CH327730A - Verfahren zur Herstellung von Kobaltphthalocyaninzwischenprodukten - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von KobaltphthalocyaninzwischenproduktenInfo
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Description
Verfahren zur Herstellung von Kobaltphthalocyaninzwischenprodukten . In der deutschen. Patentschrift, Nr. 839939 ist die Herstellung neuartiger K.obaltkomplex- verbindungen beschrieben worden, welche als gemeinsaures Kennzeichen rotorange bis bräun lichgelbe Farbe aufweisen und welche bei der Einwirkung reduzierender Mittel - zum Teil schon bei Raumtemperatur - leicht. in Kobalt phtlralocy anin überführbar sind.
In der deut schen Patentschrift Nr.855710 ist eine Ver besserung des Herstellungsverfahrens besehrie- ben, die durch die Mitverwendung von Am monnitrat. als Oxydationsmittel gekennzeich net ist.
Kobaltkomplexverbindungen mit grund- sätzlich gleichem Verhalten sind auch in der deutschen Patentschrift. Nr.914250 sowie in den Schweizer Patenten Nrn. 297833, 303660, 30605\? und. 306237 beschrieben.
Sie können, wie dort beschrieben, aus Kobaltphthalocyanin durch Einwirkung von Oxydationsmitteln, wie Salpetersäure oder aus Kobaltphthalocyanin und 1-Amino-3-imino-isoindoleninnitrat erhal ten werden; ebenso sind sie auch durch Er hitzen von 1.-Amino-3-imino-isoindolenin mit 1- Amino-3-imino-isoindolenin-Nitrat.und. Kobalt chlorid erhältlich.
In der genannten deutschen Patentschrift ist ferner beschrieben, dass ein gelber Kobaltkomplex, welcher 4 Isoindolenin- reste auf 1 Kobaltatom enthält, durch Ein wirkung von 1-Amino-3-imino-isoindolenin in einen andern. Kobaltkomplex übergeführt wer- den kann, welcher 40 C-Atome auf 1 Co-Atom enthält (d. h. fünf 3-Imino-isoindoleninreste im Komplex enthält).
Die Entstehungsart dieser Kobaltkomplexe, ihr chemisches und physikalisches Verhalten, insbesondere der Seichte Übergang in Kobalt- phthalocyanin, sowie die Ergebnisse einer gro ssen Zahl von Analysen der verschiedenen Ab wandlungsformen dieser Komplexe werden am bersten verständlich, wenn man annimmt, dass ihnen ein gemeinsames Bauprinzip zu grunde liegt. Wahrscheinlich handelt es sich in allen Fällen um Komplexe mit.
koordinativ 6wertigem Kobalt, in denen der Phthalo- . cyaninring in irgendeiner Form vorgebildet ist und die im folgenden als Phthalocyano- kobaltkomplexe bezeichnet werden.
In den deutschen Patentschriften Num mern 861300 und 899698 ist die Verwendung . solcher Kobaltkomp,lexe, die in alkalischen Mitteln löslich sind, für die Textilfärberei und Druckerei beschrieben.
Es wurde nun gefunden, dass man für den gleichen Zweck gut. geeignete Kobaltphthalo-, cyanin-Zwischenprodukte erhalten kann, wel che in verdünnter Essigsäure löslich sind, wenn man in alkalischen Mitteln lösliche Phthalocy anin-Kobaltkomplexe durch Umset- zung mit Polyaminen in in verdünnter Essig-, säure lösliche Phthalocyanin-Kobaltzwischen- produkte überführt.
Die Umsetzung mit den Polyaminen kann durch kurzes Verrühren oder Erwärmen zweckmässig in einer An- schlemmung der komplexen Kobaltv erbin- dungen in Methanol, Aeet:on usw. evtl. in Ge genwart von Alkalien durchgeführt werden. Als Polyamine können z. B. Äthylendiamin, Diäthylentriamin und andere Polyamine, wie sie in den Beispielen beschrieben sind, ver wendet werden.
Die so erhältlichen Zwischenprodukte ent wickeln sich, wenn sie in schwach saurer Lö- sung auf die Faser oder allgemein auf Sub strate gebracht werden, durch Einwirkung von Reduktionsmitteln, zum Teil auch schon durch Erwärmen allein, leicht zu tiefblauen Färbun gen oder Drucken von hervorragend guter Wasch- und Lichtechtheit.
Diese basischen, komplexen Kobaltverbin- dingen besitzen gegenüber den oben erwähn ten bekannten Verbindungen den Vorteil, dass man mit ihnen haltbare Färbe- oder Drack- präparate herstellen kann, welche sich auch zum Klotzen von Faserstoffen eignen. Ausser dem kann die Fixierung der Farbstoffe nicht nur im Neutraldampf, sondern auch im Säure dampf erfolgen.
Beispiel <I>1</I> Man erhitzt eine Mischung von Gewichts teilen Pht.halsäureanhydrid, 60 Gewichtsteilen Harnstoff, 12 Gewichtsteilen wasserfreiem Kobaltchlorid, 8,2 Gewichtsteilen Ammonium nitrat und 0,1 Gewichtsteilen Ammonium- molybdat in 120 Gewichtsteilen Nitrobenzol unter Rühren zunächst 1 Stunde auf 140 und dann so lange auf 160 bis 170 ,
bis neben den blaxien Nadeln des Kobaltphthalocyanins die braungelben Kristalle,der komplexen Kobalt verbindung erscheinen.
Anschliessend rührt man 1 Stunde bei 170 , 1 Stunde bei 180 und etwa 2 bis 3 Stunden bei 200 bis 205 , bis die blauen Kristalle des Kobaltphthaloeyanins wieder verschwunden sind. Man lässt dann die Schmelze erkalten, verdünnt mit Methanol, saugt die gelbbraunen, derben Kristalle der komplexen Kobaltver- bindung ab, wäscht mit Methanol und Wasser und trocknet.
Man erhält etwa 42 Gewichts- teile eines gelbbraunen, in alkalischen Mitteln löslichen Phthalocyanokobaltkomplexes.
1 Gewichtsteil dieses Komplexes wird mit 6 Gewichtsteilen Methanol und 1 Gewichtsteil Äthylendiamin unter Rühren 10--20 Minuten zu gelindem Sieden erhitzt, bis eine Probe in verdünnter Essigsäure leicht löslich ist. Nach dem Erkalten wird das R.eaktions.pro- dukt abgesaugt, mit Methanol und Wasser ge- waschen und Man erhält in vor züglicher Ausbeute einen bräunlich bis orange gelben,
gut kristallisierten Körper, -welcher sich leicht in verdünnter Essigsäure löst, eine gewisse Affinität zui pflanzlichen, tierischen und synthetischen Fasern zeigt und auf Zu satz von Reduktionsmitteln, z. B. Natrimu- hyposulfit, rasch Kobaltphthalocyanin bildet.
Beispiel In eine Mischung von \? Gewichtsteilen eines aliphatischen Polyamins mit 0,6 Ge wichtsteilen ATethanol trägt man unter Rühren bei 10-15 1 Gewichtsteil des im Beispiel 1 als Ausgangsprodukt verwendeten Kobaltkomple- xes ein und rührt bei dieser Temperatur etwa 1/,1 bis 1/2 Stunde.
Dann lässt man noch etwa 5 Gewichtsteile 341ethanol langsam zufliessen, rührt 1/.1 bis 1% Stunde weiter, saugt das Um setzungsprodukt ab und verfährt weiter wie in Beispiel 1.
Man erhält meistens in fast quantitativer Ausbeute die gelb- bis rötlichorangebraunen Umsetzungsprodukte der komplexen Kobalt verbindungen mit den Polyaminen.
Als Poly amine können beispielsweise verwendet. wer den: Äthylendiamin, Diäthylentriamin, Hexa- methylendiamin, y,y' -Diaminopropylmethyl- amin, 1-Amino-3-dimeth@-laminopropan, 1-Di- äthylamino-4-amino-n-perrtan oder a. m.
Alle diese Polyamine liefern Umsetzungsprodukte, die sich leicht in verdünnter E < < sigsäLire lösen und zur Erzeugung von Färbungen oder Drucken verwendet werden können.
Die Herstellung von Klotzlösungen bzw. Druckpasten kann zwecks besserer Entwick- Ring und Fixierring der Farbstoffe- unter Zuhilfenahme von Reduktions- und Lösungs mitteln erfolgen.
<I>Beispiel 3</I> 2 Gewichtsteile einer basischen, komplexen Kobaltverbindung .gemäss Beispiel 1 oder 2 werden mit 10 Gewichtsteilen eines Lösungs- mittelgemisches, welches, 428 Clewichtsteile Formamid, 100 Gewichtsteile Thiodiglykol, 1.15 Gewichtsteile Diglykol, 7 2 Gewichtsteile Glycerin und 28.5 Gewichtsteile Glykomonomethyläther in 7000 Gewichtsteilen enthält, angerührt.
Dann gibt man 5 Gewichtsteile Eisessig oder Amei sensäure zu und füllt mit Wasser auf 100 Gewichtsteile auf.
Mit dieser Lösung kann Baumwolle, Vis- kosereyon, Lavabelseide oder Zellwolle ge klotzt. und nach einer kurzen Zwischentrock nung bei 40-70 neutral oder sauer gedämpft oder auch eine kurze Zeit auf 100-150 er hitzt werden. Anschliessend kann zur vollstän digen Entwicklung des Farbtones etwa.
5 bis 10 Minuten mit verdünnter, natrium- bisulfithaltiger Ameisensäure (20 g Ameisen säure und 1-5g Natriumbisulfitlösung von 40 B6 im Liter) auf etwa 90 erhitzt, gespült und geseift werden. Besonders schöne Aus färbungen erhält man, wenn man die Ware vor oder während des Seifens kurze Zeit mit verdünnter Natronlauge und Glukose (je 1 bis 2 g im Liter) behandelt.
In ähnlicher Weise wie oben beschrieben, lassen sich durch Zugabe von in der Zeugdruckerei üblichen Verdickungsmitteln haltbare Druckpasten her stellen. In vielen Fällen, z. B. beim Bedrucken von Baumwohle oder Lavabelseide, kann man auch ohne organische Lösungsmittel arbeiten, wobei es vorteilhaft sein kann, Gemische von .Ameisensäure und Essigsäure oder andern Säuren zu verwenden.
Als druckverstärkende Zusätze, namentlich beim Druck von Zellwolle oder Viskoseseide, haben sich neben Harn stoff bzw. Thioharnstoff und ihren Derivaten besonders Halogencarbonsäuren und deren funktionelle Derivate, Aldehyde, z.
B. Para- formaldehyd, Paraa.eet.ataldehyd, Chloralhy- drat, Benzaldehyd oder Furfurol, aromatische Oxyverbindungen, insbesondere Hydrochinon, Resorcin oder Brenzkat.echin, fernem Ketone, Lactame, Lactone und ähnliche Verbindungen, z.
B. Caprolaetam, y-Butyrola:cton, Pyrrolidon und a. m. oder Gemische derselben bewährt.
Mit diesen Mitteln lassen sich kräftige Aiwfärbungen oder Drucke von Kobaltphthalo- cyaninen auf Faserstoffen erzeugen, welche durch einen schönen, klaren Farbton und her- ; vorragende Echtheitseigenschaften ausgezeich net sind.
<I>Beispiel 4</I> 1 Gewichtsteil eines in alkalischen Mitteln löslichen Phtha.locyano-kobaltkomplexes (Her- , stellung siehe unten) wird mit 5 Teilen reinem (keine reduzierend wirkenden Verunreinigun- gen enthaltenden) Eisessig verrührt und die bei schwachem Erwärmen klare tieforange gefärbte Lösung kurz zum Sieden erhitzt. , Hierbei scheidet sich ein schwerlöslicher Ko- baltkomplex, der Essigsäure in festgebundener Form enthält, ab.
Dieser in Eisessig unlös liche Komplex wird. mit 8 Gewichtsteilen Methanol verrührt, und, bei Raumtemperatur wird so lange 35-40 % ige Natronlauge zu getropft, bis eine klare orangebraune Lösung vorliegt. Man versetzt nun mit 0,5 Gewichts teilen Äthylendiamin und erwärmt zum Sie den.
Der sich hierbei in hell rötlichbraunen Nädelchen abscheidende basische Komplex wird abgesaugt, mit iVlethanol gewaschen und bei 80 getrocknet. Ausbeute etwa 1 Gewichts teil. Das so erhaltene Produkt ist in kalter 5 % iger Essigsäure klar gelblöslich und färbt j Baumwolle gelb an.
Beim Eintauchen der ab gequetschten Färbung in eine wässrige sodar alkalische Ilydrosrdfitlösung entwickelt sich sofort eine tiefblaue Färbung von Kobalt- phtha'locyanin. In gleicher Weise können auch , Wolle oder Seide gefärbt werden.
Der als Ausgangsmaterial verwendete Ko- baltkom:plex kann nach folgendem, in der deutschen Patentschrift. Nr.839939 beschrie benen Verfahren erhalten werden: Man lässt < .
bei 170-180 148 Teile Phthalsäureanhydrid, 240 Teile Harnstoff, 40 Teile Ammonnitrat, 32,5 Teile wasserfreies Kobaltchlorid und 0,3 Teile Ammoniummolybdat. in 200 ein-' Nitro benzol 5 bis 6 Stunden rühren, kühlt dann s auf unter 50 ab, verdünnt mit Methanol und saugt, ab. Nachdem mit.
Methanol gewaschen und dann getrocknet wurde, erhält man ein Gemisch, das etwa 25% Kobaltphthalocyanin und 751/o eines leicht in Eisessig löslichen Phthaloeyanokobaltkomplexes enthält. Die Trennung erfolgt am einfachsten durch Ver rühren der Mischung mit Eisessig bei 30 bis 40 .
Nach dem Absaugen verbleibt reines Ko- baltphthaloeya.nin als Rückstand, während die gelborangefarbige Eisessiglösung durch Er wärmen auf 80-110 dien oben beschriebenen, sehwerlöslichen Acetat -Komplex abscheidet.
Die Trennung von Kobaltphthalocyanin und dem gelben Komplex kann aber auch quantitativ durch Extraktion mit Methylen- ehlori,d im Soxlethapparat erfolgen. Die Be endigung der Extraktion wird am farblosen Ablauf erkannt.
Im Rückstand verbleibt Ko- baltphthaloeyanin, während der Phthalocyano- i kohalt-komplex teils in rotorangefarbenen, der ben Rhomben aus der Methylenchloridlösung kristallisiert, teils in einer andern, in Methy- lenchlorid leichtlöslichen Form anfällt.
Beide Formen geben mit Eisessig erwärmt den sehwerlöslichen Aeetatkomplex, welcher sich in Methylalkohol auf Zusatz von Natronlauge löst und sich mit Polyaminen leicht umsetzt. Der in Eisessig leicht lösliche Komplex bleibt in Methanol auf Zusatz von Natronlauge un i gelöst und setzt sich auch mit Äthylendiamin schlecht um.
Seine Zusammensetzung ent spricht laut Analyse der Summe aus 1 Mol Kobaltphthaloeyanin, 1 Mol 1-Amino-3-imino- isoindolenin, 1 Mal Ammoniak und 1 Mol Wasser; er ist jedoch halogenfrei.
Beispiel <I>5</I> 60 GewichtsteileiNitrobenzol, 5,71 Gewichts teile Kobaltphthalocyanin und 4,44 Gewichts teile 1- Amino-3-imino-isoindolenin-nitrat wer den etwa 2 bis 3 Stunden auf 200-210 er hitzt, bis die blauen Nadeln des Kobalt- phthalocyanins verschwunden sind. Nach dem Abkühlen saugt man ab und wäscht mit Aee- ton und Ligroin nach.
Man erhält 6,25 Ge wichtsteile eines schwerlöslichen, in alkalischen Mitteln löslichen Kobaltphthaloeyanin-Zwi- schenproduktes. 1 Gewichtsteil dieses Produktes wird in 10 Gewichtsteile Methanol mit. 1 Gewichtsteil Äth :ylen.diamin und etwa 40 % iger Natron- lauge auf 50 erwärmt.. Es erfolgt rasch völlige Lösung mit tief gelbbrauner Farbe.
Wird diese Lösung zum Sieden erhitzt, so scheidet sich innerhalb weniger Minuten ein hell. bräun lich-orange-gelber, kristallisierter, basischer Komplex ab. Ausbeute nach Absaugen, Wa- sehen mit Methanol (worin der Komplex prak tisch unlöslich ist) und Trocknen etwa 1-,05 Gewichtsteile. Dieses Produkt ist. in kalter 5%iger Essigsäure klar mit gelber Farbe löslich. Die Lösung gibt auf Zusatz starker Reduktionsmittel, wie z.
B. Hydrosulfit, schon bei Raumtemperatur, mit schwächeren Reduk tionsmitteln, wie z. B. Sulfit, bei schwachem Erwärmen eine nahezu quantitative Abschei- dung von Kobaltphthaloey anin. Die analy tische Zusammensetzung entspricht etwa der Summenformel C421135N"0"Co mit einem Mol- gewicht von etwa 81.2.
<I>Beispiel 6</I> Behandelt man 1 Gewichtsteil des aus 1 Aznino-3-imino-isoindolenin, 1-Amino-3-imino-_ isoindol#enin-nitrat und Kobalteblorid in Nitro benzol bei 180 hergestellten, in alkalischen Mitteln löslichen Kobaltkomplexes in Illethanol in Gegenwart.
von etwas Natronlauge, wie im vorigen Beispiel angegeben, mit Ät.hylendi- amin, so erhält man in guter Ausbeute einen basischen Koba.ltkomplex, der in 5 % iger wäss- riger Essig- oder Ameisensäure gut, löslich ist.. Dieser Komplex ist seinem Verhalten nach mit dem im vorigen Beispiel beschriebenen identisch.
<I>Beispiel i</I> Nach folgender Vorschrift kann ein in 5 % iger Essigsäure gat löslicher Phthalocyano- kobaltkomplex auch in einer Stufe hergestellt werden.
Eine Mischung von 5000 Gewichtsteilen Phthalsäureanhy drid, 6300 Gewichtsteilen Harnstoff, 1000 Gewichtsteilen Kobaltehlorid, 800 Gewichtsteilen Ammonnitrat und 10 Ge wichtsteilen Ammoniummolybdat:
werden in <B>10000</B> Gewichtsteilen Nitrobenzol unter Durch- leiten eines Luft- oder Stickstoffstromes von 40 000--50 000 Volumteilen pro Stunde und un ter Rühren und Rüekflusskühlung so lange auf l78-182 erwärmt., bis bei mikroskopischer Prüfung keine dunklen Koba1tphthalocyanin- nadeln, mehr sichtbar sind. Gesamtdauer des Erhitzens etwa 12 bis 16 Stunden.
Das End- volumen der hell orangebraunen Suspension, die den in alkalischen Mitteln löslichen Phthalo- eyaninhomplex enthält, beträgt 8000-9000 Volumteile.
Nach Abkühlen der Suspension auf 7011 wird mit 25 000, Gewichtsteilen Methanol ver dünnt, auf 28 gekühlt und 1200 Volumteile 45 % ige Natronlauge zugesetzt. Die Tempera- tur steigt- dabei auf 35 an.
Nach weiterem Rühren während 15 bis 20 Minuten werden 2000 Volumteile 73 % iges Ät.hy lendiamin zu- gesetzt.. Der Äthylendiaminkom.plex scheidet sich aus der zunächst klaren braunen Lösung beim anschliessenden Erwärmen auf 55-60 kristallisiert. ab. Die Abscheidung ist inner halb einer Stunde beendet.
Eine abfi:ltrierte Probe ist in 5%iger Essigsäure löslich. Man saugt nun bei 30 ab und wäscht zur Ent fernung des Nitrobenzols erst. mit. Methanol, dann mit Wasser und trocknet anschliessend bei 70-80o. Ausbeute etwa. 4700 Gewichtsteile. Das Produkt. eignet sich, wie in den Beispielen 1-3 näher angegeben ist, zum Färben und Bedrucken von Textilfasern aus wässizger Lö sung.
Beispiel <I>8</I> Zur Umsetzung mit Äthylendiamin gemäss Beispiel 1 wird ein Phthalocy ano-kobaltkom- plex verwendet, welcher nach folgendem Ver fahren hergestellt wurde:
148 Gewichtsteile Phthalsäureanhydrid, 240 Gewichtsteile Harnstoff, 40 Gewichtsteile was- serfreies Kobalt (II)-chlorid und 12 Gewichts teile Titantet.rachlorid werden innerhalb einer Stunde unter Rühren auf 160 erwärmt und während 3 Stunden bei dieser Temperatur verrührt.
Dann setzt man zum Umsetzungs gemisch 25 Gewichtsteile Ammonnitrat z.i und verrührt weitere 3 Stunden bei 180 , dann noch etwa 11/2 Stunden bei 200-205 , bis die mikroskopische Prüfung einer Probe keine dunklen, Nadeln von Kobaltphthalocyaiiin mehr zeigt.
Es liegt nunmehr eine bräunlichgelbe Suspension vor, welche nach Abkühlung auf 90 mit 700 Vo:lumteilen Methanol verdünnt., bei 30 abgesaugt und anschliessend mit Me thanol gewaschen wird. CxeringeMengenPhthal- imid können durch kurzes Verrühren mit 5 % iger wässriger Natronlauge, Absaugen und Waschen mit Wasser entfernt werden.
Aus beute nach Trocknen bei 90 etwa 130 Ge- wiclitsteile eines hell bräunlichgelben fein kristallinen Pulvers, das beim Verrühren mit Methanol unter Zusatz von 40%iger Natron- lauge mit tief gelbbrauner Farbe in Lösung geht.
Der aus dieser Lösung beim Erwär men mit Ät.hylencliamin auskristallisierende Pht-haloeyanoä,thylend'iam.in-komplex ist. nach den Eigenschaften zu ;schliessen identisch mit dem nach Beispiel 1- erhaltenen;
er ist in 5%iger Essigsäure leicht löslich und seine analytische Zusammensetzung entspricht nach Trocknen bei l00 - der Summe von 1. Mol Kobaltphth@alocyanin, 1 Mol 1-Amino-3- imino-isoind'olenin, 1 Mol Äthylendiamin und 2 DIol H ?0.
Claims (1)
- PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur Herstellung von Kob all phthalocyaninzwisehenprodukten, dadurch ge kennzeichnet, dass man in alkalischen Mitteln lösliche Phthalocyanin-Kobaltkomplexe durch Umsetzung mit Polyaminen in in verdünnter Essigsäure lösliche Phthalocyaninkobalt-Zwi- schenpro,dukte überführt. Il. Verwendung der nasch dem Verfahren des Patentanspruches I hergestellten Kob-alt- phthalocyanin-Zwischenprodukte zur Herstel lung beständiger Färbe- oder Druckpräparate.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE327730X | 1952-10-11 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CH327730A true CH327730A (de) | 1958-02-15 |
Family
ID=6185267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CH327730D CH327730A (de) | 1952-10-11 | 1953-10-09 | Verfahren zur Herstellung von Kobaltphthalocyaninzwischenprodukten |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CH (1) | CH327730A (de) |
-
1953
- 1953-10-09 CH CH327730D patent/CH327730A/de unknown
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