, in particular of about 2: 1.
  • the reaction temperature is generally 20 to 70 ° C, preferably 35 to 50 ° C.
  • the reaction time is usually 2 to 12 hours.
  • step c) is expediently carried out as follows:
  • the purity of the rylene dyes I obtained is generally> 97% and is generally sufficient for the application.
  • it is possible to increase the purity by recrystallization from a halogenated hydrocarbon, such as methylene chloride and chloroform, or an aromatic solvent, such as benzene, toluene and xylene, or by column chromatography on silica gel using chloroform as the eluent.
  • a halogenated hydrocarbon such as methylene chloride and chloroform
  • an aromatic solvent such as benzene, toluene and xylene
  • the process according to the invention enables the production of the rylene dyes I and their intermediates in an advantageous, economical manner.
  • the value of the products obtained in the individual process steps is usually> 95% without further purification, the yield of all process steps, based in each case on the rylenedicarboximide derivative used, is generally> 60% for perylenedicarboximide derivatives and> 40 % for naphthalenedicarboximide derivatives.
  • the rylene dyes I according to the invention are outstandingly suitable for the homogeneous coloring of high molecular weight organic and inorganic materials, in particular, for example, plastics all thermoplastics, paints and printing inks as well as oxidic layer systems.
  • a particularly advantageous property of the rylene dyes I according to the invention is their thermochromism, i.e. the irreversible conversion of the dyes from a molecular individual with a primary color A to a structurally different individual with a secondary color B.
  • the thermochromic effect is induced by heating the colored material to temperatures above the transition temperature of the rylene dye I.
  • the primary and / or secondary color of the colored material can additionally be varied in a simple manner by using the rylene dyes I according to the invention in a mixture with one another and / or with conventional pigments and dyes.
  • thermochromism of the rylene dyes I according to the invention can also advantageously be used to produce laser-markable or laser-markable colors.
  • the transition temperature of the rylene dyes I can be set especially for this purpose, which was not to be expected.
  • the conversion temperatures of rylene dyes of the formula I according to the invention in which R 'denotes primary or secondary alkyl or aralkyl are generally> 280 ° C.
  • polystyrene poly (acrylonitrile-butadiene-styrene), poly (styrene-acrylonitrile), polycarbonate, polymethyl methacrylate) in a conventional manner (for example by extrusion or injection molding) and used for technical laser marking or labeling.
  • the rylene dyes I according to the invention in combination with one or more transparent or translucent, organic or inorganic (N) IR absorbers with in particular neutral color or only weakly formed in the visible, which convert the irradiated (N) IR laser energy into the thermal energy necessary for the thermochromic conversion.
  • N transparent or translucent, organic or inorganic
  • N IR absorbers e.g. those from the classes of methines, azamethines, transition metal dithiolenes, squaric acid derivatives, phthalocyanines,
  • Naphthalocyanines, amidinium and iminium salts and in particular quaterrylene derivatives can be used.
  • absorbers with an absorption maximum at 780 to 850 nm and for use with common Nd-YAG lasers are absorbers with an absorption maximum at around 1064 nm, each of which has a gram absorptivity at the absorption maximum of at least 50 , particularly preferred.
  • reaction mixture was then freed from excess bromine by bubbling through a vigorous stream of nitrogen, then diluted with 1 l of methanol and stirred at room temperature overnight.
  • the precipitated product was filtered off, washed first with 1.5 l of methanol and then with water until neutral and dried at 120 ° C. in vacuo.
  • UV / VIS (CHCI 3 ): ⁇ ⁇ , ax ( ⁇ ) 482 (35807), 505 (33991) nm.
  • UV / VIS (CHCI 3 ): ⁇ max ( ⁇ ) 484 (34762), 509 (35319) nm.
  • UV / VIS (CHC1 3 ): 7 ⁇ ( ⁇ ) 389 (19640) nm.
  • the melting points of all the rylene dyes I obtained were above the temperature of the thermal conversion (elimination of C0 and alkene or aralkene).
  • UV / VIS (CHC1 3 ): ⁇ j nax ( ⁇ ) 345 (16 541), 360 (14001) nm.
  • UV / VIS (CHCI 3 ): ⁇ max ( ⁇ ) 342 (15760), 358 (13411) nm.
  • UV / VIS (CHC1 3 ): A ⁇ x ( ⁇ ) 341 (16005), 355 (13360) nm.
  • UV / VIS (CHCI 3 ): ⁇ ma x ( ⁇ ) 485 (36170), 511 (37030) nm.
  • UV / VIS (CHC1 3 ): ⁇ max ( ⁇ ) 481 (36780), 507 (37620) nm.
  • UV / VIS (CHC1 3 ): ⁇ ⁇ x ( ⁇ ) 483 (36500), 509 (36780) nm.
  • thermochromically colored thermoplastic plastics To produce thermochromically colored thermoplastic plastics, x g of dye I and optionally z g of transparent pigment P were mixed with 100 g of one of the matrix polymers
  • PS Polystyrene 144C crystal clear (BASF)
  • PMMA polymethyl methacrylate molding compound 7N crystal clear (Röhm) or
  • thermochromic coatings a mixture of x g of dye I and 100 g of an alkyd-melamine stoving enamel was used
  • thermochromic color change (primary color ⁇ secondary color) of the colored polymeric systems was induced by annealing to the respective transition temperature T ° C for 15 minutes.
  • the colored semi-finished product was treated with an Nd-YAG laser (emission wavelength of 1064 nm, laser power 40 watts; scan rate 1000 mm / s; examples 48 and 50) or with a semiconductor laser diode (emission wavelength of 780 nm, laser power 1 watts, Scan rate 100 mm / s; Examples 49 and 51) marked.
  • Nd-YAG laser emission wavelength of 1064 nm, laser power 40 watts; scan rate 1000 mm / s; examples 48 and 50
  • a semiconductor laser diode emission wavelength of 780 nm, laser power 1 watts, Scan rate 100 mm / s; Examples 49 and 51 marked.

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Abstract

Rylenfarbstoffe der allgemeinen Formel (I) mit folgender Bedeutung der Variablen: R Wasserstoff; gegebenenfalls substituiertes C1-C30-Alkyl-C5-C8-Cycloalkyl, Aryl oder Hetaryl; R<'> gegebenenfalls substituiertes C2-C30-Alkyl oder C5-C8-Cycloalkyl, substituiertes Methyl; n 0 oder 1, deren Herstellung und Verwendung zur Einfärbung von hochmolekularen organischen und anorganischen Materialien sowie 9-Amino-perylen-3, 4-dicarbonsäureimide Va als deren Zwischenprodukte.

Description

Thermochrome Rylenfarbstoffe
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft neue Rylenfarbstoffe der allgemeinen Formel I
Figure imgf000003_0001
in der die Variablen folgende Bedeutung haben:
R Wasserstoff oder Cι-C3o-Alkyl, dessen Kohlenstoffkette durch eine oder mehrere Gruppierungen -0-, -S-, -NR1-, -CO- und/ oder -S0- unterbrochen sein kann und das durch Cyano, Cι-C6-Alkoxy, Aryl, das durch Cι-Cιs-Alkyl oder Ci-Cδ-Alkoxy substituiert sein kann, oder einen über ein Stickstoffatom gebundenen 5- bis 7-gliedrigen heterocyclischen Rest, der weitere Heteroatome enthalten und aromatisch sein kann, ein- oder mehrfach substituiert sein kann; Cs-Cs-Cycloalkyl, dessen Kohlenstoffgerüst durch eine oder mehrere Gruppierungen -O-, -S- und/oder -NR1- unterbrochen sein kann und das durch Ci-Cβ-Alkyl ein- oder mehrfach substituiert sein kann;
Aryl oder Hetaryl, das durch Cι-C18-Alkyl, Cι-C6-Alkoxy, Cyano, -CONHR2, -NHCOR2 und/oder Aryl- oder Hetarylazo, das jeweils durch Cι-Cιo-Alkyl, Cχ-C6-Alkoxy oder Cyano substituiert sein kann, ein- oder mehrfach substituiert sein kann;
R' C2-C3o-Alkyl, dessen Kohlenstoffkette durch eine oder mehrere Gruppierungen -0- und/oder -CO- unterbrochen sein kann und das durch Cyano, Cι-C6-Alkoxy, Cs-Cβ-Cycloalkyl, dessen
Kohlenstoffgerüst durch eine oder mehrere Gruppierungen -0-, -S- und/oder -NR1- unterbrochen sein kann und das durch Ci-Cβ-Alkyl substituiert sein kann, Aryl, das durch Ci-Ciβ-Alkyl oder Cι-C6-Alkoxy substituiert sein kann, oder einen über ein Stickstoffatom gebundenen 5- bis 7-gliedrigen heterocyclischen Rest, der weitere Heteroatome enthalten und aromatisch sein kann, ein- oder mehrfach substituiert sein kann;
Methyl, das durch Aryl, Hetaryl und/oder Cs-Cβ-Cycloalkyl, das jeweils durch Ci-Cis-Alkyl oder Cι-C6-Alkoxy substituiert sein kann, ein- oder zweifach substituiert ist; Cs-Cβ-Cycloalkyl, dessen Kohlenstoffgerüst durch eine oder mehrere Gruppierungen -0-, -S- und/oder -NR1- unterbrochen sein kann und das durch Ci-Cß-Alkyl ein- oder mehrfach substituiert sein kann;
R1 Wasserstoff oder Cι-C6-Alkyl;
R2 Wasserstoff; Ci-Cis-Alkyl; Aryl oder Hetaryl, das jeweils durch Ci-Ce-Alkyl, Cι-C6-Alkoxy oder Cyano substituiert sein kann;
n 0 oder 1,
sowie die Herstellung dieser Farbstoffe und ihre Verwendung zur Einfärbung von hochmolekularen organischen und anorganischen Materialien.
Außerdem betrifft die Erfindung die Herstellung von 9-Brom- perylen-3, 4-dicarbonsäureimiden lila und Aminorylendicarbon- säureimiden V sowie neue 9-Aminoperylen-3, 4-dicarbonsäureimide der allgemeinen Formel Va
Figure imgf000004_0001
in der die Variablen folgende Bedeutung haben: R3 Wasserstoff oder Cι-C3o-Alkyl, dessen Kohlenstoffkette durch eine oder mehrere Gruppierungen -0-, -S-, -NR1-, -CO- und/ oder -S02- unterbrochen ist und/oder das durch Cyano, Cι-C6-Alkoxy, Aryl, das durch Ci-Ciβ-Alkyl oder Cι-C6-Alkoxy substituiert sein kann, oder einen über ein Stickstoffatom gebundenen 5- bis 7-gliedrigen heterocyclischen Rest, der weitere Heteroatome enthalten und aromatisch sein kann, ein- oder mehrfach substituiert ist; Cs-Cβ-Cycloalkyl, dessen Kohlenstoffgerüst durch eine oder mehrere Gruppierungen -0-, -S- und/oder -NR1- unterbrochen sein kann und das durch Ci-Cg-Alkyl ein- oder mehrfach substituiert sein kann;
Aryl oder Hetaryl, das jeweils durch Ci-Ciβ-Alkyl, Cι-C6-Alkoxy, Cyano, -CONHR2, -NHCOR2 und/oder Aryl- oder Het- arylazo, das jeweils durch Cι-Cιo-Alkyl, Cι-C6-Alkoxy oder
Cyano substituiert sein kann, ein- oder mehrfach substituiert sein kann, wobei
R1 Wasserstoff oder Cι-C6-Alkyl;
R2 Wasserstoff; Ci-Ciβ-Alkyl; Aryl oder Hetaryl, das jeweils durch Ci-Cβ-Alkyl, Cχ-C6-Alkoxy oder Cyano substituiert sein kann;
als Zwischenprodukte für die Rylenfarbstoffe (I) .
Am Imidstickstoffatom substituierte Perylen-3, 4-dicarbonsäure- imide, unsubstituiertes Perylen-3, 4-dicarbonsäureimid und am Perylengerust substituierte Perylen-3, 4-dicarbonsäureimide eignen sich nicht nur als Pigmentvorstufen, sondern werden auch selbst vorteilhaft als Pigmente und Fluoreszenzfarbstoffe eingesetzt. Die bislang bekannten am Perylengerust substituierten Perylen-3 , 4-dicarbonsäureimide sind in 1,6-, 1,7-, 1,6,9-, 1,7,9- und 1, 6, 7, 12-Stellung sowie auch nur in 9-Stellung substituiert. In 9-Stellung trägt das Perylengerust dabei jeweils ein Halogenatom, insbesondere Bromatom, (WO-A-96/22331, EP-A-596 292 und WO-A-97/22607 und die dort zitierte Literatur sowie Dyes and Pigments 16, Seite 19-25 (1991)). In der EP-A-657 436 sowie Liebigs Annalen 1995, Seite 1229-1244, ist außerdem ein N-(1-Hexyl- heptyl) -9-aminoperylen-3, 4-dicarbonsäureimid beschrieben, das durch Nitrierung des entsprechenden N-substituierten Perylen- 3, 4-dicarbonsäureimids mit Distickstofftetroxid und anschließende Reduktion mit metallischem Eisen in Gegenwart von Salzsäure hergestellt wird. Dieses Verfahren ist jedoch auf Perylen-3, 4-di- carbonsäureimide beschränkt, die unsubstituierte Alkylgruppen am Imidstickstoffatom tragen, und liefert ausschließlich schwer zu reinigende Isomerengemische (1- und 9-Isomer) in niedrigen Aus- beuten. Entsprechende N-substituierte 4-Aminonaphthalin-l, 8-di - carbonsäureimide sind aus Yuki Gosei Kagaku Kyokaishi 12, Seite 504-508 (1956) (s. Chemical Abstracts 51:8052a (1957)) bekannt.
In der EP-A- 648 817 sind imidgruppenhaltige Fluoreszenzfarb- stoffe beschrieben, deren Imidstickstoffatom zur reversiblen Solubilisierung in eine Carbamatfunktion überführt ist, die den Farbstoff im Anwendungsmedium löslich macht und thermisch wieder gespalten werden kann. Unter anderem wird hier auch unsubstitu- iertes Perylen-3, 4-dicarbonsäureimid, dessen NH-Funktion entsprechend umgesetzt wird, als Fluoreszenzfarbstoff aufgeführt. Da die Solubilisierung über das Imidstickstoffatom erfolgt, besteht keine Möglichkeit, den Farbstoff über spezielle Substitution am Stickstoffatom zu modifizieren. Außerdem verändert sich der Farb- ton des Farbstoffs bei der thermischen Abspaltung der Alkoxycar- bonyl-Schutzgruppe nicht, der Farbstoff ist nicht thermochrom.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, weitere Farbstoffe mit vorteilhaften Anwendungseigenschaften, die insbesondere auch nicht nur gut in das jeweilige Anwendungsmedium einarbeitbar und an dieses Medium anpaßbar, sondern auch thermochrom sind, bereitzustellen.
Demgemäß wurden die eingangs definierten Rylenfarbstoffe der For- mel I gefunden.
Bevorzugte Rylenfarbstoffe sind dem Unteranspruch zu entnehmen.
Weiterhin wurde ein Verfahren zur Herstellung der Rylenfarb- Stoffe I gefunden, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man
ein Perylen-3, 4-dicarbonsäureimid der allgemeinen Formel Ha
R
Figure imgf000006_0001
in Gegenwart einer aliphatischen Monocarbonsäure mit elementarem Brom regioselektiv monobromiert, bl) das in Schritt a) gebildeten 9-Bromperylen-3, 4-dicarbonsäure- imid der allgemeinen Formel lila
R
Figure imgf000007_0001
bzw. ein auf bekannte Weise durch Imidierung von 4-Brom- naphthalin-1, 8-dicarbonsäureanhydrid hergestelltes 4-Brom- naphthalin-1, 8-dicarbonsäureimid der allgemeinen Formel Illb
Figure imgf000007_0002
in Gegenwart eines aprotischen organischen Lösungsmittels, eines Übergangsmetallkatalysatorsystems und einer Base in einer Aryl-N-Kupplungsreaktion mit einem Benzophenonimin der allgemeinen Formel IV
Figure imgf000007_0003
in der die Variablen
R' ' , R' ' ' unabhängig voneinander Wasserstoff, Cχ-C6-Alkyl oder
Ci-Cg-Alkoxy und
x, y unabhängig voneinander eine ganze Zahl von 1 bis 3 bedeuten,
umsetzt und b2) das gebildete Ketimin in Gegenwart einer Säure und eines polaren, aprotischen Lösungsmittels zu einem Aminorylendi • carbonsäureimid der allgemeinen Formel V
Figure imgf000008_0001
hydrolysiert und
c) dieses anschließend in Gegenwart eines polaren, aprotischen Lösungsmittels und einer Base mit einem Dicarbonat der allgemeinen Formel VI
Figure imgf000008_0002
zu dem Rylenfarbstoff I umsetzt.
Außerdem wurde ein Verfahren zur Herstellung der Aminorylendicar- bonsäureimide V gefunden, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man ein Bromrylendicarbonsäureimid III in Gegenwart eines aprotischen organischen Lösungsmittels, eines Übergangsmetallkata- lysatorsystems und einer Base in einer Aryl-N-Kupplungsreaktion. mit einem Benzophenonimin IV zu dem entsprechenden Ketimin um- setzt und dieses anschließend in Gegenwart einer Säure und eines polaren, aprotischen Lösungsmittels hydrolysiert.
Zudem wurden die 9-Aminoperylen-3 , 4-dicarbonsäureimide der eingangs definierten Formel Va als Zwischenprodukte für die Rylen- farbstoffe I gefunden.
Außerdem wurde ein Verfahren zur Herstellung der 9-Brompery- len-3, 4-dicarbonsäureimide lila gefunden, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man ein Perylen-3, 4-dicarbonsäureimid Ha in Gegenwart einer aliphatischen Monocarbonsäure mit elementarem Brom umsetzt. Nicht zuletzt wurde die Verwendung der Rylenfarbstoffe I zur Einfärbung von hochmolekularen organischen und anorganischen Materialien gefunden.
Alle in den Formeln I bis VI auftretenden Alkylgruppen können sowohl geradkettig als auch verzweigt sein. Wenn die Alkylgruppen substituiert sind, tragen sie in der Regel 1 oder 2 Substituenten. Aromatische Reste, die substituiert sind, können im allgemeinen bis zu 3, bevorzugt 1 oder 2, der genannten Substituenten aufweisen. Bevorzugte Arylreste sind dabei Naphthyl und insbesondere Phenyl .
Als Beispiele für geeignete Reste R, R' , R' ' , R' ' ' , R1, R2 und R3 (bzw. für deren Substituenten) seien im einzelnen genannt:
Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, Butyl, Isobutyl, tert.-Butyl, Pentyl, Isopentyl, Neopentyl, tert. -Pentyl, Hexyl, 2-Methyl- pentyl, tert .-Pentyl, Hexyl, 2-Methylpentyl, Heptyl, 1-Ethyl- pentyl, Octyl, 2-Ethylhexyl, Isooctyl, Nonyl, Isononyl, Decyl, Isodecyl, Undecyl, Dodecyl, Tridecyl, Isotridecyl, Tetradecyl, Pentadecyl, Hexadecyl, Heptadecyl, Octadecyl, Nonadecyl und Eicosyl (die obigen Bezeichnungen Isooctyl, Isononyl, Isodecyl und Isotridecyl sind Trivialbezeichnungen und stammen von den bei der Oxosynthese erhaltenen Alkoholen) ;
2-Methoxyethyl, 2-Ethoxyethyl, 2-Propoxyethyl, 2-Isopropoxyethyl, 2-Butoxyethyl, 2- und 3-Methoxypropyl, 2- und 3-Ethoxypropyl, 2- und 3-Propoxypropyl, 2- und 3- Butoxypropyl, 2- und 4-Methoxy- butyl, 2- und 4-Ethoxybutyl, 2- und 4-Propoxybutyl, 3,6-Dioxa- heptyl, 3, 6-Dioxaoctyl, 4, 8-Dioxanonyl, 3 , 7-Dioxaoctyl, 3,7-Di- oxanonyl, 4, 7-Dioxaoctyl, 4, 7-Dioxanonyl, 2- und 4-Butoxybutyl, 4, 8-Dioxadecyl, 3 , 6 , 9-Trioxadecyl, 3, 6, 9-Trioxaundecyl, 3, 6, 9-Trioxadodecyl, 3, 6, 9, 12-Tetraoxatridecyl und 3,6,9, 12-Tetraoxatetradecyl;
2-Methylthioethyl, 2-Ethylthioethyl, 2-Propylthioethyl, 2-Iso- propylthioethyl, 2-Butylthioethyl, 2- und 3-Methylthiopropyl, 2- und 3-Ethylthiopropyl, 2- und 3-Propylthiopropyl, 2- und 3- Butylthiopropyl, 2- und 4-Methylthiobutyl, 2- und 4-Ethylthio- butyl, 2- und 4-Propylthiobutyl, 3, 6-Dithiaheptyl, 3,6-Dithia- octyl, 4, 8-Dithianonyl, 3 , 7-Dithiaoctyl, 3, 7-Dithianonyl, 4, 7-Dithiaoctyl, 4, 7-Dithianonyl, 2- und 4-Butylthiobutyl, 4, 8-Dithiadecyl, 3 , 6, 9-Trithiadecyl, 3, 6, 9-Trithiaundecyl, 3,6,9-Trithiadodecyl, 3, 6, 9 , 12-Tetrathiatridecyl und 3,6,9, 12-Tetrathiatetradecyl; 2-Monomethyl- und 2-Monoethylaminoethyl, 2-Dimethylaminoethyl, 2- und 3-Dimethylaminopropyl, 3-Monoisopropylaminopropyl, 2- und 4-Monopropylaminobutyl, 2- und 4-Dimethylaminobutyl, 6-Methyl- 3, 6-diazaheptyl, 3 , 6-Dimethyl-3, 6-diazaheptyl, 3, 6-Diazaoctyl, 3, 6-Dimethyl-3, 6-diazaoctyl, 9-Methyl-3 , 6, 9-triazadecyl,
3,6, 9-Trimethyl-3, 6, 9-triazaundecyl, 12-Methyl-3 , 6, , 12-tetraaza- tridecyl und 3, 6 , 9 , 12-Tetramethyl-3, 6, 9, 12-tetraazatridecyl;
Proρan-2-on-l-yl, Butan-3-on-l-yl, Butan-3-on-2-yl und 2-Ethyl- pentan-3-on-l-yl;
2-Methylsulfonylethyl, 2-Ethylsulfonylethyl, 2-Propylsulfonyl- ethyl, 2-Isopropylsulfonylethyl, 2-Buthylsulfonylethyl, 2- und 3-Methylsulfonylpropyl, 2- und 3-Ethylsulfonylpropyl, 2- und 3-Propylsulfonylpropyl, 2- und 3-Butylsulfonylpropyl, 2- und 4-Methyls lfonylbutyl, 2- und 4-Ethylsulfonylbutyl, 2- und 4-Propylsulfonylbutyl und 4-Butylsulfonylbutyl;
2-Cyanoethyl, 3-Cyanopropyl, 2-Methyl-3-ethyl-3-cyanopropyl, 7-Cyano-7-ethylheptyl und 4-Methyl-7-methyl-7-cyanoheptyl;
Methoxy, Ethoxy, Propoxy, Isopropoxy, Butoxy, Isobutoxy, sec- Butoxy, tert . -Butoxy, Pentoxy, Isopentoxy, Neopentoxy, tert.- Pentoxy und Hexoxy;
Carbamoyl, Methylaminocarbonyl, Ethylaminocarbonyl, Propylamino- carbonyl, Butylaminocarbonyl, Pentylaminocarbonyl, Hexylamino- carbonyl, Heptylaminocarbonyl, Octylaminocarbonyl, Nonylamino- carbonyl, Decylaminocarbonyl und Phenylaminocarbonyl;
Formylamino, Acetylamino, Propionylamino und Benzoylamino;
Phenylazo, 2-Naphthylazo, 2-Pyridylazo und 2-Pyrimidylazo;
Cyclopentyl, 2- und 3-Methylcyclopentyl, 2- und 3-Ethylcyclo- pentyl, Cyclohexyl, 2-, 3- und 4-Methylcyclohexyl, 2-, 3- und 4-Ethylcyclohexyl, 3- und 4-Propylcyclohexyl, 3- und 4-Isopropyl- cyclohexyl, 3- und 4-Butylcyclohexyl, 3- und 4-sec. -Butylcyclo- hexyl, 3- und 4-tert. -Butylcyclohexyl, Cycloheptyl, 2-, 3- und 4-Methylcycloheptyl, 2-, 3- und 4-Ethylcycloheptyl, 3- und 4-Propylcycloheptyl, 3- und 4-Isopropylcycloheptyl, 3- und 4-Butylcycloheptyl, 3- und 4-sec. -Butylcycloheptyl, 3- und 4-tert.-Butylcycloheptyl, Cyclooctyl, 2-, 3-, 4- und 5-Methyl- cyclooctyl, 2-, 3-, 4- und 5-Ethylcyclooctyl, 3-, 4- und 5-Propylcyclooctyl, 2-Dioxanyl, 4-Morpholinyl, 2- und 3-Tetra- hydrofuryl, 1-, 2- und 3-Pyrrolidinyl und 1-, 2-, 3- und 4-Piperidyl;
Phenyl, 2-Naphthyl, 2- und 3-Pyrryl, 2-, 3- und 4-Pyridyl, 2-, 4- und 5-Pyrimidyl, 3-, 4- und 5-Pyrazolyl, 2-, 4- und 5-Imidazolyl, 2-, 4- und 5-Thiazolyl, 3- (1, 2, 4-Triazyl) , 2- (1, 3, 5-Triazyl) , 6-Chinaldyl, 3-, 5-, 6- und 8-Chinolinyl, 2-Benzoxazolyl, 2-Benzothiazolyl, 5-Benzothiadiazolyl, 2- und 5-Benzimidazolyl und 1- und 5-Isochinolyl;
2-, 3- und 4-Methylphenyl, 2,4-, 3,5- und 2, 6-Dimethylphenyl, 2, 4, 6-Trimethylphenyl, 2-, 3- und 4-Ethylphenyl, 2,4-, 3,5- und 2, 6-Diethylphenyl, 2 , 4, 6-Triethylphenyl, 2-, 3- und 4-Propyl- phenyl, 2,4-, 3,5- und 2 , 6-Dipropylphenyl, 2, 4, 6-Tripropylphenyl, 2-, 3- und 4-Isopropylphenyl, 2,4-, 3,5- und 2 , 6-Diisopropyl- phenyl, 2, 4, 6-Triisopropylphenyl, 2-, 3- und 4-Butylphenyl, 2,4-, 3,5- und 2 , 6-Dibutylphenyl, 2, 4, 6-Tributylphenyl, 2-, 3- und 4-Isobutylphenyl, 2,4-, 3,5- und 2 , 6-Diisobutylphenyl, 2,4,6-Tri- isobutylphenyl, 2-, 3- und 4-sec. -Butylphenyl, 2,4-, 3,5- und 2, 6-Di-sec. -butylphenyl und 2, 4, 6-Tri-sec. -butylphenyl; 2,- 3- und 4-Methoxyphenyl, 2,4-, 3,5- und 2, 6-Dimethoxyphenyl, 2, 4, 6-Trimethoxyphenyl, 2,- 3- und 4-Ethoxyphenyl, 2,4-, 3,5- und 2, 6-Diethoxyphenyl, 2, 4, 6-Triethoxyphenyl, 2,- 3- und 4-Propoxy- phenyl, 2,4-, 3,5- und 2 , 6-Dipropoxyphenyl, 2,- 3- und 4-Isoprop- oxyphenyl, 2,4-, 3,5- und 2, 6-Diisopropoxyphenyl und 2,- 3- und 4-Butoxyphenyl; 2-, 3- und 4-Cyanophenyl; 3- und 4-Carboxyamido- phenyl, 3- und 4-N-Methylcarboxamidophenyl; 3- und 4-Acetylamino- phenyl, 3- und 4-Propionylaminophenyl und 3- und 4-Buturylamino- phenyl; 3- und 4-N-Phenylaminophenyl, 3- und 4-N- (o-Tolyl) amino- phenyl, 3- und 4-N- (m-Tolyl) aminophenyl und 3- und 4-N- (p- Tolyl) aminophenyl; 3- und 4- (2-Pyridyl) aminophenyl, 3- und 4- (3-Pyridyl) aminophenyl, 3- und 4- (4-Pyridyl) aminophenyl, 3- und 4- (2-Pyrimidyl) aminophenyl und 4- (4-Pyrimidyl) aminophenyl;
4-Phenylazophenyl, 4- (1-Napthylazo) phenyl, 4- (2-Naphthyl- azo)phenyl, 4- (4-Naphthylazo) phenyl, 4- (2-Pyridylazo) phenyl, 4- (3-Pyridylazo) phenyl, 4- (4-Pyridylazo) phenyl, 4- (4-Pyrimidy- lazo)phenyl und 4- (5-Pyrimidylazo) phenyl ;
Die Herstellung der Rylenfarbstoffe I kann vorteilhaft nach dem erfindungsgemäßen mehrstufigen Verfahren, bei dem in Schritt a) ein Perylen-3, 4-dicarbonsäureimid Ha regioselektiv monobromiert wird, in Schritt bl) das gebildete 9-Bromperylen-3 , 4-dicarbon- säureimid lila bzw. das entsprechende, auf bekannte Weise durch Imidierung von 4-Bromnaphthalin-l, 8-dicarbonsäureanhydrid erhaltene 4-Bromnaphthalin-l, 8-dicarbonsäureimid Illb mit einem Benzophenonimin IV zu einem Ketimin umgesetzt wird, in Schritt b2) das Ketimin sauer zu dem Aminorylendicarbonsäureimid V hydrolysiert wird, welches anschließend in Schritt c) mit einem Dicarbonat VI zum Rylenfarbstoff I umgesetzt wird.
Schritt a) des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Bromierung des Perylen-3, 4-dicarbonsäureimids Ha in 9-Stellung mit elementarem Brom, wird in Gegenwart einer aliphatischen Monocarbonsäure als Lösungsmittel und gegebenenfalls von Iod als Katalysator vorgenommen .
Geeignet sind dabei insbesondere Cι~C4-Carbonsäuren, wie Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure und deren Mischungen.
Üblicherweise kommen 5 bis 30 kg, vorzugsweise 15 bis 25 kg, Carbonsäure, je kg (Ha) zum Einsatz.
In der Regel ist die Anwesenheit eines Halogenierungskatalysators nicht erforderlich. Will man jedoch die Bromierungsreaktion be- schleunigen (etwa um den Faktor 1,5 bis 2), so empfiehlt es sich, elementares Iod, vorzugsweise in einer Menge von 1 bis 5 mol-%, bezogen auf (Ha) , zuzusetzen.
Üblicherweise liegt das Molverhältnis von Brom zu (Ha) bei etwa 1 : 1 bis 5 : 1, bevorzugt bei 3 : 1 bis 4 : 1.
Die Reaktionstemperatur beträgt im allgemeinen 0 bis 50°C, vorzugsweise 15 bis 40°C.
In Abhängigkeit von der Reaktivität des Perylen-3, 4-dicarbon- säureimids Ha und der An- oder Abwesenheit von Iod ist die Bromierung üblicherweise in 2 bis 12 h beendet.
Verfahrenstechnisch geht man in Schritt a) zweckmäßigerweise wie folgt vor:
Man legt das Perylen-3 , 4-dicarbonsäureimid (Ha) und Monocarbonsäure vor, stellt die Mischung unter Rühren in 15 bis 30 min auf die gewünschte Reaktionstemperatur ein, setzt gegebenenfalls den Katalysator und anschließend in 5 bis 10 min die gewünschte Brommenge zu und rührt die Mischung unter Lichtausschluß 2 bis 12 h bei der Reaktionstemperatur. Nach Entfernen von überschüssigem Brom mit einem kräftigen Stickstoffström trägt man das Reaktions- gemisch in die etwa gleiche Menge eines aliphatischen Alkohols, wie Methanol, ein, rührt über Nacht, filtriert das ausgefallene Produkt ab, wäscht es vorzugsweise mit dem gleichen Alkohol und trocknet es unter Vakuum bei etwa 120°C.
In der Regel hat das in Schritt a) erhaltene 9-Brompery- len-3, 4-dicarbonsäureimid lila bereits einen so hohen Wertgehalt (> 98%) , daß es direkt für die Folgeumsetzung verwendet werden kann.
In Schritt bl) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das 9-Brom- perylen-3, 4-dicarbonsäureimid lila bzw. das entsprechende 4-Brom- naphthalin-1, 8-dicarbonsäureimid Illb, das, analog zu der in Dyes and Pigments 22, Seite 191-198 (1993) beschriebenen Vorgehensweise, durch Imidierung von 4-Bromnaphthalin-l, 8-dicarbonsäure erhältlich ist, in Gegenwart eines aprotischen organischen Lösungsmittels, eines Übergangsmetallkatalysatorsystems und einer Base in einer Aryl-N-Kupplungsreaktion mit einem Benzophenonimin IV zu einem Ketimin umgesetzt, das anschließend in Schritt b2) in Gegenwart eines polaren, aprotischen Lösungsmittels und einer Säure zu dem Aminorylendicarbonsäureimid V hydrolysiert wird.
Als Benzophenonimin IV eignen sich für die Ketiminbildung in Schritt bl) insbesondere Benzophenonimin, 4, ' -Dimethyl- und 4,4' -Diethylbenzophenonimin, 2,2' ,4,4' -Tetramethylbenzophenonimin und 4, 4 ' -Dimethoxy- und 4, 4 ' -Diethoxybenzophenonimin, wobei Benzophenonimin selbst bevorzugt ist.
In der Regel werden 1 bis 4 mol, vorzugsweise 1,5 bis 2,5 mol, (IV) je mol (lila) bzw. (Illb) eingesetzt.
Als aprotisches organisches Lösungsmittel sind wasserfreie inerte aromatische Lösungsmittel, wie Benzol und seine Alkylierung- sprodukte, z.B. Toluol und o-, m- und p-Xylol, und Mischungen dieser Verbindungen, in Schritt bl) besonders geeignet.
Die Lösungsmittelmenge beträgt üblicherweise 30 bis 200 kg, vorzugsweise 80 bis 150 kg, je kg (lila) bzw. (Illb) .
Als Übergangsmetallkatalysator eignen sich insbesondere Palladiumverbindungen, wobei Palladium(O) - und Palladium (II) - Komplexe, wie Tris (dibenzylidenaceton) dipalladium(O) ,
Dichloro [1,1' -bis (diphenylphosphino) ferrocen] palladium (II) und
Dichloro (1, 5-cyclo-octadien) palladium(II) , und
Palladium (II) acetat als bevorzugte Beispiele zu nennen sind. Üblicherweise wird der Übergangsmetallkatalysator in einer Menge von 0,5 bis 5 mol-%, vor allem 1 bis 3 mol-%, bezogen auf (lila) bzw. (Illb), eingesetzt.
Vorzugsweise kommt zusätzlich ein Cokatalysator auf Phosphinbasis zum Einsatz. Bevorzugte Beispiele für diesen Cokatalysator sind zweizähnige Phosphinliganden, wie racemisches 2, 2' -Bis (diphenyl- phosphino) -1, l'-binaphthyl, 1, 1' -Bis (diphenylphosphino) ferrocen, 1, l'-Bis (di-o-tolylphosphino) ferrocen, 1, l'-Bis (di-p-methoxy- phenylphosphino) ferrocen und 2, 2' -Bis (di-o-tolylphosphino) - diphenylether, und als einzähnige Phosphinliganden wirkende Phosphine, wie Tri-o-tolylphosphin, Tri-tert . -butylphosphin und Triphenylphosphin.
Geeignete Cokatalysatormengen betragen in der Regel 1 bis 5 mol-%, vorzugsweise 1 bis 3 mol-%, bezogen auf den Übergangs - metallkatalysator.
Als Base eignen sich besonders Alkalimetallamide, vor allem Alkalimetalldi (C-C6-alkyl) amide, und Alkalimetallalkoholate, vor allem die Alkalimetallsalze sekundärer und tertiärer aliphati- scher (C-C6-)Alkohole. Bevorzugte Bespiele für diese Basen sind: Lithiumdiisopropylamid, Natriumdiisopropylamid und Kaliumdiiso- propylamid sowie Lithiumisopropanolat, Natriumisopropanolat, Kaliumisopropanolat, Lithium-tert . -butanolat, Natrium-tert. - butanolat und Kalium-tert. -butanolat, wobei Natrium-tert. - butanolat und Kalium-tert .-butanolat besonders bevorzugt sind.
Im allgemeinen wird eine zum Benzophenonimin IV äquimolare Menge Base eingesetzt.
Die Reaktionstemperatur liegt üblicherweise bei 50 bis 120°C, bevorzugt bei 70 bis 100°C.
Die Reaktionszeit beträgt in Abhängigkeit von der Reaktivität des bromierten Rylendicarbonsäureimids lila bzw. Illb und der eingesetzten Katalysatormenge im allgemeinen 6 bis 20 h.
Verfahrenstechnisch geht man in Schritt bl) zweckmäßigerweise wie folgt vor:
Man legt Lösungsmittel, Katalysator und Cokatalysator in einer Schutzgasatmosphäre vor, setzt unter Rühren nacheinander das Bromrylendicarbonsäureimid lila bzw. Illb, das Benzophenonimin IV und Base zu und erhitzt 6 bis 20 h unter Schutzgas auf die gewünschte Reaktionstemperatur. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur filtriert man die festen Bestandteile aus dem Reaktionsgemisch ab und destilliert das Lösungsmittel unter vermindertem Druck ab.
Die Reinheit des so hergestellten Ketimins reicht im allgemeinen für die Weiterverarbeitung aus. Gegebenenfalls kann das Rohprodukt durch Umfallen aus einem Gemisch aus Chloroform oder Methylenchlorid und Petrolether oder über Säulenchromatographie an Kieselgel mit Chloroform als Eluens weiter aufgereinigt werden.
Die Hydrolyse des Ketimins in Schritt b2) wird in Gegenwart eines polaren, aprotischen Lösungsmittels vorgenommen. Bevorzugte Lösungsmittel sind aliphatische Ether, wobei acyclische Ether, wie insbesondere Di (C-C4-alkyl) ether und C-C3-Alkylenglykol- di-Cχ-C -alkylether, und cyclische Ether geeignet sind. Beispielhaft seien folgende besonders bevorzugte Ether genannt: Diethyl- ether, Dipropylether, Dibutylether, Ehtylenglykoldimethyl- und - diethylether, Tetrahydrofuran und Dioxan.
In der Regel kommen 50 bis 300 kg, vorzugsweise 70 bis 200 kg, Lösungsmittel je kg Ketimin zum Einsatz.
Zur Hydrolyse wird vorzugsweise eine anorganische Säure, wie Salzsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure und Salpetersäure, verwendet.
Üblicherweise werden 3 bis 6 kg einer 2 bis 4 normalen wäßrigen Lösung der Säure je kg Ketimin eingesetzt.
Die Reaktionstemperatur beträgt im allgemeinen 10 bis 50°C, vorzugsweise 20 bis 35°C.
Die Hydrolyse ist in der Regel in 0,5 bis 2 h beendet.
Verfahrens echnisch geht man in Schritt b2) zweckmäßigerweise wie folgt vor:
Man löst das Ketimin unter Rühren im Lösungsmittel, bringt das Gemisch auf die gewünschte Reaktionstemperatur, gibt die wäßrige Säure zu und rührt 0,5 bis 2 h bei dieser Temperatur. Anschließend neutralisiert man die verbliebene Säure, z.B. mit konzentriertem wäßrigem Ammoniak, und destilliert das Lösungsmittel im Vakuum ab.
Zur weiteren Aufbereitung des Reaktionsprodukts kann man dann wie folgt verfahren: Man suspendiert den Rückstand in einem Überschuß an verdünnter wäßriger Base (z.B. Ammoniakwasser), filtriert ab, rührt das Filtergut gegebenenfalls mehrfach in der 30 bis 50-fachen Menge an heißer wäßriger Base (etwa halbkonzentriertem wäßrigem Ammo- niak) aus, filtriert erneut, wäscht mit Wasser neutral und trocknet das Filtergut im Vakuum bei 100°C. Zur Entfernung von Benzo- phenon und weiteren organischen Verunreinigungen extrahiert man das getrocknete Rohprodukt anschließend mit Petrolether.
Schritt c) des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Umsetzung des Aminorylendicarbonsäureimids V mit einem Dicarbonat VI zum Rylen- farbstoff I, wird in Gegenwart eines polaren, aprotischen Lösungsmittels basenkatalysiert durchgeführt.
Besonders bevorzugte Dicarbonate VI sind Dialkylcarbonate, vor allem Di- (C -Ca-alkyl) dicarbonate, wie Diethyl-, Dipropyl-, Diiso- propyl-, Di-n-butyl-, Di-sec. -butyl-, Di- ert .-butyl-, Di-tert.- pentyl- und Bis (2-ethylhexyl) dicarbonat, Dicycloalkyldicarbonate, vor allem Di- (Cs-Cβ-cycloalkyl) dicarbonate, wie Dicyclopentyl-, Dicyclohexyl- und Dicycloheptyldicarbonat, Dicycloalkylalkyldi- carbonate, wie Bis(l- und 2-cyclohexylethyl) - und Bis(l,- 2- und 3-cyclohexylpropyl) dicarbonat, Diaralkyldicarbonate, vor allem Diphenyl-Cχ-C4-alkyldicarbonate, wie Dibenzyl-, Bis(l- und 2-phenylethyl) - und Bis(l-, 2- und 3-phenylpropyl) dicarbonat, und Diphenyldicycloalkyl-Cι-C4-alkyldicarbonate, wie Bis(l- und
2-cyclohexyl-2-phenyl) -, Bis(l-, 2- und 3-cyclohexyl-2-phenyl) - und Bis(l-, 2- und 3-cyclohexyl-3-phenyl) dicarbonat .
In der Regel werden 2 bis 5 mol, vorzugsweise 3 bis 4 mol, (VI) je mol (V) eingesetzt.
Als polares, aprotisches Lösungsmittel eignen sich insbesondere die für Schritt b2) genannten Ether, die zweckmäßigerweise in wasserfreier (getrockneter) Form zur Anwendung kommen.
Die Lösungsmittelmenge beträgt üblicherweise 50 bis 300 kg, vorzugsweise 80 bis 200 kg, je kg (V) .
Als Base sind vor allem Stickstoffbasen, insbesondere tertiäre aliphatische Amine, bevorzugt Tri- (Cι-C4~alkyl) amine geeignet, deren Alkylreste gleich oder verschieden sein können und die vorzugsweise in Kombination mit dialkylaminosubstituierten Pyridinen verwendet werden. Ganz besonders bevorzugt werden Kombinationen von Tri- (C-C4~alkyl) aminen, wie Triethyl-, Diiso- propylethyl- und Tributylamin, mit 4- (N,N-Dimethylamino)pyridin im Molverhältnis von 4 : 1 bis 1 : 1, insbesondere von etwa 2 : 1, eingesetzt.
Im allgemeinen kommen 5 bis 20 mol-%, vorzugsweise etwa 10 mol-%, Base, bezogen auf (VI), zum Einsatz.
Die Reaktionstemperatur liegt in der Regel bei 20 bis 70°C, bevorzugt bei 35 bis 50°C.
Die Reaktionszeit beträgt üblicherweise 2 bis 12 h.
Verfahrenstechnisch geht man in Schritt c) zweckmäßigerweise wie folgt vor:
Man legt Lösungsmittel, das Aminorylendicarbonsäureimid V und Base in einer Schutzgasatmosphäre vor, gibt das Dicarbonat VI zu und rührt die Mischung 2 bis 12 h unter Schutzgas bei der gewünschten Reaktionstemperatur. Zur Aufarbeitung auf den Rylen- farbstoff I destilliert man anschließend etwa 70 bis 80 Vol.-% des Lösungsmittels im Vakuum ab, gibt langsam die 2 bis 4-fache Menge eines aliphatischen Alkohols, z.B. Methanol, zu und vervollständigt die Ausfällung des Rylenfarbstoffs I durch Kühlung auf 3 bis 6°C, filtriert den Farbstoff I ab und trocknet bei 100°C im Vakuum.
Die Reinheit der erhaltenen Rylenfarbstoffe I beträgt in der Regel > 97% und ist im allgemeinen für die Anwendung ausreichend. Für besondere Anforderungen ist eine Erhöhung der Reinheit durch Rekristallisation aus einem Halogenkohlenwasserstoff, wie Methylenchlorid und Chloroform, oder einem aromatischen Lösungsmittel, wie Benzol, Toluol und Xylol, oder durch Säulenchromatographie an Kieselgel mit Chloroform als Eluens möglich.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Herstellung der Rylenfarbstoffe I und ihrer Zwischenprodukte auf vorteilhafte, wirtschaftliche Weise. Der Wertgehalt der in den einzelnen Verfahrensschritten erhaltenen Produkte liegt ohne weitere Reinigung in der Regel bei > 95%, die Ausbeute aller Verfahrens - schritte, jeweils bezogen auf das eingesetzte Rylendicarbon- säureimidderivat, beträgt im allgemeinen > 60% für Perylendi- carbonsäureimidderivate und > 40% für Naphthalindicarbonsäureimid- derivate.
Die erfindungsgemäßen Rylenfarbstoffe I eignen sich hervorragend zur homogenen Einfärbung von hochmolekularen organischen und anorganischen Materialien, insbesondere z.B. von Kunststoffen, vor allem thermoplastischen Kunststoffen, Lacken und Druckfarben sowie oxidischen Schichtsystemen.
Eine besonders vorteilhafte Eigenschaft der erfindungsgemäßen Rylenfarbstoffe I ist ihre Thermochromie, d.h. die irreversible Umwandlung der Farbstoffe von einem molekularen Individuum mit einer Primärfarbe A in ein strukturell unterschiedliches Individuum mit einer Sekundärfarbe B. Der thermochrome Effekt wird durch Erwärmen des eingefärbten Materials auf Temperaturen ober- halb der Umwandlungstemperatur des Rylenfarbstoffs I induziert. Die Primär- und/oder Sekundärf rbe des eingefärbten Materials kann zusätzlich in einfacher Weise variiert werden, indem die erfindungsgemäßen Rylenfarbstoffe I in Mischung untereinander und/oder mit herkömmlichen Pigmenten und Farbstoffen eingesetzt werden.
Die Thermochromie der erfindungsgemäßen Rylenf rbstoffe I kann außerdem vorteilhaft zur Herstellung lasermarkierbarer bzw. -be- schriftbarer Einfärbungen genutzt werden. Durch geschickte Wahl des Substituenten R' kann die Umwandlungstemperatur der Rylenfarbstoffe I besonders für diesen Anwendungszweck eingestellt werden, was nicht zu erwarten war. So liegen die Umwandlungstem- peraturen von erfindungsgemäßen Rylenfarbstoffen der Formel I, in der R' primäres oder sekundäres Alkyl oder Aralkyl bedeutet, im allgemeinen bei > 280°C. Diese Rylenfarbstoffe I können ohne Veränderung der Primärfarbe auf herkömmliche Weise (z.B. durch Extrusion oder Spritzguß) in die klassischen thermoplastischen Kunststoffe (z.B. Polystyrol, Poly (acrylonitril-butadien-styrol) , Poly (styrol-acrylonitril) , Polycarbonat, Polymethylmethacrylat) eingearbeitet und zur technischen Lasermarkierung bzw. -beschrif - tung verwendet werden.
Zur Herstellung einer lasermarkierbaren bzw. -beschriftbaren Einfärbung werden die erfindungsgemäßen Rylenfarbstoffe I (bzw. ihre Mischungen untereinander und/oder mit anderen Farbmitteln) in Kombination mit einem oder mehreren transparenten oder translu- zenten, organischen oder anorganischen (N) IR-Absorbern mit insbesondere neutraler oder im Sichtbaren nur schwach ausgebildeter Eigenfarbe eingesetzt, welche die eingestrahlte (N) IR-Laserener- gie in die für die thermochrome Umwandlung notwendige thermische Energie umwandeln.
Hierfür können gängige, kommerziell erhältliche (N) IR-Absorber, z.B. solche aus den Klassen der Methine, Azamethine, Übergangs- metall-Dithiolene, Quadratsäurederivate, Phthalocyanine,
Naphthalocyanine, Amidinium- und Iminiumsalze sowie insbesondere Quaterrylenderivate verwendet werden. Für einen Einsatz zusammen mit Halbleiterlasern sind dabei Absorber mit einem Absorptions - maximum bei 780 bis 850 nm und für einen Einsatz zusammen mit gängigen Nd-YAG-Lasern Absorber mit einem Absorptionsmaximum bei etwa 1064 nm, die jeweils eine Gramm-Absorptivitat am Absorpti - onsmaximum von mindestens 50 aufweisen, besonders bevorzugt.
Beispiele
A) Herstellung von erfindungsgemäßen Rylenf rbstoffen der Formel I
a) Herstellung von 9-Bromperylen-3, 4-dicarbonsäureimiden der Formel lila
Beispiele 1 bis 4
xi g (0,1 mol) Perylen-3 , 4-dicarbonsäureimid Ha wurden 30 min in ai 1 Eisessig suspendiert. Nach Zugabe von 1 g (4 mmol) Iod und 64 g (0,4 mol) Brom wurde die Mischung unter Lichtausschluß ti h bei Tχ°C gerührt.
Das Reaktionsgemisch wurde anschließend durch Hindurch- leiten eines kräftigen StickstoffStroms von überschüssigem Brom befreit, dann mit 1 1 Methanol verdünnt und über Nacht bei Raumtemperatur gerührt.
Das ausgefallene Produkt wurde abfiltriert, zunächst mit 1,5 1 Methanol und dann mit Wasser bis zum neutralen Ablauf gewaschen und bei 120°C im Vakuum getrocknet.
Weitere Einzelheiten zu diesen Versuchen sowie deren Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengestellt.
Tabelle 1
C
Figure imgf000020_0001
Analytische Daten zu Beispiel 1: 9-Brom-N-dodecylperylen-3 , 4-dicarbonsäureimid: Elementaranalyse (Gew.-% ber./gef.): C: 71,8/71,6; H: 6,0/6,0; N: 2,5/2,4; 0: 5,6/5,7;
Br: 14,0/14,2;
Masse (FD, 8kV) : m/z **** 569,2 (M+, 100 %) ; 1H-NMR (500 MHz, C2D2C14, 135°C) : δ = 8,5-8,6 (m, 2H) , 8,3-8,5 (m, 4H) , 8,15 (d, IH) , 7,90 (d, IH) , 7,71 (t, IH) , 4,23 (t, 2H) , 1,84 (m, 2H) , 1,48 (m, 2H) , 1,35 (bs,
16H) , 0,94 (t, 3H) ppm;
IR (KBr) : v = 1694 (s, C=0) , 1651 (s, C=0) cm***1; UV/VIS (CHC13): λmax (ε) = 480 (34689), 504 (32084) nm.
Analytische Daten zu Beispiel 2:
9-Brom-N-cyclohexylperylen-3, 4-dicarbonsäureimid:
Elementaranalyse (Gew.-% ber./gef.):
C: 69,7/69,6; H: 4,2/4,2; N: 2,9/2,9; 0: 6,6/6,6;
Br: 16,6/16,7; Masse (FD, 8kV) : m/z *= 483,1 (M+, 100 %) ;
IR (KBr): v = 1692 (s, C=0) , 1652 (s, C=0) cm*"1;
UV/VIS (CHCI3): λπ,ax (ε) = 482 (35807), 505 (33991) nm.
Analytische Daten zu Beispiel 3: 9-Brom-N- (2 , 6-diisopropylphenyl) perylen-3 , 4-dicarbon- säureimid:
Elementaranalyse (Gew.-% ber./gef.): C: 72,9/73,0; H: 4,7/4,7; N: 2,5/2,5; O: 5,7/5,8; Br: 14,3/14,1; Masse (FD, 8kV) : m/z = 561,1 (M+, 100 %) ;
1H-NMR (300 MHz, CDC13) : δ = 8,64 (d, IH) , 8,62 (d, IH) , 8,45 (d, IH) , 8,42 (d, IH) , 8,37 (d, IH) , 8,27 (d, IH) , 8,20 (d, IH) , 7,87 (d, IH) , 7,69 (t, IH) , 7,47 (dd, IH), 7,33 (d, 2H) , 2,77 (m, 2H) , 1,18 (d, 12H) ppm; IR (KBr): v = 1695 (s, C=0) , 1653 (s, C=0) cm***1;
UV/VIS (CHCI3): λmax (ε) = 484 (34762), 509 (35319) nm.
Analytische Daten zu Beispiel 4:
9-Brom-N- (4-methoxyphenyl)perylen-3 , 4-dicarbonsäureimid: Elementaranalyse (Gew.-% ber./gef.):
C: 68,8/68,9; H: 3.2/3,2; N: 2,8/2,8; 0: 9,5/9,6;
Br: 15,8/15,6;
Masse (FD, 8kV) : m/z = 507 (M+, 100 %) ;
IR (KBr): v = 1698 (s, C=0) , 1651 (s, C=0) cm***1; UV/VIS (CHCI3): λmax (ε) = 486 (36103), 510 (36888) nm. Herstellung von Aminorylendicarbonsäureimiden der Formel V
Beispiele 5 bis 20
Teilschritt I: Herstellung der Ketimine
Beispiele 5 bis 12
Eine unter Schutzgas gerührte Lösung von k mmol des Übergangsmetallkatalysators Tris (benzylidenaceton) dipalla - dium(0) und c μmol des Cokatalysators 2, 2' -Bis (diphenyl- phosphino) -1, 1' -binaphthyl (Racemat) in a2 1 wasserfreiem Toluol wurde nach Zugabe von x2 g (18 mmol) des Monobrom- rylendicarbonsäureimids III, 6,52 g (36 mmol) Benzophenonimin und 3,46 g Natrium-tert .-butanolat t h auf T°C erhitzt.
Nach Abkühlen auf Raumtemperatur, Abfiltrieren der unlös- liehen Bestandteile und Abdestillieren des Lösungsmittels unter vermindertem Druck wurde das Rohprodukt in möglichst wenig Chloroform unter leichtem Erwärmen gelöst. Nach Filtration wurde das Produkt durch vorsichtigen Zusatz der zehnfachen Menge an Petrolether (Siedebereich 60 - 90°C) wieder ausgefällt, abfiltriert und bei 100°C im
Vakuum getrocknet.
Weitere Einzelheiten zu diesen Versuchen sowie deren Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengestellt.
Tabelle 2
Figure imgf000023_0001
t
Figure imgf000023_0002
Analytische Daten zu Beispiel 5:
4- (Diphenylmethylenimino) -N-dodecylnaphthalin-1 , 8- dicarbonsäureimid: Elementaranalyse (Gew.-% ber./gef.):
C: 81,6/81,8; H: 7,4/7,3; N: 5,1/5,1; 0: 5,9/5,8; Masse (FD, 8kV) : m/z = 544,2 (M+, 100 %) .
Analytische Daten zu Beispiel 6: 4- (Diphenylmethylenimino) -N-cyclohexylnaphthalin-1, 8- dicarbonsäureimid:
Elementaranalyse (Gew.-% ber./gef.):
C: 81,2/81,1; H: 5,7/5,7; N: 6,1/6,1; O: 7,0/7,1;
Masse (FD, 8kV) : m/z = 458,2 (M+, 100 %) .
Analytische Daten zu Beispiel 7:
4- (Diphenylmethylenimino) -N- (2, 6-diisopropylphenyl) - naphthalin-1, 8-dicarbonsäureimid:
Elementaranalyse (Gew.-% ber./gef.): C: 82,8/82,6; H: 6,0/6,1; N: 5,2/5,2; 0: 6,0/6,1;
Masse (FD, 8kV) : m/z = 536.2 (M+, 100 %) ;
1H-NMR (300 MHz, C2D2C14, 120°C) : δ = 8,57 (d, IH) , 8,40
(d, IH) , 8,30 (d, IH) , 7,68 (dd, IH) , 7,50 (m, 4H) , 7,36
(m, 7H) , 7,23 (d, 2H) , 6,75 (d, IH) , 2,70 (m, 2H) , 1,11 (d, 12H) ppm;
IR (KBr): v = 1774 (s, C=0) , 1735 (s, C=0) cm***1;
UV/VIS (CHC13) : 7^^ (ε) = 389 (19640) nm.
Analytische Daten zu Beispiel 8: 4- (Diphenylmethylenimino) -N- (4-methoxyphenyl) naphthalin-
1, 8-dicarbonsäureimid:
Elementaranalyse (Gew.-% ber./gef.):
C: 79,65/79,8; H: 4,6/4,6; N: 5,8/5,7; O: 9,95/9,9;
Masse (FD, 8kV) : m/z = 482,2 (M+, 100 %) .
Analytische Daten zu Beispiel 9:
9- (Diphenylmethylenimino) -N-dodecylperylen-3, 4-dicarbon- säureimid:
Elementaranalyse (Gew.-% ber./gef.): C: 84,4/84,2; H: 6,6/ 6,7; N: 4,2/4,2; 0: 4,8/4,9;
Masse (FD, 8kV) : m/z = 668,3 (M+, 100 %) . Analytische Daten zu Beispiel 10:
9- (Diphenylmethylenimino) -N-cyclohexylperylen-3 , 4- dicarbonsäureimid:
Elementaranalyse (Gew.-% ber./gef.): C: 84,5/84,1; H: 5,2/5,3; N: 4,8/4,9; 0: 5,5/5,7;
Masse (FD, 8kV) : m/z = 582,2 (M+, 100 %) .
Analytische Daten zu Beispiel 11:
9- (Diphenylmethylenimino) -N- (2, 6-diisopropylphenyl) - perylen-3 , 4-dicarbonsäureimid:
Elementaranalyse (Gew.-% ber./gef.):
C: 85,4/85,1; H: 5,5/5,6; N: 4,25/4,2; 0: 4,85/5,0;
Masse (FD, 8kV) : m/z = 660.3 (M+, 100 %) ;
1H-NMR (500 MHz, C2D2C14, 140°C) : δ = 8,63 (d, IH) , 8,57 (d, IH) , 8,50 (d, IH) , 8,44 (d, IH) , 8,26 (d, IH) , 8,22
(d, IH) , 8,20 (d, IH) , 7,66 (dd, IH) , 7,59 (m, 4H) , 7,46
(t, IH) , 7,43 (m, 6H) , 7,32 (d, 2H) , 6,72 (d, IH) , 2,81
(m, 2H) , 1,22 (d, 12H) ppm;
IR (KBr): v = 1696 (s, C=0) , 1657 (s, C=0) cm***1; UV/VIS (NMP) : λmax (ε) = 535 (40480) nm.
Analytische Daten zu Beispiel 12:
9- (Diphenylmethylenimino) -N- (4-methoxyphenyl) perylen-3, 4- dicarbonsäureimid: Elementaranalyse (Gew.-% ber./gef.):
C: 83,15/83,0; H: 4,3/4,3; N: 4,2/4,2; 0: 4,8/4,9; Masse (FD, 8kV) : m/z = 606,2 (M+, 100 %) .
Teilschritt II: Hydrolyse der Ketimine zu den Aminorylen- dicarbonsäureimiden V
Beispiele 13 bis 20
Eine Lösung von 10 g (x3 mmol) des Ketimins aus Beispiel 5 bis 12 in a3 1 Tetrahydrofuran wurde nach Zugabe von
50 ml 2-molarer wäßriger Salzsäure t3 h bei T3°C gerührt.
Nach Neutralisation des Reaktionsgemischs mit konzentriertem Ammoniak und Abdestillieren des Lösungsmittels im Vakuum wurde der Rückstand zur Entfernung von anorganischen Verunreinigungen in einer Mischung aus 1 1 Wasser und 50 ml konzentriertem Ammoniak suspendiert, ab- filtriert, erneut zweimal mit zwischengeschalteter Filtration in jeweils 1 1 heißem 20 gew.%-igem wäßrigen Ammoniak suspendiert und dann filtriert. Durch Heiß- extraktion mit Petrolether (Siedebereich 60-90°C) wurde das Rohprodukt anschließend von Benzophenon und anderen organischen Verunreinigungen befreit und dann bei 100°C im Vakuum getrocknet.
Weitere Einzelheiten zu diesen Versuchen sowie deren Ergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengestellt.
Tabelle 3
Figure imgf000027_0001
Analytische Daten zu Beispiel 13:
4-Amino-N-dodecylnaphthalin-l, 8-dicarbonsäureimid: Elementaranalyse (Gew.-% ber./gef.): C: 75,75/75,4; H: 8,5/8,6; N: 7,35/7,5; 0: 8,4/8,5;
Masse (FD, 8kV) : m/z = 380,2 (M+, 100 %) .
Analytische Daten zu Beispiel 14:
4-Amino-N-cyclohexylnaphthalin-l, 8-dicarbonsäureimid: Elementaranalyse (Gew.-% ber./gef.):
C: 73,45/73,1; H: 6,15/6,2; N: 9,5/9,6; 0: 10,9/11,1; Masse (FD, 8kV) : m/z = 294,1 (M+, 100 %) .
Analytische Daten zu Beispiel 15: 4-Amino-N- (2, 6-diisopropylphenyl) naphthalin-1, 8-dicarbon- säureimid:
Elementaranalyse (Gew.-% ber./gef.) :
C: 77,4/77,1; H: 6,5/6,6; N: 7,5/7,5; 0: 8,6/8,8;
Masse (FD, 8kV) : m/z **** 372,2 (M+, 100 %) ; 1H-NMR (300 MHz, DMSO-d6, 25°C) : δ = 8,69 (d, IH) , 8,46
(d, IH) , 8,23 (d, IH) , 7,68 (dd, IH) , 7,58 (s, 2H) , 7,39
(t, IH) , 7,26 (d, 2H) , 6,89 (d, IH) , 2,57 (m, 2H) , 1,02
(d, 12H) ppm;
IR (KBr): v = 1678 (m, C=0) , 1635 (m, C=0) αrr1; UV/VIS (CHC13) : λ-nax (ε) = 407 (11140) nm.
Analytische Daten zu Beispiel 16:
4-Amino-N- (4-methoxyphenyl)naphthalin-l, 8-dicarbonsäure- imid: Elementaranalyse (Gew.-% ber./gef.):
C: 71,7/71,4; H: 4,4/4,5; N: 8,8/8,8; 0: 15,1/15,3; Masse (FD, 8kV) : m/z = 318,1 (M+, 100 %) .
Analytische Daten zu Beispiel 17: 9-Amino-N-dodecylperylen-3, 4-dicarbonsäureimid:
Elementaranalyse (Gew.-% ber./gef.):
C: 80,9/81,2; H: 7,2/7,1; N: 5,55/5,5; 0: 6,35/6,2; Masse (FD, 8kV) : m/z = 504,3 (M+, 100 %) .
Analytische Daten zu Beispiel 18:
9-Amino-N-cyclohexylperylen-3 , 4-dicarbonsäureimid:
Elementaranalyse (Gew.-% ber./gef.):
C: 80,35/80,6; H: 5,3/5,3; N: 6,7/6,6; 0: 7,65/7,5;
Masse (FD, 8kV) : m/z = 418,2 (M+, 100 %) . Analytische Daten zu Beispiel 19:
9-Amino-N- (2, 6-diisopropylphenyl) perylen-3, 4-dicarbon- säureimid:
Elementaranalyse (Gew.-% ber./gef.):
C: 82,2/81,9; H: 5,7/5,8; N: 5,65/5,55; 0: 6,45/6,75; Masse (FD, 8kV) : m/z = 496,2 (M+, 100 %) ; 1H-NMR (500 MHz, DMSO-d6, 25°C) : δ = 8,75 (d, IH) , 8,59 (d, IH) , 8,49 (d, IH) , 8,43 (d, IH) , 8,38 (d, IH) , 8,36
( d , IH) , 8 , 29 ( d , IH) , 7,64 (dd, IH) , 7,42 (t, IH) , 7,31 ( (dd,, 22HH)),, 77,,1144 ( (ss,, 22HH)) ,, 6,91 (d, IH) , 2,62 (m, 2H) , 1,08
( d , 12H) ppm;
IR ( KBr) : v = 1686 ( s , C=0) , 1641 (s, C=0) cm"1; UV/VIS (CHC13): λmax (ε) = 561 (29070) nm.
Analytische Daten zu Beispiel 20:
9-Amino-N- (4-methoxyphenyl) perylen-3 , 4-dicarbonsäureimid:
Elementaranalyse (Gew.-% ber./gef.):
C: 78,7/78,5; H: 4,1/4,1; N: 6,35/6,4; 0: 10,85/11,0;
Masse (FD, 8kV) : m/z = 442,1 (M+, 100 %) .
Herstellung der Rylenfarbstoffe I
Beispiele 21 bis 32
Eine unter Schutzgas gerührte Lösung von 49 mg (0,4 mmol)
4- (N,N-Dimethylamino) pyridin, 408 mg (0,8 mmol) Triethyl- amin und X4 g (2,02 mmol) des Aminorylendicarbonsäurei- mids aus Beispiel 13 bis 20 in 100 ml wasserfreiem Tetra- hydrofuran (Beispiele 21 bis 31) bzw. Dioxan (Beispiel 32) wurde nach Zugabe von y g (8 mmol) des Dicarbonats VI t4 h auf T4°C erhitzt.
Nach Abdestillieren von 80 Vol.-% des Lösungsmittels unter Vakuum wurde die Ausfällung des Produkts durch langsamen Zusatz von 50 ml Methanol und Kühlung auf 3 bis
6°C vervollständigt. Das ausgefallene Produkt wurde ab- filtriert, mit Methanol gewaschen und bei 100°C im Vakuum getrocknet.
Die Schmelzpunkte aller erhaltenen Rylenfarbstoffe I lag oberhalb der Temperatur der thermischen Umwandlung (Abspaltung von C0 und Alken bzw. Aralken) .
Weitere Einzelheiten zu diesen Versuchen sowie deren Ergebnisse sind in Tabelle 4 zusammengestellt. Tabelle 4
Figure imgf000030_0001
Figure imgf000030_0002
Figure imgf000031_0001
Analytische Daten zu Beispiel 21:
4- (Diethoxycarbonyl) amino-N-dodecylnaphthalin-1, 8- dicarbonsäureimid:
Elementaranalyse (Gew.-% ber./gef.):
C: 68,7/68,4; H: 7,7/7,7; N: 5,35/5,4; O: 18,3/18,5;
Masse (MALDI-TOF) : m/z = 524,5 (M+, 100 %) ;
IR (KBr): v = 1627 (s) , 1564 (s) , 1543 (s) 1508 (s) cm"1;
UV/VIS (CHC13): λjnax (ε) = 345 (16 541), 360 (14001) nm.
Analytische Daten zu Beispiel 22:
4- (Diethoxycarbonyl) amino-N-cyclohexylnaphthalin-1, 8-di- carbonsäureimid:
Elementaranalyse (Gew.-% ber./gef.): C: 65,75/65,5; H: 6,0/6,0; N: 6,4/6,5; 0: 21,9/22,1;
Masse (MALDI-TOF): m/z **** 438,4 (M+, 100 %) ; IR (KBr): v = 1628 (s) , 1564 (s) , 1542 (s) 1507 (s) crrr1; UV/VIS (CHC13): λmax (ε) = 346 (16 900), 358 (14807) nm.
Analytische Daten zu Beispiel 23:
4- (Diethoxycarbonyl) amino-N- (2, 6-diisopropylphenyl) - naphthalin-1, 8-dicarbonsäureimid: Elementaranalyse (Gew.-% ber./gef.):
C: 69,75/69,5; H: 6,25/6,3; N: 5,4/5,4; O: 18,6/18,8; Masse (MALDI-TOF): m/z = 516,5 (M+, 100 %) ;
1H-NMR (300 MHz, C2D2C14, 25°C) : δ = 8,59 (d, IH) , 8,56 (d, IH) , 8,17 (d, IH) , 7,79 (dd, IH) , 7,61 (d, IH) , 7,39 (t, IH) , 7,26 (d, 2H) , 4,14 (q, 4H) , 2,60 (m, 2H) , 1,07 (m, 18H) ppm; IR (KBr): v = 1624 (s) , 1562 (s) , 1544 (s) 1510 (s) crrr1;
UV/VIS (CHCI3): λmax (ε) = 342 (15760), 358 (13411) nm.
Analytische Daten zu Beispiel 24:
4- (Di-sec . -butoxycarbonyl) amino-N- (2 , 6-diisopropyl- phenyl) naphthalin-1, 8-dicarbonsäureimid (Isomeren- mischung) :
Elementaranalyse (Gew.-% ber./ gef . ) :
C: 71,3/70,9; H: 7,05/7,15; N: 4,9/5,0; O: 16,75/16,95; Masse (MALDI-TOF): m/z = 572,6 (M+, 100 %) ; 1H-NMR (300 MHz, C2D2C14, 25°C) : δ = 8,58 (d, IH) , 8,56
(d, IH) , 8,15 (d, IH) , 7,80 (dd, IH) , 7,61 (d, IH) , 7,40
( t , IH) , 7 , 24 ( d , 2H) , 4,76 (m, 2H) , 2,63 (m, 2H) , 1,40
(m, 2H) , 1 , 33 (m, 2H) , 1,12 (d, 3H) , 1,09 (d, 12H) , 1,05
( d, 3H) ppm; I IRR ( (KKBBrr) ):: vv == 1 1662233 ( (sS)) , 1561 (s) , 1544 (s) 1508 (s) cm"1;
UV/VIS (CHC13 ) : λm; •ix (ε = 340 (15511), 354 (13300) nm. Analytische Daten zu Beispiel 25:
4- (Di-tert. -butoxycarbonyl) amino-N- (2 , 6-diisopropyl- phenyl)naphthalin-l, 8-dicarbonsäureimid: Elementaranalyse (Gew.-% ber./ gef . ) : C: 71,3/71,1; H: 7,05/7,1; N: 4,9/4,9; 0: 16,75/16,9;
Masse (MALDI-TOF): m/z = 572,7 (M+, 100 %) ; 1H-NMR (300 MHz, C2D2C14, 25°C) : 5 = 8,58 (d, IH) , 8,57 (d, IH) , 8,15 (d, IH) , 7,79 (dd, IH) , 7,62 (d, IH) , 7,39 (t, IH) , 7,24 (d, 2H) , 2,62 (m, 2H) , 1,39 (s, 18H) , 1,05 (d, 12H) ppm;
IR (KBr): v = 1623 (s) , 1560 (s) , 1542 (s) 1509 (s) cm"1; UV/VIS (CHC13): λmax (ε) = 340 (15420), 352 (13260) nm.
Analytische Daten zu Beispiel 26: 4- (Di-tert. -butoxycarbonyl) amino-N- (4-methoxyphenyl) - naphthalin-1, 8-dicarbonsäureimid:
Elementaranalyse (Gew.-% ber./gef.):
C: 67,2/66,9; H: 5,8/5,9; N: 5,4/5,4; O: 21,6/21,8;
Masse (MALDI-TOF): m/z = 518,5 (M+, 100 %) ; IR (KBr): v = 1625 (s) , 1558 (s) , 1540 (s) , 1511 (s) crrr1;
UV/VIS (CHC13): A^x (ε) = 341 (16005), 355 (13360) nm.
Analytische Daten zu Beispiel 27: 9- (Diethoxycarbonyl) amino-N-dodecylperylen-3, 4-dicarbon- säureimid:
Elementaranalyse (Gew.-% ber./gef.):
C: 74,05/73,8; H: 6,85/6,9; N: 4,3/4,3; 0: 14,8/15,0;
Masse (MALDI-TOF) : m/z = 648 , 5 (M+, 100 %) ; IR (KBr) : v = 1700 (s , C=0) , 1666 (s , C=0) , 1501 ( s ) crrr1 ;
UV/VIS (CHC13) : λmax (ε) - 484 (35940), 510 (37010) nm.
Analytische Daten zu Beispiel 28: 9- (Di-sec. -butoxycarbonyl) amino-N-cyclohexylperylen-3 , 4- dicarbonsäureimid:
Elementaranalyse (Gew.-% ber./gef.):
C: 73,8/73,5; H: 6,2/6,3; N: 4,5/4,55; O: 15,5/15,65;
Masse (MALDI-TOF): m/z = 618,4 (M+, 100 %) ; IR (KBr): v **** 1698 (s, C=0) , 1667 (s, C=0) cm"1;
UV/VIS (CHCI3): λmax (ε) = 485 (36170), 511 (37030) nm.
Analytische Daten zu Beispiel 29: 9- (Diethoxycarbonyl) amino-N- (2, 6-diisopropyl- phenyl) perylen-3, 4-dicarbonsäureimid: Elementaranalyse (Gew.-% ber./gef.): C: 75,0/74,8; H: 5,65/5,65; N: 4,35/4,25; 0: 15,0/15,3; Masse (MALDI-TOF): m/z = 640,3 (M+, 100 %) ;
1H-NMR (500 MHz, C2D C14, 25°C) : δ = 8,52 (d, IH) , 8,51 (d, IH) , 8,39 (m, 3H) , 8,35 (d, IH) , 7,78 (d, IH) , 7,64 (dd, IH) , 7,46 (d, IH) , 7,39 (t, IH) , 7,25 (d, 2H) , 4,16 (q, 4H) , 2,65 (m, 2H) , 1,09 (m, 18H) ppm;
IR (KBr) : v = 1702 (s, C=0) , 1664 (s, C=0) , 1502 (s) crrr1;
UV/VIS (CHC13): λmax (ε) = 481 (36780), 507 (37620) nm.
Analytische Daten zu Beispiel 30:
9- (Di-sec. -butoxycarbonyl) amino-N- (2, 6-diisopropyl- phenyl) perylen-3, 4-dicarbonsäureimid:
Elementaranalyse (Gew.-% ber./gef.):
C: 75,85/75,5; H: 6,35/6,4; N: 4,0/4,0; O: 13,8/14,1; Masse (MALDI-TOF): m/z = 696,3 (M+, 100 %) ;
1H-NMR (500 MHz, C2D2C14, 25°C) : δ = 8,55 (d, IH) , 8,54
(d, IH) , 8,40 (m, 4H) , 7,80 (d, IH) , 7,64 (dd, IH) , 7,45
(d, IH) , 7,39 (t, IH) , 7,25 (d, 2H) , 4,78 (m, 2H) , 2,65
(m, 2H) , 1,38 (m, 2H) , 1,31 (m, 2H) , 1,13 (d, 3H) , 1,09 (d, 12H) , 1,04 (d, 3H) , 0,70 (t, 3H) , 0,52 (t, 3H) ppm;
IR (KBr): v = 1702 (s, C=0) , 1665 (s, C=0) cm***1;
UV/VIS (CHC13): λ^x (ε) = 483 (36500), 509 (36780) nm.
Analytische Daten zu Beispiel 31: 9- (Di-tert. -butoxycarbonyl) amino-N- (2, 6-diisopropyl- phenyl) -perylen-3 , 4-dicarbonsäureimid:
Elementaranalyse (Gew.-% ber./gef.):
C: 75,85/75,6; H: 6,35/6,4; N: 4,0/3,95; O: 13,8/14,05;
Masse (MALDI-TOF): m/z **** 696,3 (M+, 100 %) ; 1H-NMR (500 MHz, C2D2C14, 25°C) : δ = 8,54 (m, 2H) , 8,41
(m, 4H) , 7,81 (d, IH) , 7,65 (dd, IH) , 7,40 (m, 2H) , 7,24
(d, 2H) , 2,64 (m, 2H) , 1,29 (s, 18H) , 1,08 (d, 12H) ppm;
IR (KBr): v = 1750 (s, C=0) , 1703 (s, C=0) , 1665 (s,
C=0) , 1592 (s, C=0) cm-1; UV/VIS (CHC13): λmax (ε) = 485 (37500), 507 (37430) nm.
Analytische Daten zu Beispiel 32:
9- (Di-tert. -butoxycarbonyl) amino-N- (4-methoxyphenyl) - perylen-3 , 4-dicarbonsäureimid: Elementaranalyse (Gew. -% ber./gef .) :
C: 72,9/72,6; H: 5,3/5,4; N: 4,35/4,4; 0: 17,45/17,6;
Masse (MALDI-TOF): m/z = 642,3 (M+, 100 %) ;
IR (KBr): v = 1747 (s, C=0) , 1701 (s, C=0) , 1666 (s,
C=0) , 1590 (s, C=0) cm"1; UV/VIS (CHC13): A^ (ε) = 483 (37950), 506 (37330) nm. Anwendung von erfindungsgemäßen Rylenfarbstoffen I
a) Herstellung von thermochrom eingefärbten hochmolekularen Materialien
Beispiele 33 bis 47
Zur Herstellung thermochrom eingefärbter thermoplastischer Kunststoffe wurden jeweils x g des Farbstoffs I sowie gegebenenfalls z g des transparenten Pigments P mit 100 g eines der Matrixpolymeren
PS: Polystyrol 144C glasklar (BASF)
PMMA: Polymethylmethacrylat Formmasse 7N glasklar (Röhm) bzw.
PC: Polycarbonat Makrolon® 2858 (Bayer)
vermischt und auf konventionelle Weise durch Extrusion und Spritzguß in ein Halbzeug überführt.
Zur Herstellung thermochromer Lackierungen wurde eine Mischung von jeweils x g des Farbstoffs I und 100 g eines Alkyd-Melamin-Einbrennlacks auf Lösungsmittelbasis
(45 Gew.-% Feststoffanteil) mit 150 g Glaskugeln (3 mm Durchmesser) 30 min mit einem Skandexgerät geschüttelt, dann mit einer Rakel auf Blech übertragen und 30 min bei 130°C eingebrannt (Schichtdicke im getrockneten Zustand 55 ± 5 um) .
Die thermochrome Farbänderung (Primärfarbe → Sekundär- färbe) der eingefärbten polymeren Systeme wurde durch 15-minütiges Tempern auf die jeweilige Umwandlungstempe- ratur T°C induziert.
Weitere Einzelheiten zu diesen Versuchen sowie deren Ergebnisse sind in Tabelle 5 zusammengestellt. Tabelle 5
Figure imgf000036_0001
Herstellung von lasermarkierbaren bzw. -beschriftbaren Einfärbungen
Beispiele 48 bis 51
Zur Herstellung lasermarkierbarer bzw. -beschriftbarer Einfärbungen wurden die Farbstoffe aus Beispiel 34 bzw. 40, wie unter a) beschrieben, jedoch unter Zusatz von y g des (Nah) Infrarot-Absorbers A in PMMA eingearbeitet.
Anschließend wurde das eingefärbte Halbzeug mit einem Nd- YAG-Laser (Emissionswellenlänge von 1064 nm, Lasernennleistung 40 Watt; Scanrate 1000 mm/s; Beispiele 48 und 50) bzw. mit einer Halbleiterlaserdiode (Emissionswellen- länge von 780 nm, Lasernennleistung 1 Watt, Scanrate 100 mm/s; Beispiele 49 und 51) markiert.
Weitere Einzelheiten zu diesen Versuchen sowie deren Ergebnisse sind in Tabelle 6 zusammengestellt.
Tabelle 6
Figure imgf000038_0002
Figure imgf000038_0001

Claims

Patentansprüche
Rylenfarbstoffe der allgemeinen Formel I
Figure imgf000039_0001
in der die Variablen folgende Bedeutung haben:
R Wasserstoff oder Cι-Co~Alkyl, dessen Kohlenstoffkette durch eine oder mehrere Gruppierungen -0-, -S-, -NR1-, -CO- und/oder -S0- unterbrochen sein kann und das durch Cyano, Ci-Ce-Alkoxy, Aryl, das durch Ci-Cis-Alkyl oder Ci-Cg-Alkoxy substituiert sein kann, oder einen über ein Stickstoffatom gebundenen 5- bis 7-gliedrigen hetero- cyclischen Rest, der weitere Heteroatome enthalten und aromatisch sein kann, ein- oder mehrfach substituiert sein kann;
C5-Cβ-Cycloalkyl, dessen Kohlenstoffgerüst durch eine oder mehrere Gruppierungen -0-, -S- und/oder -NR1- unterbrochen sein kann und das durch Ci-Cδ-Alkyl ein- oder mehrfach substituiert sein kann;
Aryl oder Hetaryl, das jeweils durch Ci-Ciβ-Alkyl, Cι-C6-Alkoxy, Cyano, -CONHR2, -NHCOR2 und/oder Aryl- oder Hetarylazo, das jeweils durch Cι-Cι0-Alkyl, Cχ-C6-Alkoxy oder Cyano substituiert sein kann, ein- oder mehrfach substituiert sein kann;
R' C2-Co-Alkyl, dessen Kohlenstoffkette durch eine oder mehrere Gruppierungen -0- und/oder -CO- unterbrochen sein kann und das durch Cyano, Cι-C6-Alkoxy, Cs-Cβ-Cycloalkyl, dessen Kohlenstoffgerüst durch eine oder mehrere Gruppierungen -0-, -S- und/oder -NR1- unterbrochen sein kann und das durch Cι-C6-Alkyl substituiert sein kann, Aryl, das durch Ci-Ciβ-Alkyl oder Cι-C6-Alkoxy substituiert sein kann, oder einen über ein Stickstoffatom gebundenen 5- bis 7-gliedrigen heterocyclischen Rest, der weitere Heteroatome enthalten und aromatisch sein kann, ein- oder mehrfach substituiert sein kann;
Methyl, das durch Aryl, Hetaryl und/oder Cs-Cβ-Cycloalkyl, das jeweils durch Ci-Ciβ-Alkyl oder Cι-C6-Alkoxy substituiert sein kann, ein- oder zweifach substituiert ist; Cs-Ca-Cycloalkyl, dessen Kohlenstoffgerüst durch eine oder mehrere Gruppierungen -0-, -S- und/oder -NR1- unterbrochen sein kann und das durch Ci-Cß-Alkyl ein- oder mehrfach substituiert sein kann;
R1 Wasserstoff oder Cι-C6-Alkyl;
R2 Wasserstoff; Ci-Ciβ-Alkyl; Aryl oder Hetaryl, das jeweils durch Cι-C6-Alkyl, Cι-C6-Alkoxy oder Cyano substituiert sein kann;
n 0 oder 1.
Rylenfarbstoffe der Formel I nach Anspruch 1, in der die Variablen folgende Bedeutung haben:
R Wasserstoff oder Cι-C3o-Alkyl, dessen Kohlenstoffkette durch eine oder mehrere Gruppierungen -0- und/oder -C0- unterbrochen sein kann und das durch Cyano, Cχ-C6-Alkoxy, Aryl, das durch Ci-Ciβ-Alkyl oder Cx-Cg-Alkoxy substi- tuiert sein kann, oder einen über ein Stickstoffatom gebundenen 5- bis 7-gliedrigen heterocyclischen Rest, der weitere Heteroatome enthalten und aromatisch sein kann, ein- oder mehrfach substituiert sein kann; Cs-Cβ-Cycloalkyl, dessen Kohlenstoffgerüst durch eine oder mehrere Gruppierungen -0- und/oder -NR1- unterbrochen sein kann und das durch Cι-C6-Alkyl ein- oder mehrfach substituiert sein kann;
Aryl oder Hetaryl, das jeweils durch Cι-Cι8-Alkyl, Cι-C6-Alkoxy, Cyano, -CONHR2 oder -NHCOR2 ein- oder mehr- fach substituiert sein kann;
R' C -C30-Alkyl, dessen Kohlenstoffkette durch eine oder mehrere Gruppierungen -0- und/oder -CO- unterbrochen sein kann und das durch Ci-Cβ-Alkoxy, Cs-Cs-Cycloalkyl, dessen Kohlenstoffgerüst durch eine oder mehrere Gruppierungen -O- und/oder -NR1- unterbrochen sein kann und das durch Cχ-C6-Alkyl substituiert sein kann, oder Aryl, das durch Ci-Ciβ-Alkyl oder Cι-C6-Alkoxy substituiert sein kann, ein- oder mehrfach substituiert sein kann; Methyl, das durch Aryl und/oder Cs-Cβ-Cycloalkyl, das je- weils durch Ci-Ciβ-Alkyl oder Ci-Cβ-Alkoxy substituiert sein kann, ein- oder zweifach substituiert ist; Cs-Cβ-Cycloalkyl, dessen Kohlenstoffgerüst durch eine oder mehrere Gruppierungen -0- und/oder -NR1- unterbrochen sein kann und das durch Ci-Cβ-Alkyl ein- oder mehrfach substituiert sein kann.
3. Rylenfarbstoffe der Formel I nach Anspruch 1, in der die Variablen folgende Bedeutung haben:
R Wasserstoff oder Cι-C30-Alkyl, dessen Kohlenstoffkette durch eine oder mehrere Gruppierungen -O- und/oder -C0- unterbrochen sein kann und das durch Ci-Cδ-Alkoxy oder Aryl, das durch Ci-Ciβ-Alkyl oder Cι-C6-Alkoxy substituiert sein kann, ein- oder zweifach substituiert ist; Cs-Cβ-Cycloalkyl, das durch Cι-C6-Alkyl ein- oder mehrfach substituiert sein kann;
Aryl, das durch Ci-Ciβ-Alkyl, Ci-Cg-Alkoxy oder Cyano ein- oder mehrfach substituiert sein kann;
R' C2-C3o-Alkyl, dessen Kohlenstoffkette durch eine oder mehrere Gruppierungen -0- unterbrochen sein kann und das durch Ci-Cδ-Alkoxy, Cs-Cβ-Cycloalkyl, das durch Cι-C6-Alkyl substituiert sein kann, oder Aryl, das durch Cχ-Ci8-Alkyl oder Cι-C6-Alkoxy substituiert sein kann, ein- oder mehrfach substituiert sein kann;
Methyl, das durch Aryl und/oder Cs-Cβ-Cycloalkyl, das jeweils durch Ci-Ciβ-Alkyl oder Ci-Cε-Alkoxy substituiert sein kann, ein- oder zweifach substituiert ist; Cs-Cβ-Cycloalkyl, das durch Cι-C6-Alkyl ein- oder mehrfach substituiert sein kann.
4. Verfahren zur Herstellung von Rylenfarbstoffen der Formel I gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man
a) ein Perylen-3, 4-dicarbonsäureimid der allgemeinen Formel Ila
Figure imgf000042_0001
in Gegenwart einer aliphatischen Monocarbonsäure mit elementarem Brom regioselektiv monobromiert,
bl) das in Schritt a) gebildete 9-Bromperylen-3, 4-dicarbon* säureimid der allgemeinen Formel lila
Figure imgf000042_0002
bzw. ein auf bekannte Weise durch Imidierung von 4-Brom- naphthalin-1, 8-dicarbonsäureanhydrid hergestelltes 4-Bromnaphthalin-l, 8-dicarbonsäureimid der allgemeinen Formel Illb
Figure imgf000042_0003
in Gegenwart eines aprotischen organischen Lösungsmittels, eines Übergangsmetallkatalysatorsystems und einer Base in einer Aryl-N-Kupplungsreaktion mit einem Benzophenonimin der allgemeinen Formel IV
Figure imgf000043_0001
in der die Variablen
R' ' , R' ' ' unabhängig voneinander Wasserstoff, Cχ-C6-Alkyl oder Ci-Cδ-Alkoxy und
x, y unabhängig voneinander eine ganze Zahl von 1 bis 3 bedeuten,
umsetzt und
b2) das gebildete Ketimin in Gegenwart einer Säure und eines polaren, aprotischen Lösungsmittels zu einem Aminorylen- dicarbonsäureimid der allgemeinen Formel V
Figure imgf000043_0002
hydrolysiert und
c) dieses anschließend in Gegenwart eines polaren, aprotischen Lösungsmittels und einer Base mit einem Dicarbonat der allgemeinen Formel VI
Figure imgf000043_0003
zu dem Rylenfarbstoff I umsetzt.
5. Verfahren zur Herstellung von Aminorylendicarbonsäureimiden der allgemeinen Formel V
Figure imgf000044_0001
in der die Variablen folgende Bedeutung haben:
R Wasserstoff oder Cι-C3o-Alkyl, dessen Kohlenstoffkette durch eine oder mehrere Gruppierungen -0-, -S-, -NR1-, -CO- und/oder -S0- unterbrochen sein kann und das durch Cyano, Cχ-C6-Alkoxy, Aryl, das durch Ci-Ciβ-Alkyl oder Cι-C6-Alkoxy substituiert sein kann, oder einen über ein Stickstoffatom gebundenen 5- bis 7-gliedrigen heterocyclischen Rest, der weitere Heteroatome enthalten und aromatisch sein kann, ein- oder mehrfach substituiert sein kann;
Cs-Cβ-Cycloalkyl, dessen Kohlenstoffgerüst durch eine oder mehrere Gruppierungen -0-, -S- und/oder -NR1- unterbrochen sein kann und das durch Cχ-C6-Alkyl ein- oder mehrfach substituiert sein kann;
Aryl oder Hetaryl, das jeweils durch Cχ-Cχβ-Alkyl, Cι-C6-Alkoxy, Cyano, -CONHR2, -NHCOR2 und/oder Aryl- oder Hetarylazo, das jeweils durch Cι-Cιo-Alkyl, Cχ-C6-Alkoxy oder Cyano substituiert sein kann, ein- oder mehrfach substituiert sein kann;
R1 Wasserstoff oder Ci-Cβ-Alkyl;
R2 Wasserstoff; Ci-Ciβ-Alkyl; Aryl oder Hetaryl, das jeweils durch Cχ-C6-Alkyl, Cχ-C6-Alkoxy oder Cyano substituiert sein kann;
n 0 oder 1,
dadurch gekennzeichnet, daß man ein Bromrylendicarbonsäureimid der allgemeinen Formel III
Figure imgf000045_0001
in Gegenwart eines aprotischen organischen Lösungsmittels, eines Übergangsmetallkatalysatorsystems und einer Base in einer Aryl-N-Kupplungsreaktion mit einem Benzophenonimin der allgemeinen Formel IV
Figure imgf000045_0002
umsetzt und das gebildete Ketimin in Gegenwart einer Säure und eines polaren, aprotischen Lösungsmittels hydrolysiert.
9-Aminoperylen-3 , 4-dicarbonsäureimide der allgemeinen Formel Va
Figure imgf000045_0003
in der die Variablen folgende Bedeutung haben:
R3 Wasserstoff oder Cχ-C30-Alkyl, dessen Kohlenstoffkette durch eine oder mehrere Gruppierungen -O-, -S-, -NR1-, -CO- und/oder -S02- unterbrochen ist und/oder das durch Cyano, Cχ-C6~Alkoxy, Aryl, das durch Cχ-Cχβ-Alkyl oder Cχ-C6-Alkoxy substituiert sein kann, oder einen über ein Stickstoffatom gebundenen 5- bis 7-gliedrigen heterocyclischen Rest, der weitere Heteroatome enthalten und aromatisch sein kann, ein- oder mehrfach substituiert ist;
Cs-Cβ-Cycloalkyl, dessen Kohlenstoffgerüst durch eine oder mehrere Gruppierungen -0-, -S- und/oder -NR1- unterbrochen sein kann und das durch Cχ-C6-Alkyl ein- oder mehrfach substituiert sein kann;
Aryl oder Hetaryl, das jeweils durch Cχ-Cχβ-Alkyl, Cχ-C6-Alkoxy, Cyano, -CONHR2, -NHCOR2 und/oder Aryl- oder Hetarylazo, das jeweils durch Cχ-Cχo-Alkyl, Cχ-C6~Alkoxy oder Cyano substituiert sein kann, ein- oder mehrfach substituiert sein kann;
R1 Wasserstoff oder Cχ-C6-Alkyl;
R2 Wasserstoff; Cχ-Cχβ-Alkyl; Aryl oder Hetaryl, das jeweils durch Cχ-C6-Alkyl, Cχ-C6-Alkoxy oder Cyano substituiert sein kann.
Verfahren zur Herstellung von 9-Bromperylen-3, 4-dicarbon- säureimiden der allgemeinen Formel lila
Figure imgf000046_0001
in der die Variablen folgende Bedeutung haben:
R Wasserstoff oder Cχ-C30-Alkyl, dessen Kohlenstoffkette durch eine oder mehrere Gruppierungen -0-, -S-, -NR1-, -CO- und/oder -S0- unterbrochen sein kann und das durch Cyano, Cχ-C6-Alkoxy, Aryl, das durch Cχ-Cχβ-Alkyl oder Cχ-C6-Alkoxy substituiert sein kann, oder einen über ein Stickstoffatom gebundenen 5- bis 7-gliedrigen hetero- cyclischen Rest, der weitere Heteroatome enthalten und aromatisch sein kann, ein- oder mehrfach substituiert sein kann;
Cs-Cβ-Cycloalkyl, dessen Kohlenstoffgerüst durch eine oder mehrere Gruppierungen -0-, -S- und/oder -NR1- unterbrochen sein kann und das durch Cχ-C6-Alkyl ein- oder mehrfach substituiert sein kann;
Aryl oder Hetaryl, das jeweils durch Cχ-Cχβ-Alkyl, Cχ-C6-Alkoxy Cyano, -CONHR2, -NHCOR2 und/oder Aryl- oder
10 Hetarylazo, das jeweils durch Cχ-Cχo~Alkyl, Cχ-C6-Alkoxy oder Cyano substituiert sein kann, ein- oder mehrfach substituiert sein kann;
R1 Wasserstoff oder Cχ-C6-Alkyl;
15
R2 Wasserstoff; Cχ-Cχβ-Alkyl; Aryl oder Hetaryl, das jeweils durch Cχ-C6~Alkyl, Cχ-C6-Alkoxy oder Cyano substituiert sein kann,
20 dadurch gekennzeichnet, daß man ein Perylen-3, 4-dicarbon- säureimid der allgemeinen Formel Ila
Figure imgf000047_0001
in Gegenwart einer aliphatischen Monocarbonsäure mit elemen¬
35 tarem Brom umsetzt.
Verwendung von Rylenfarbstoffen der Formel I gemäß Anspruch 1 zur Einfärbung von hochmolekularen organischen und anorganischen Materialien.
40
9. Verwendung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Kunststoffe, Lacke, Druckfarben und oxidische Schichtsysteme eingefärbt werden.
45 10. Verwendung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß lasermarkierbare und laserbeschriftbare Einfärbungen hergestellt werden.
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