WO2017126993A1 - Вещество, поглощающее электромагнитное излучение в ближней инфракрасной области спектра, и способ его получения - Google Patents
Вещество, поглощающее электромагнитное излучение в ближней инфракрасной области спектра, и способ его получения Download PDFInfo
- Publication number
- WO2017126993A1 WO2017126993A1 PCT/RU2017/000004 RU2017000004W WO2017126993A1 WO 2017126993 A1 WO2017126993 A1 WO 2017126993A1 RU 2017000004 W RU2017000004 W RU 2017000004W WO 2017126993 A1 WO2017126993 A1 WO 2017126993A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- substance
- phthalocyanine
- spectrum
- infrared region
- weight
- Prior art date
Links
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 title description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 20
- IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N phthalocyanine Chemical compound N1C(N=C2C3=CC=CC=C3C(N=C3C4=CC=CC=C4C(=N4)N3)=N2)=C(C=CC=C2)C2=C1N=C1C2=CC=CC=C2C4=N1 IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- NQRYJNQNLNOLGT-UHFFFAOYSA-N Piperidine Chemical compound C1CCNCC1 NQRYJNQNLNOLGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 238000005576 amination reaction Methods 0.000 claims abstract description 16
- GLUUGHFHXGJENI-UHFFFAOYSA-N Piperazine Chemical compound C1CNCCN1 GLUUGHFHXGJENI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- JQVDAXLFBXTEQA-UHFFFAOYSA-N dibutylamine Chemical compound CCCCNCCCC JQVDAXLFBXTEQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 9
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- HPNMFZURTQLUMO-UHFFFAOYSA-N diethylamine Chemical compound CCNCC HPNMFZURTQLUMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- RBTKNAXYKSUFRK-UHFFFAOYSA-N heliogen blue Chemical class [Cu].[N-]1C2=C(C=CC=C3)C3=C1N=C([N-]1)C3=CC=CC=C3C1=NC([N-]1)=C(C=CC=C3)C3=C1N=C([N-]1)C3=CC=CC=C3C1=N2 RBTKNAXYKSUFRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 claims abstract description 5
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 125000001309 chloro group Chemical class Cl* 0.000 claims abstract description 4
- 239000001056 green pigment Substances 0.000 claims abstract 7
- -1 morphaline Chemical compound 0.000 claims description 10
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims description 8
- VVOPUZNLRVJDJQ-UHFFFAOYSA-N phthalocyanine copper Chemical class [Cu].C12=CC=CC=C2C(N=C2NC(C3=CC=CC=C32)=N2)=NC1=NC([C]1C=CC=CC1=1)=NC=1N=C1[C]3C=CC=CC3=C2N1 VVOPUZNLRVJDJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- YNAVUWVOSKDBBP-UHFFFAOYSA-N Morpholine Chemical compound C1COCCN1 YNAVUWVOSKDBBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 15
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 10
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 9
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 8
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 description 6
- 241000322338 Loeseliastrum Species 0.000 description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 5
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 5
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 4
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 4
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 4
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WLLGXSLBOPFWQV-UHFFFAOYSA-N MGK 264 Chemical compound C1=CC2CC1C1C2C(=O)N(CC(CC)CCCC)C1=O WLLGXSLBOPFWQV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 150000001804 chlorine Chemical class 0.000 description 2
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 125000004573 morpholin-4-yl group Chemical group N1(CCOCC1)* 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 125000002080 perylenyl group Chemical group C1(=CC=C2C=CC=C3C4=CC=CC5=CC=CC(C1=C23)=C45)* 0.000 description 1
- CSHWQDPOILHKBI-UHFFFAOYSA-N peryrene Natural products C1=CC(C2=CC=CC=3C2=C2C=CC=3)=C3C2=CC=CC3=C1 CSHWQDPOILHKBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000951 phenoxy group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(O*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920006289 polycarbonate film Polymers 0.000 description 1
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 125000001302 tertiary amino group Chemical group 0.000 description 1
- ANRHNWWPFJCPAZ-UHFFFAOYSA-M thionine Chemical compound [Cl-].C1=CC(N)=CC2=[S+]C3=CC(N)=CC=C3N=C21 ANRHNWWPFJCPAZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
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
- C09B47/00—Porphines; Azaporphines
- C09B47/04—Phthalocyanines abbreviation: Pc
- C09B47/08—Preparation from other phthalocyanine compounds, e.g. cobaltphthalocyanineamine complex
- C09B47/22—Obtaining compounds having nitrogen atoms directly bound to the phthalocyanine skeleton
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D487/00—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, not provided for by groups C07D451/00 - C07D477/00
- C07D487/22—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, not provided for by groups C07D451/00 - C07D477/00 in which the condensed system contains four or more hetero rings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F1/00—Compounds containing elements of Groups 1 or 11 of the Periodic Table
- C07F1/08—Copper compounds
-
- 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
- C09B67/00—Influencing the physical, e.g. the dyeing or printing properties of dyestuffs without chemical reactions, e.g. by treating with solvents grinding or grinding assistants, coating of pigments or dyes; Process features in the making of dyestuff preparations; Dyestuff preparations of a special physical nature, e.g. tablets, films
- C09B67/0096—Purification; Precipitation; Filtration
Definitions
- a substance that absorbs electromagnetic radiation in the near infrared region of the spectrum and a method for producing it
- the invention relates to the field of chemistry, namely, to the production of substances, dyes and compounds that can be used as substances that absorb electromagnetic radiation in the near infrared region of the spectrum, including for the subsequent manufacture of polymer and liquid materials for various purposes that change the spectral the composition of transmitted and reflected radiation, for example, in cut-off filters.
- polymethine (cyanine) dyes A large number of polymethine (cyanine) dyes are known, the absorption spectra of which cover a significant part of the near IR region, however, they are all not stable enough and very difficult to access. (A.A. Ishchenko. The structure and spectral-luminescent properties of polymethine dyes. Naukova Dumka, Kiev, 1994).
- Derivatives of tetra-1-phenyl-2,3-naphthalocyanine absorbing in the range of 780-850 nm are also known (Halpern M.G., Goncharova G.I., Kovshev E.I., Lukyanets E.A., Seliverstov V.A., Tsvetkov V.A. Metal complexes of tetra-1-phenyl-2,3-naphthalocyanine as components of IR filters in liquid crystal matrices. Auth. Certificate M-> 921239, 1981). However, they do not have good solubility in polymer matrices and are inaccessible.
- Phthalocyanine derivatives for example, dialkylamides, phthalocyanine tetrasulfonic acids
- polymer matrices made with their use absorb only in the red region (670-720 nm) (Solovieva L.I. Mikhalenko S.A., Chernykh E.V. ., Lukyanets E.A. ZhOKH, 52.90, 1982).
- a patent for the invention is known (Fedotova A.I., Maizlish V.E., Shaposhnikov G.P. Pat. No. 2354657, 2009), in which a substituted metallophthalocyanine-tetra-4- (morpholin-4-yl) -tetra- Copper 5- (phenoxy) phthalocyanine having intense absorption bands with a maximum at 697 nm in chloroform and at 637, 688 nm (1: 0.71) in DMF.
- the complex obtained in this way does not have the required absorption in the near infrared region.
- the desired technical result of the proposed solution is to obtain a non-luminescent substance having an intense absorption band with a maximum in the range of 760 - 810 nm, a slight absorption in the visible region of the spectrum, and a decomposition temperature above 300 degrees Celsius and which could be introduced into polymers in high concentration - a substance suitable for use in the processing of polymer raw materials into products by injection molding and extrusion.
- the raw materials used were the industrially produced Green Phthalacyanin Pigment Ogiep7 (chlorinated phthalocyanine), diethylamine dibutylamine (di-n-butylamine), or piperidine (pentamethyleneamine), or morpholine (tetrahydro-1,4-oxazine, diethyleneimido or, piperazine (diethylenediamide) which under normal conditions does not interact with chlorinated copper phthalacyanines and no substitution of chlorine for the amino group occurs. Nevertheless, having selected the required temperature and pressure, we succeeded in carrying out the amination reaction at which the substitution of chlorine atoms by the corresponding amino group occurs.
- any of these combinations ensures the achievement of the desired technical result and allows one to obtain substances consisting of a mixture of compounds with different degrees of substitution of chlorine for an amino group in chlorinated copper phthalocyanine.
- the mixture resulting from the reaction consists of octa (from 70 to 96%) and tetra (30 to 3%) substituted by chlorinated copper phthalocyanine.
- the main advantage of these substances in comparison with the known spectral analogues, is their high absorption intensity in the near infrared region, thermal stability up to a temperature of 350 degrees Celsius, high light resistance and solubility in the polymer matrix, as well as in the absence of luminescence.
- the agitator drive was turned off, the autoclave was cooled to room temperature, and the reaction mixture was unloaded from it through the bottom fitting with the shut-off device fully open.
- the reaction mass was evaporated on a rotary evaporator connected to a vacuum network, with heating in a water bath. Diethylamine was distilled off at a residual pressure of 200-250 mm Hg and a temperature in a water bath of 90-95 ° C until the cutoff was completely stopped.
- the remainder of the evaporation flask was transferred to a vacuum filter (a Buchner porcelain funnel with a Bunsen flask) equipped with a two-layer filter baffle in the form of filter paper and calico.
- the liquid phase was filtered in a network vacuum (residual pressure 0.2-0.3 atm), the precipitate was washed with water until there were no chlorine ions in the wash water.
- the washed precipitate in an enameled steel cuvette was placed in an oven and dried at a temperature of 90 ° C to a constant weight.
- the agitator drive was turned off, the autoclave was cooled to room temperature and the reaction mixture was discharged from it through the bottom fitting with the shut-off device fully open.
- the reaction mass was evaporated on a rotary evaporator connected to a vacuum network, with heating in a water bath.
- Dibutylamine was distilled off at a residual pressure of 200-250 mm Hg and a temperature in a water bath of 90-95 ° C until the cutoff was completely stopped.
- the remainder of the evaporation flask was transferred to a vacuum filter (a Buchner porcelain funnel with a Bunsen flask) equipped with a two-layer filter baffle in the form of filter paper and calico.
- the liquid phase was filtered in a network vacuum (residual pressure 0.2-0.3 atm), the precipitate was washed with water until there were no chlorine ions in the wash water.
- the washed precipitate in an enameled steel cuvette was placed in an oven and dried at a temperature of 90 ° C to a constant weight.
- the agitator drive was turned off, the autoclave was cooled to room temperature, and the reaction mixture was unloaded from it through the bottom fitting with the shut-off device fully open.
- the reaction mass was evaporated on a rotary evaporator connected to a vacuum network, with heating in a water bath. Piperidine was distilled off at a residual pressure of 200-250 mm Hg. and a temperature in a water bath of 80-85 ° C until the cessation of the overhead.
- the syrupy residue from the evaporation flask was transferred to a vacuum filter (a Buchner porcelain funnel with a Bunsen flask) equipped with a two-layer filtering partition in the form of filter paper and calico.
- the liquid phase was filtered in a network vacuum (residual pressure 0.2-0.3 atm), the precipitate was washed with water until there were no chlorine ions in the wash water.
- the washed precipitate in a steel enameled cuvette was placed in an oven and dried at a temperature of 90 ° C to a constant weight.
- Example 4 substance 11.76 g of green phthalocyanine pigment and 500 g of morphaline (loading factor 0.8) were loaded into the autoclave through a loading nipple, after which the loading nipple was closed with a plug.
- the autoclave was purged with nitrogen and its contents were heated to a temperature of 250 ° C. During heating, the pressure in the autoclave gradually increased and reached a maximum of 27 atm at 250 ° C.
- the drive of the mixer was turned on and the amination process was carried out for 5 hours. At the end of the exposure, the locking device on the bottom fitting was opened and a sample was taken for spectral analysis, the locking device was closed.
- the agitator drive was turned off, the autoclave was cooled to room temperature, and the reaction mixture was unloaded from it through the bottom fitting with the shut-off device fully open.
- the reaction mass was evaporated on a rotary evaporator connected to a vacuum network, with heating in a water bath. Morpholine was distilled off at a residual pressure of 200-250 mm Hg and a temperature in a water bath of 90-95 ° C until the cutoff was completely stopped.
- the syrupy residue from the evaporation flask was transferred to a vacuum filter (a Buchner porcelain funnel with a Bunsen flask) equipped with a two-layer filtering partition in the form of filter paper and calico.
- the liquid phase was filtered in a network vacuum (residual pressure 0.2-0.3 atm), the precipitate was washed with water until there were no chlorine ions in the wash water.
- the washed precipitate in a steel enameled cuvette was placed in an oven and dried at a temperature of 90 ° C to a constant weight.
- the agitator drive was turned off, the autoclave was cooled to room temperature, and the reaction mixture was unloaded from it through the bottom fitting with the shut-off device fully open.
- the reaction mass was placed in a glass flat-bottomed conical two-liter wide-necked flask and water was poured there. After thorough mixing, the water along with the insoluble matter was poured onto two layers of filter paper covering the flat bottom of the Buchner funnel.
- the washed precipitate in a steel enameled cuvette was placed in an oven and dried at a temperature of 90 ° C until constant weight.
- a mixture of pure polycarbonate and superconcentrate was fed into the hopper of a two-screw extruder with unidirectional rotation of the screws at a speed of 10 kg per hour, the speed of rotation of the screws was 200 rpm, the temperature of the cylinder of the extruder was 300 ° C.
- a uniformly colored sleeve was obtained with a film thickness of 100 ⁇ m. fit for use.
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Nitrogen Condensed Heterocyclic Rings (AREA)
Abstract
Предлагается вещество с поглощением в ближней инфракрасной области спектра. Вещество представляет собой смесь соединений с разной степени замещения хлора на аминогруппу в хлорированном фталоцианине меди, полученную путём аминирования пигмента фталоцианинового зелёного по крайней мере, одним из следующих соединений взятых в соотношениях от 5 до 120 частей на одну часть пигмента фталоцианинового зелёного по массе: диэтиламином, дибутиламином, пиперидином, морфалином, пиперазином. Также предлагается способ получения данного вещества, заключающийся в ваминировании пигмента фталоцианинового зелёного (хлорированный фталоцианин меди), по крайней мере, одним из компонентов из группы взятых в соотношениях от 5 до 120 частей на одну часть пигмента фталоцианинового зелёного по массе: диэтиламин, дибутиламин, пиперидин, морфалин, пиперазин при температуре от 100 до 300ο С и давлении от 5 до 30 атм, проводимом до получения вещества с максимумом поглощения в диапазоне 760-810 нм.
Description
Вещество, поглощающее электромагнитное излучение в ближней инфракрасной области спектра, и способ его получения
Изобретение относится к области химии, а именно, к получению веществ, красителей и соединений, которые могут быть использованы в качестве вещества, поглощающего электромагнитное излучение в ближней ИК области спектра - в том числе, для последующего изготовления полимерных и жидкостных материалов различного назначения, изменяющих спектральный состав проходящего и отражённого излучения, например, в светофильтрах отрезающего типа.
Известен набор красителей, поглощающих в ближней ИК области группы Lumogen , производимый компанией БАСФ (LanghalsH.Controlofthelnteractionsin Multichromophores:NovelConcepts. PeryleneBis-imides as Components for Larger Functional Units Helvetica chimicaacta. - 2005. - T. 88. 6. - С. 1309-1343). Так, quaterrylenebis(dicarboximide) Lumogen® IR 788- и quaterrylenebis(dicarboximide) Lumogen® IR 765 являются производными кватеррилена и поглощают в области 750- 800 нм (рис. 1).
Недостатком этих соединений, обычно используемых для лазерной сварки полимеров, является их люминесцентные свойства, что заметно сужает их область применения в качестве добавки для светофильтров отрезающего типа.
Известно большое количество полиметиновых (цианиновых) красителей, спектры поглощения которых, перекрывают значительную часть ближней ИК области, однако, все они недостаточно устойчивы и весьма труднодоступны. (А.А. Ищенко. Строение и спектрально-люминесцентные свойства полиметиновых красителей. Наукова думка, Киев, 1994).
Известны, также, производные тетра-1-фенил-2,3-нафталоцианина, поглощающие в области 780-850 нм (Гальперн М.Г., Гончарова Г.И., Ковшев Е.И., Лукьянец Е.А., Селиверстов В. А., Цветков В. А. Металлические комплексы тетра-1- фенил-2,3-нафталоцианина в качестве компонентов ИК фильтров в жидкокристаллических матрицах.Авт. свид. М->921239, 1981). Однако, они не обладают хорошей растворимостью в полимерных матрицах и малодоступны.
Более доступны и хорошо вводятся в полимеры производные фталоцианина, например, диалкиламидыфталоцианинтетрасульфокислот, однако полимерные матрицы, изготовленные с их использованием, поглощают лишь в красной области (670-720 нм) (Соловьева Л.И. Михаленко С.А., Черных Е.В., Лукьянец Е.А. ЖОХ, 52,90, 1982).
Известен патент на изобретение (Федотова А.И., Майзлиш В.Е., Шапошников Г.П. Пат. ΡΦΝο 2354657, 2009), в котором заявлен замещенный металлофталоцианин- тетра-4-(морфолин-4-ил)-тетра-5-(фенокси)фталоцианин меди, имеющий интенсивные полосы поглощения с максимум при 697 нм в хлороформе и при 637, 688 нм (1 :0.71) в ДМФА. Однако, полученный таким способом комплекс не обладает требуемым поглощением в ближней ИК области.
Желаемым техническим результатом предлагаемого решения является получение нелюминисцирующего вещества, обладающего интенсивной полосой поглощение с максимум в диапазоне 760 - 810нм, незначительным поглощением в видимой области спектра, температурой разложения выше 300 градусов Цельсия и
которое могло бы вводится в полимеры в большой концентрации - вещества, пригодного для применения при переработки полимерного сырья в изделия методом литья под давлением и экструзии.
При этом было бы желательно, чтобы оно было доступно для производства окрашенной им полимерной продукции в промышленном масштабе.
Оказалось, что этими комплексом свойств обладает полученный нами в результате одностадийной химической реакции аминирования новое вещество, представляющие собой неразделённую смесь, состоящую из производных фталоцианина меди, содержащих в молекуле одновременно третичные аминогруппы и атомы хлора. В качестве исходного сырья использовались выпускаемый в промышленном масштабе Пигмент фталацианин зелёный Огееп7(хлорированный фталоцианин), диэтиламин дибутиламин (ди-н-бутиламин), или пиперидин (пентаметиленамин), или морфолин, (тетрагидро-1,4-оксазин, диэтиленимидоок-сид), или, пиперазин (диэтилендиамид) которые в обычных условиях с хлорированнымифталацианинами меди не взаимодействуют и замещения хлора на аминогруппу не происходит. Тем не менее, подобрав нужные температуру и давление, провести реакцию аминирования, при которой происходит замещение атомов хлора на соответствующую аминогруппу, нам удалось. Любое из перечисленных сочетаний обеспечивает достижение желаемого технического результата и позволяет получить вещества состоящие из смеси соединений с разной степени замещения хлора на аминогруппу в хлорированном фталоцианине меди. В основном полученная в результате реакции смесь состоит из окта (от 70 до 96%) и тетра (от 30 до 3%) замещённых хлорированного фталоцианина меди.
В результате во всех случаях были получены порошкообразные вещества тёмного цвета, которые имеют температуру разложения выше 350 градусов Цельсия, растворяются в хлороформе, дихлорметане, бензоле, толуоле, кислотах, не растворяются в воде, гексане, спиртах, плохо растворяются в ацетоне. Легко вводятся в поликарбонат и полиметилметакрилат в концентрациях более 2 процентов по массе. Они пригодны для изготовления в промышленных масштабах суперконцетрата на базе поликарбоната и других полимерных материалов. Имеют в бензоле и поликарбонате максимумы поглощения в области 770-800 нм. Обладают высокой светостойкостью. Введённое в поликарбонатную плёнку вещество, представляющее собой смесь (полиморфолино-полихлор)замещенных фталоцианинов меди стабильно к солнечному свету в течение, не менее, семи лет.
Типичный спектр поглощения полученного вещества, в поликарбонате приведён на Рис2.
Основное преимущество этих веществ, по сравнению с известными спектральными аналогами, является их высокая интенсивность поглощения в ближней ИК-области, термостабильность вплоть до температуры 350 градусов Цельсия, высокая светостойкость и растворимость в полимерной матрице, а также в отсутствие люминесценции.
К достоинствам веществ относятся их сравнительная малая цена и доступность, поскольку они получаются аминированием широко известного и
выпускаемого в промышленных масштабах красителя Пигмента фталоцианинового зелёного Green7 диэтиламином, дибутиламином, пиперидином, морфолином, или пиперазином, которые тоже освоены химической промышленностью в достаточно больших объёмах.
Пример 1 получения вещества
В автоклав через загрузочный штуцер загружали 10 г пигмента зеленого фталоцианинового и 450 г диэтиламина (коэффициент загрузки 0,75), после чего загрузочный штуцер закрывали заглушкой. Продували автоклав азотом и нагревали его содержимое до температуры 250° С.В процессе нагрева давление в автоклаве постепенно увеличивалось и достигало максимума 23атм при 250° С. Включали привод мешалки и процесс аминирования вели в течение 4 часов. По окончании выдержки приоткрывали запорное устройство на нижнем штуцере и отбирали пробу на спектральный анализ, запорное устройство закрывали. Убедившись по появлению полосы поглощения в области 760-8 Юнм, что аминирование успешно прошло, выключали привод мешалки, автоклав охлаждали до комнатной температуры и выгружали из него реакционную массу через нижний штуцер при полностью открытом запорном устройстве. Реакционную массу упаривали на роторном испарителе, подсоединенном к вакуумной сети, с нагреванием на водяной бане. Диэтиламин отгоняли при остаточном давлении 200-250 мм рт.ст.и температуре в водяной бане 90-95° С до полного прекращения погона.
Остаток из выпарной колбы переносили на вакуумный фильтр (фарфоровая воронка Бюхнера с колбой Бунзена), снабженный двухслойной фильтрующей перегородкой в виде фильтровальной бумаги и бязи. Отфильтровывали жидкую фазу в сетевом вакууме (остаточное давление 0,2-0,3атм),осадок промывали водой до полного отсутствия в промывной воде ионов хлора.
Промытый осадок в стальной эмалированной кювете помещали в сушильный шкаф и сушили при температуре 90° Сдо постоянного веса.
Выход 21,3%. Длинноволновый максимум поглощения в бензоле 794 нм.
Пример 2 получения вещества
В автоклав через загрузочный штуцер загружали 11,76 г пигмента зеленого фталоцианинового и 500 г дибутиламина (коэффициент загрузки 0,8), после чего загрузочный штуцер закрывали заглушкой. Продували автоклав азотом и нагревали его содержимое до температуры 250° С.В процессе нагрева давление в автоклаве постепенно увеличивалось и достигало максимума 23атм при 250° С. Включали привод мешалки и процесс аминирования вели в течение 4 часов. По окончании выдержки приоткрывали запорное устройство на нижнем штуцере и отбирали пробу на спектральный анализ, запорное устройство закрывали. Убедившись по появлению полосы поглощения в области
760-81 OHM, ЧТО аминирование успешно прошло, выключали привод мешалки, автоклав охлаждали до комнатной температуры и выгружали из него реакционную массу через нижний штуцер при полностью открытом запорном устройстве. Реакционную массу упаривали на роторном испарителе, подсоединенном к вакуумной сети, с нагреванием на водяной бане. Дибутиламин отгоняли при остаточном давлении 200-250 мм рт.ст.и температуре в водяной бане 90-95° С до полного прекращения погона.
Остаток из выпарной колбы переносили на вакуумный фильтр (фарфоровая воронка Бюхнера с колбой Бунзена), снабженный двухслойной фильтрующей перегородкой в виде фильтровальной бумаги и бязи. Отфильтровывали жидкую фазу в сетевом вакууме (остаточное давление 0,2-0,3атм),осадок промывали водой до полного отсутствия в промывной воде ионов хлора.
Промытый осадок в стальной эмалированной кювете помещали в сушильный шкаф и сушили при температуре 90° Сдо постоянного веса.
Выход 43,7%. Длинноволновый максимум поглощения в бензоле 794 нм.
Пример 3 получения вещества
В автоклав через загрузочный штуцер загружали 9,41 г пигмента зеленого фталоцианинового и 400 г пиперидина (коэффициент загрузки 0,7), после чего загрузочный штуцер закрывали заглушкой. Продували автоклав азотом и нагревали его содержимое до температуры 200° С.В процессе нагрева давление в автоклаве постепенно увеличивалось и достигало максимума 25атм при 200° С. Включали привод мешалки и процесс аминирования вели в течение 6 часов. По окончании выдержки приоткрывали запорное устройство на нижнем штуцере и отбирали пробу на спектральный анализ, запорное устройство закрывали.
Убедившись по появлению полосы поглощения в области 760-8 Юнм, что аминирование успешно прошло, выключали привод мешалки, автоклав охлаждали до комнатной температуры и выгружали из него реакционную массу через нижний штуцер при полностью открытом запорном устройстве. Реакционную массу упаривали на роторном испарителе, подсоединенном к вакуумной сети, с нагреванием на водяной бане. Отгоняли пиперидин при остаточном давлении 200-250 мм рт.ст. и температуре в водяной бане 80-85° С до полного прекращения погона.
Сиропообразный остаток из выпарной колбы переносили на вакуумный фильтр (фарфоровая воронка Бюхнера с колбой Бунзена), снабженный двухслойной фильтрующей перегородкой в виде фильтровальной бумаги и бязи. Отфильтровывали жидкую фазу в сетевом вакууме (остаточное давление 0,2-0,3 атм),осадок промывали водой до полного отсутствия в промывной воде ионов хлора.
Промытый осадок в стальной эмалированной кювете помещали в сушильный шкаф исушили при температуре 90° Сдо постоянного веса.
Выход 47,3%. Длинноволновый максимум поглощения в бензоле 801нм. Пример 4 получения вещества
В автоклав через загрузочный штуцер загружали 11,76 г пигмента зеленого фталоцианинового и 500 г морфалина (коэффициент загрузки 0,8), после чего загрузочный штуцер закрывали заглушкой. Продували автоклав азотом и нагревали его содержимое до температуры 250° С.В процессе нагрева давление в автоклаве постепенно увеличивалось и достигало максимума 27атм при 250°С. Включали привод мешалки и процесс аминирования вели в течение 5 часов. По окончании выдержки приоткрывали запорное устройство на нижнем штуцере и отбирали пробу на спектральный анализ, запорное устройство закрывали.
Убедившись по появлению полосы поглощения в области 760-8 Юнм, что аминирование успешно прошло, выключали привод мешалки, автоклав охлаждали до комнатной температуры и выгружали из него реакционную массу через нижний штуцер при полностью открытом запорном устройстве. Реакционную массу упаривали на роторном испарителе, подсоединенном к вакуумной сети, с нагреванием наводяной бане. Отгоняли морфолин при остаточном давлении 200-250 мм рт.ст.и температуре в водяной бане 90-95° С до полного прекращения погона.
Сиропообразный остаток из выпарной колбы переносили на вакуумный фильтр (фарфоровая воронка Бюхнера с колбой Бунзена), снабженный двухслойной фильтрующей перегородкой в виде фильтровальной бумаги и бязи. Отфильтровывали жидкую фазу в сетевом вакууме (остаточное давление 0,2-0,3 атм),осадок промывали водой до полного отсутствия в промывной воде ионов хлора.
Промытый осадок в стальной эмалированной кювете помещали в сушильный шкаф исушили при температуре 90° Сдо постоянного веса.
Выход 65,3%. Длинноволновый максимум поглощения в бензоле 797 нм.
Пример 5 получения вещества
В автоклав через загрузочный штуцер загружали 12 г пигмента зеленого фталоцианинового и 500 г пиперазина (коэффициент загрузки 0,8), после чего загрузочный штуцер закрывали заглушкой. Продували автоклав азотом и нагревали его содержимое до температуры 250° С.В процессе нагрева давление в автоклаве постепенно увеличивалось и достигало максимума 25атм при 250° С. Включали привод мешалки и процесс аминирования вели в течение 6 часов. По окончании выдержки приоткрывали запорное устройство на нижнем штуцере и отбирали пробу на спектральный анализ, запорное устройство закрывали.
Убедившись по появлению полосы поглощения в области 760-8 Юнм, что аминирование успешно прошло, выключали привод мешалки, автоклав охлаждали до комнатной температуры и выгружали из него реакционную массу через нижний штуцер при полностью открытом запорном устройстве. Реакционную массу помещали в стеклянную плоскодонную коническую двухлитровую широкогорлую колбу и наливали туда воду. После тщательного перемешивания воду вместе с нерастворившимся веществом выливали на два слоя фильтровальной бумаги, покрьюающих плоское дно воронки Бюхнера. Затем оставшуюся на бумаге массу переносили на вакуумный фильтр (фарфоровая воронка Бюхнера с колбой Бунзена, подсоединённой к техническому вакууму с давлением 0,2-0,3
атм), снабженный двухслойной фильтрующей перегородкой в виде фильтровальной бумаги и бязи. Осадок промывали водой до полного отсутствия в промывной воде ионов хлора.
Промытый осадок в стальной эмалированной кювете помещали в сушильный шкаф исушили при температуре 90° С до постоянного веса.
Выход 31,1%· Длинноволновый максимум поглощения 802нм.
Пример применения вещества при литье поликарбоната
Суперконцентрат в виде гранул поликарбоната, с введённым в него веществом с концентрацией 2 процента по массе, добавлялся в бункер литьевой машины с поликарбонатом марки Макралон для получения полимерных пластин размером 100x100 мм и толщиной 2 мм.Температура цилиндра 290 - 300° С, температура формы 95 С, скорость впрыска 40 см в секунду, давление формования 900 бар, время формования 14 секунд. Получили равномерно окрашенные пластинки оптического качества.
Пример применения вещества при получении полимерной плёнки.
В бункер двухпшекового экструдера с однонаправленным вращением шнеков подавалась смесь из чистого поликарбоната и суперконцентрата со скоростью 10 кг в час, скорость вращения шнеков 200 оборотов в минуту, температура цилиндра экструдера 300° С.
Получили равномерно окрашенный рукав с толщиной плёнки 100 мкм. пригодный для использования.
Claims
1. Вещество с поглощением в ближней инфракрасной области спектра, представляющее собой смесь соединений с разной степени замещения хлора на аминогруппу в хлорированном фталоцианине меди, полученную путём аминирования пигмента фталоцианинового зелёного по крайней мере, одним из следующих соединений взятых в соотношениях от 5 до 120 частей на одну часть пигмента фталоцианинового зелёного по массе: диэтиламином, дибутиламином, пиперидином, морфалином, пиперазином.
2. Способ получения вещества с поглощением в ближней ифракрасной области спектра, заключающийся в аминировании пигмента фталоцианинового зелёного (хлорированный фталоцианин меди), по крайней мере, одним из компонентов из группы взятых в соотношениях от 5 до 120 частей на одну часть пигмента фталоцианинового зелёного по массе:диэтиламин, дибутиламин, пиперидин, морфалин, пиперазинпри температуре от 100 до 300° С и давлении от 5 до 30 атм, проводимом до получения вещества с максимумом поглощения в диапазоне 760-810 нм.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP17741727.6A EP3406670A4 (en) | 2016-01-22 | 2017-01-09 | SUBSTANCE, THE ABSORBENT ELECTROMAGNETIC RADIATION IN THE NEAR INFRARED RANGE OF SPECTRUM, AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016102078A RU2657491C2 (ru) | 2016-01-22 | 2016-01-22 | Вещество, поглощающее электромагнитное излучение в ближней инфракрасной области спектра, и способ его получения |
RU2016102078 | 2016-01-22 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2017126993A1 true WO2017126993A1 (ru) | 2017-07-27 |
Family
ID=59361955
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/RU2017/000004 WO2017126993A1 (ru) | 2016-01-22 | 2017-01-09 | Вещество, поглощающее электромагнитное излучение в ближней инфракрасной области спектра, и способ его получения |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3406670A4 (ru) |
RU (1) | RU2657491C2 (ru) |
WO (1) | WO2017126993A1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2547972A (en) * | 1950-01-10 | 1951-04-10 | Gen Aniline & Film Corp | Hydrocarbon-soluble phthalocyanines |
US20030234995A1 (en) * | 2002-06-12 | 2003-12-25 | Kiyoshi Masuda | Phthalocyanine compound, method for production thereof, and near infrared absorbing dye and near infrared absorbing filter using same |
US20110269952A1 (en) * | 2008-12-31 | 2011-11-03 | Ju-Sik Kang | Copper phthalocyanine compounds and near-infrared absorption filter using the same |
KR20130045800A (ko) * | 2011-10-26 | 2013-05-06 | 야마다 가가쿠 고교 가부시키가이샤 | 프탈로시아닌 화합물, 근적외선 흡수 색소 및 근적외선 흡수재 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0742255B1 (en) * | 1995-05-12 | 2004-04-14 | Ciba SC Holding AG | Colouration of high molecular weight organic materials in the mass with soluble phthalocyanine precursors |
RU2301810C2 (ru) * | 2001-04-17 | 2007-06-27 | Циба Спешиалти Кемикэлз Холдинг Инк. | Смесь металлоценилфталоцианинов, металлоценилфталоцианины, способ их получения, оптический носитель информации |
US7473777B2 (en) * | 2004-03-15 | 2009-01-06 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Method for production of halogen-containing phthalocyanine compound |
WO2017102583A1 (en) * | 2015-12-15 | 2017-06-22 | Polychem Intercorp Ag | Copper phthalocyanine amine derivatives, nir absorption polycarbonate filter and method for the chemical synthesis and use of such derivatives |
-
2016
- 2016-01-22 RU RU2016102078A patent/RU2657491C2/ru not_active IP Right Cessation
-
2017
- 2017-01-09 EP EP17741727.6A patent/EP3406670A4/en not_active Withdrawn
- 2017-01-09 WO PCT/RU2017/000004 patent/WO2017126993A1/ru active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2547972A (en) * | 1950-01-10 | 1951-04-10 | Gen Aniline & Film Corp | Hydrocarbon-soluble phthalocyanines |
US20030234995A1 (en) * | 2002-06-12 | 2003-12-25 | Kiyoshi Masuda | Phthalocyanine compound, method for production thereof, and near infrared absorbing dye and near infrared absorbing filter using same |
US20110269952A1 (en) * | 2008-12-31 | 2011-11-03 | Ju-Sik Kang | Copper phthalocyanine compounds and near-infrared absorption filter using the same |
KR20130045800A (ko) * | 2011-10-26 | 2013-05-06 | 야마다 가가쿠 고교 가부시키가이샤 | 프탈로시아닌 화합물, 근적외선 흡수 색소 및 근적외선 흡수재 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
See also references of EP3406670A4 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2016102078A (ru) | 2017-07-27 |
EP3406670A1 (en) | 2018-11-28 |
EP3406670A4 (en) | 2019-01-23 |
RU2657491C2 (ru) | 2018-06-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1716208B2 (de) | Schwarze perylenpigmente | |
CN102292397B (zh) | 有机黑色颜料及其制备 | |
JPH06184150A (ja) | ペリレン化合物の分子内塩、その製造方法およびその用途 | |
JPH0561277B2 (ru) | ||
JP2003041144A (ja) | 黒色ペリレン系顔料およびその製造方法 | |
RU2657491C2 (ru) | Вещество, поглощающее электромагнитное излучение в ближней инфракрасной области спектра, и способ его получения | |
EP3470467B1 (de) | Methinfarbstoffe zum färben von kunststoffen | |
Carlini et al. | New daylight fluorescent pigments | |
US5028643A (en) | Tetrabenzodiazadiketoperylene pigment | |
EP3508536B1 (de) | Methinfarbstoffe zum massefärben von synthetischen polyamiden | |
JPS6361349B2 (ru) | ||
EP3470472B1 (de) | Neue methinfarbstoffe | |
US3316205A (en) | Colored plastic compositions and colors therefor | |
TWI246526B (en) | Ultraviolet radiation absorbents compositions for thermoplastic polymers and methods of producing same | |
DE2230601C3 (de) | Chinophthalonpigmente und deren Herstellung | |
JP2024501369A (ja) | 近赤外線(nir)透明ニュートラルブラック固溶体顔料 | |
CN110997822B (zh) | 含有呫吨系染料的着色组合物、滤色器用着色剂和滤色器 | |
CN107250285B (zh) | 树脂着色用喹吖啶酮颜料组合物 | |
US4093584A (en) | Process for the mass coloration or whitening of linear polyesters | |
Shamekhi et al. | Crystal phase study of pigment red 254 in the presence of ionic liquids | |
US3615805A (en) | Beta-phase phthalocyanine pigment | |
US4240793A (en) | Preparation of a high-hiding and deeply colored pigmentary form of perylene-3,4,9,10-tetracarboxylic acid bis-(4'-ethoxyphenyl)-imide | |
WO2024110325A1 (de) | Gelbe methinfarbstoffe und deren verwendung zum färben von kunststoffen | |
AU2017335953C1 (en) | Pyrimidoquinazoline pigment, method for manufacturing pyrimidoquinazoline pigment, and pigment colorant | |
WO2024110327A2 (de) | Thermostabile methinfarbstoffe |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 17741727 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 2017741727 Country of ref document: EP |
|
ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2017741727 Country of ref document: EP Effective date: 20180822 |