CH329380A - Verfahren zur Herstellung lösungsmittelstabiler alpha-Formen von Kupferphthalocyanin - Google Patents
Verfahren zur Herstellung lösungsmittelstabiler alpha-Formen von KupferphthalocyaninInfo
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Description
Verfahren zur Herstellung lösungsmittelstabiler alpha-Formen von Kupferphthaloeyanin Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung lösungsmittelsta- biler alpha-F'ormen von Kupferphthalocyanin.
Von den verschiedenen Modifikationen des Kupferphthalocyanins hat sieh bekanntlich die sogenannte alpha-Modifikation als die farbstärkste erwiesen. Diese alpha-Modifika- tion ist jedoch im allgemeinen nicht lösungs- mittelstabil, das heisst, sie wandelt sieh in Gegenwart der in der Lackindustrie gebräuch- liehen Lösungsmittel wie Benzol, Toluol und Xylol mehr oder weniger rasch in die kolo ristisch weniger wertvolle beta-Modifikation um.
Die zur Behebung dieses Nachteils bisher vorgeschlagenen Wege sind teilweise sehr um ständlich und im allgemeinen unzuverlässig.
Es wurde nun gefunden, dass man in ein facher Weise lösungsmittelstabile alpha-For- men von Kupferphthalocyanin erhält, wenn man einerseits unsubstituierte Kupferphthalo- cyanine und anderseits substituierte Kupfer phthalocya,nine, die im Molekül 1 bis 4 nega tive Substituenten in der 4-Stellung der Ben- zolkerne aufweisen, in einem solchen Mengen verhältnis,
dass jeweils einer der negativen Substituenten auf 1 bis 8 Moleküle des Ge misches der unsubstituierten und substituier ten Kupferphthaloeyanine entfällt, in konzen- trierter Schwefelsäure löst und durch Ein giessen in heisses Wasser und Aufarbeiten des Niederschlages das lösungsmittelstabile.Farb- stoffgemisch gewinnt.
Als negative Substituenten in den stabili sierenden Kupferphthaloeyaninen sind bei spielsweise Chloratome oder Nitrogruppen zu nennen; so sind zum Beispiel 4-Chlor-, 4,4'- Dichlor-, 4,4',4"-Trichlor-, 4,4',4",4!"-Tetra- chlorkupferphthalocyanin und ebenso die ent sprechenden Nitroverbindungen geeignete Sta bilisatoren.
Die Nuance des nach dem erfin dungsgemässen Verfahren erhaltenen, lösungs- mittelstabilen Farbstoffes ist bei der beschrie benen gemeinsamen Verarbeitung unsubsti- tuierter Kupferphthalocyanine und der er wähnten Mengen als Stabilisatoren wirkender,
negative Substituenten tragender Kupfer- phthalocyanine die gleiche wie beim unsubsti- tuierten Kupferphthalocyanin. Die daraus hergestellte alpha-Modifikation ist aber sogar gegen mehrstündiges Kochen mit Benzol, To luol und Xylol stabil.
Geeignete Mischungen von Kupferphthalo- cyanin und Stabilisator können durch ein faches Mischen des unsubstituierten Kupfer- phthalocyanins und des Stabilisators oder durch Erhitzen passender Mengen von Phthal- säure und 4-Chlor- oder 4-Nitrophthalsäure, wie bei der Herstellung von Phthalocyanin bekannt, hergestellt werden.
Die in den Beispielen genannten Teile sind Gewichtsteile.
Beispiel <I>1</I> 100 Teile Phthalsäureanhydrid werden mit 6 Teilen 4-Chlorphthalsäureanhydrid, 180 Tei len Harnstoff, 21 Teilen Kupfer(I)-chlorid, 1,5 Teilen Molybdänsäure und 500 Teilen Tri- ehlorbenzol unter Rühren zunächst 2 Stunden auf 160 C und dann weitere 4-5 Stunden auf 200 C erhitzt. Der entstandene Farbstoff wird abgesaugt, durch Abblasen mit Wasser dampf oder Waschen mit Methanol vom Tri- chlor- bzw.
Nitrobenzol befreit, durch Aus kochen mit verdünnter Salzsäure gereinigt, gut mit heissem Wasser gewaschen und schliess lich getrocknet. Die Ausbeute beträgt 94 Teile.
Zur Umwandlung in die alpha-Form löst man den Farbstoff in 1000 Teilen konzentrier ter Schwefelsäure, rührt die Lösung in 16 000 Teile heisses Wasser ein, saugt ab, wäscht, trocknet und mahlt. Man erhält 92 Teile eines weichen, lockeren Pulvers mit einem Chlor- gehalt von 1,4 %, das auf Grund der Röntgen- spektren vollständig aus alpha-Form besteht.
Nach zweistündigem Kochen in Benzol ent- hält der Farbstoff noch 60 % alpha-Form neben 40 % beta-Form und ist in dieser Zusammensetzung als Pigmentfarbstoff un brauchbar.
Der in gleicher Weise unter Mut verwendung von 3-Chlor- an Stelle von 4- Chlorphthalsäure hergestellte, ebenfalls in die alpha-Form umgewandelte Farbstoff geht beim Kochen mit Benzol vollständig in die beta-Form über.
<I>Beispiel 2</I> Man verwendet zur Herstellung des Farb stoffes 12 Teile 4-Chlorphthalsäure, das heisst die doppelte Menge wie im Beispiel 1, und. verfährt im übrigen genau so, wie dort an gegeben.
Der in die alpha-Form verwandelte Farb stoff enthält 1,9 0/0 Chlor. Nach zweistündigem Kochen in Benzol liegen noch 90 % in der alpha-Form vor, während nur 10 0/0 in die beta-Form umgewandelt sind;
nach zweistün digem Kochen mit Xylol ist der Gehalt an alpha-Form noch 80 % und die Farbstärke praktisch unverändert.
Der mit den gleichen Mengen 3-Chlor- phthalsäure hergestellte Farbstoff ist nach zweistündigem Kochen mit Benzol oder Xylol vollständig in die farbschwache beta-Form umgewandelt.
<I>Beispiel 3</I> 115 Teile unsubstituiertes Kupferphthalo- cyanin und 61 Teile 4 - Monochlorkupfer- phtlialocyanin werden unter Rühren in 1700 Teilen konzentrierter Schwefelsäure gelöst. Nach 4 Stunden rührt man die Lösung in <B>27500</B> Teile heisses Wasser ein, saugt den Farbstoff ab und wäscht, trocknet und mahlt ihn in üblicher Weise. Man erhält 165 Teile eines farbstarken blauen Pulvers mit 2,0211/o Chlorgehalt, das aus reiner alpha-Form be steht.
Nach zweistündigem Kochen in Xylol hat er noch praktisch die gleiche Farbstärke; die Röntgenanalyse erweist, dass er dann noch 80 % alpha- und nur 20 % beta-Form enthält.
Das entsprechend mit Hilfe von 61 Teilen 3 - Chlor- statt 4 - Chlorkupferphthalocy anin hergestellte Produkt ist nach zweistündigem Kochen mit Benzol vollständig in die beta- Form umgewandelt und farbschwach gewor den.
<I>Beispiel 4</I> Man verwendet bei der Arbeitsweise des Beispiels 3 an Stelle des 4-Monochlorkupfer- phthalocyanins 4,4'-Dichlor-, 4,4',4"-Trichlor- oder 4,4',4",4"'-Tetrachlorkupferphthalocya- nine und entsprechend grössere Mengen un- substituiertes Kupferphthaloeyanin, so dass im Durchschnitt maximal je ein Chloratom auf jedes Farbstoffmolekül entfällt.
Man verwen det also zum Beispiel 286 Teile unsubstituier- tes Kupferphthalocy anin und 64 Teile 4,4'-Di- chlorderivat, oder 460 Teile unsubstituierten Farbstoff und 68 Teile 4,4',4"-Trichlorderivat bzw. 633 Teile unsubstituierten. Farbstoff und 71 Teile 4,4',4",4"'-Tetrachlorderivat. In allen Fällen erhält man Produkte von ähnlich guten Eigenschaften, während die entsprechenden, in Stellung 3 chlorierten Produkte nicht lösungsmittelstabil sind.
Beispiel <I>5</I> 162 Teile 4-Chlorphthalonitril, 1408 Teile unsubstituiertes Phthalonitril, 450 Teile Kup- fer(I)elilorid, 1.1000 Teile Nitrobenzol und 85 Teile Pyridin werden 4-5 Stunden auf 180-200 C erhitzt.
Man erhält bei der Auf arbeitung gemäss Beispiel 1 zunächst 1650 Teile eines in feinen Nädelchen kristallisier ten Farbstoffes, der durch Lösen in der zehn- faehen Menge konzentrierter Schwefelsäure, Ausfällen mit heissem Wasser, Auswaschen, Trocknen und Mahlen. in die alpha-Form um- gewandelt wird. Diese enthält 2,0-2,2% Chlor und ist gegen Kochen mit Xylol sehr gut beständig.
Der analog unter Mitverwen- dung von 3-Chlorphthalonitril hergestellte Farbstoff dagegen erweist sich als lösungs- mittelunbeständig.
Die folgende Tabelle zeigt die Wirkung mehrerer Chlorsubstituenten bzw. die anderer vierständiger Substituenten, wobei jeweils die nach dem Kochen mit Benzol bzw. Xylol, durch Röntgenanalyse ermittelten. Mengen an alpha- und beta-Form angegeben und die Un terschiede zur Wirkung des gleichen Substi- tuenten in 3-Stellung angegeben sind.
EMI0003.0035
Chlorgehalt <SEP> Nach <SEP> Nach
<tb> Phthalsäureanhydrid <SEP> bzw. <SEP> zusätzlicher <SEP> 2stündigemKochen <SEP> 2stündigemKoehen
<tb> kondensiert <SEP> mit: <SEP> Stickstoffgehalt <SEP> in <SEP> Benzol <SEP> in <SEP> Xylol
<tb> 3,6-Diehlorphthalsäureanhydrid <SEP> 1,9 <SEP> /o <SEP> Cl <SEP> 100 <SEP> % <SEP> beta <SEP> 100 <SEP> % <SEP> beta
<tb> 4,5-Dielilorphthalsäureanhydrid <SEP> 2,0 <SEP> % <SEP> Cl <SEP> 60 <SEP> % <SEP> alpha <SEP> + <SEP> 30 <SEP> /o <SEP> alpha <SEP> +
<tb> 40% <SEP> beta <SEP> <B>70%</B> <SEP> beta
<tb> 3-Chlorphthalsäilreanhydrid <SEP> + <SEP> 1,8 <SEP> % <SEP> Cl <SEP> 401/o <SEP> alpha <SEP> + <SEP> 20 <SEP> /o <SEP> alpha <SEP> +
<tb> 4-Chlorphthalsäureanhydrid <SEP> 60% <SEP> beta <SEP> <B>801110</B> <SEP> beta
<tb> Tetrachlorphthalsäureanhydrid <SEP> 2,
8 <SEP> % <SEP> Cl <SEP> <B>501/a</B> <SEP> alpha <SEP> + <SEP> 301/o <SEP> alpha <SEP> +
<tb> 50% <SEP> beta <SEP> 70% <SEP> beta
<tb> 3-Nitrophthalsäure <SEP> 0,6 <SEP> % <SEP> N <SEP> 501/o <SEP> alpha <SEP> + <SEP> 301/o <SEP> alpha <SEP> +
<tb> 50% <SEP> Beta <SEP> 701/o <SEP> Beta
<tb> 4-Nitrophthalsäure <SEP> 0,5 <SEP> % <SEP> N <SEP> 901/o <SEP> alpha <SEP> + <SEP> 70% <SEP> alpha <SEP> +
<tb> <B>100/a</B> <SEP> beta <SEP> 30(1/o <SEP> Beta
Claims (1)
- PATENTANSPRTJCTI Verfahren zur Herstellung lösungsmittel- stabiler alpha-Formen von Kupferphtha.lo- cyanin, dadurch gekennzeichnet, dass man einerseits unsubstituierte Kupferphthalocya- nine und anderseits substituierte Kupfer- phthalocyanine,die im Molekül 1 bis 4 nega tive Substituenten in der 4-Stellung der Ben- zolkerne aufweisen, in einem solchen Men- genverhältnis, dass jeweils einer der negativen Substituenten auf 1 bis 8 Moleküle des Gemi sches der unsubstituierten und substituierten Kupferphthalocyanine entfällt, in konzentrier ter Schwefelsäure löst und durch Eingiessen in heisses Wasser und Aufarbeiten des Nieder schlages das lösungsmittelstabile Farbstoff gemisch zurückgewinnt.
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