CH366108A

CH366108A - Procédé de fabrication de colorants azoïques polysiloxaniques

Info

Publication number: CH366108A
Application number: CH5889858A
Authority: CH
Inventors: Leroy Bailey Donald; Marston Pike Ronald
Original assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1957-04-29
Filing date: 1958-04-29
Publication date: 1962-12-15
Also published as: US2927839A

Description

Procédé de fabrication de colorants azoïques polysiloxaniques
La présente invention concerne la préparation de colorants azoïques polysiloxaniques.

Lesdits colorants azoiques contiennent des motifs qui peuvent être représentés par la formule générale suivante:
EMI1.1
dans laquelle R est le reste d'un agent de copulation aromatique, tel que par exemple les radicaux phényle, naphtyle, antraquinolyle ou pyrazolyle; Ar représente un radical arylène tel qu'un radical phénylène, éventuellement substitué; n est un nombre entier compris entre 0 et 8, et de préférence entre
O et 4; Y représente un radical alcoyle tel qu'un radical méthyle, éthyle, propyle, etc. ; et (b) est un nombre entier compris entre O et 2.

Les substituants de Ar peuvent être des radicaux alcoyle, des radicaux alcoxy, etc. Parmi les substituants qui peuvent être fixés au radical R, on peut citer les halogènes, les radicaux hydroxy, alcoxy, alcoyle, sulfo, sulfonamide, arylazo non substitué, arylazo substitué, phényle, nitro, acylamino.

Ces colorants sont obtenus par diazotation en milieu aqueux ou en milieu organique pratiquement anhydre, d'un aminoarylalcoxysilane de formule générale:
EMI1.2
dans laquelle Ar, Y et n ont la signification indiquée ci-dessus ; X représente un radical alcoxy, tel qu'un radical méthoxy, éthoxy, propxy, etc., m est un nombre entier compris entre O et 2, et copulation du sel de diazonium obtenu avec un agent de copulation aromatique, le ou les radicaux alcoxy X étant soumis à une hydrolyse avant ou pendant la diazotation si on diazote en milieu aqueux, ou après la diazotation si on diazote dans un milieu organique pratiquement anhydre.

La diazotation de l'aniinoarylalcoxysilane est effectuée dans un milieu organique anhydre ou un milieu aqueux. Pour préparer le sel de diazonium dans un milieu aqueux (Processus A), on peut dissoudre l'aminoarylalcoxysilane ou le mettre en suspension dans une solution acide diluée froide, telle que par exemple de l'acide chlorhydrique, et diazoter en ajoutant une solution de nitrite de sodium. Lorsqu'on prépare le sel de diazonium dans un milieu aqueux, les radicaux alcoxy fonctionnels subissent une hydrolyse, et on obtient un sel de diazonium de siloxane. La préparation du sel de diazonium dans un milieu organique sensiblement anhydre (Processus B), qui contient moins de 2 % environ en poids d'eau, fournit un sel de diazonium fonctionnel.

Parmi les solvants organiques appropriés on peut mentionner le dioxane, l'acide acétique, l'éthylène-glycol, la diméthylformamide, et analogue. On dissout par exemple l'arylaminoalcoxysilane dans le solvant, et on fait barboter du gaz chlorhydrique sec dans la solution. L'amine est alors diazotée avec le nitrite de sodium.

Après avoir obtenu le sel de diazonium soit par le Processus A, soit par le Processus B, on l'ajoute à l'agent de copulation, et le colorant se forme par réaction mutuelle du sel de diazonium et de l'agent de copulation. Cette réaction de copulation peut être conduite dans un milieu aqueux ou dans des conditions sensiblement anhydres. Les colorants azoïques sont obtenus directement sous forme de colorants azoïques polysiloxaniques lorsque la diazotation ou la copulation, ou toutes deux, sont conduites en présence d'eau. Lorsque la diazotation et la copula tion sont toutes deux conduites dans des conditions sensiblement anhydres, le colorant azotique obtenu est un colorant azoïque silanique fonctionnel monomère.

Ce colorant azoïque silanique fonctionnel monomère est alors hydrolysé pour obtenir le colorant azotique polysiloxanique.

Les composés suivants sont des aminoarylalcoxysilanes appropriés pour l'exécution de la présente invention:
1 -amino-4-(béta-triéthoxysilyléthyl)-benzène
1 -amino-4-triéthoxysilylbenzène
1-amino-4-diéthoxyméthylsilyIbenzène
1-amino-2-méthyl-4-(béta-triéthoxysilylpropyl)-
benzène 1-amino-4-(gamma-éthoxydiméthylsilylpropyl)-
benzène 1-amino-3-(béta-triéthoxysilyléthyl)-4-
méthoxybenzène 1 -amino-3-méthyl-4-(béta-triéthoxysilyléthyl)-
benzène 1 -amino-4-(béta-diéthoxyméthylsilyléthyl)
benzène 1 -amino-4-éthoxydiméthylsilylbenzène
A titre d'agent de copulation, on peut appliquer tout composé aromatique susceptible de copulation.

Parmi les agents de copulation appropriés, on peut citer les phénols, les anilines, les naphtols, les naphtylamines, les pyrazolones. Suivant l'agent de copulation choisi, on peut préparer le complexe métallique du colorant en ayant recours aux sels des métaux tels que Cr, Co, Ni, Cu, Mn, Fe, Cd et Sn par des méthodes qui sont bien connues dans la technique des colorants.

Les nuances des colorants obtenus varient des jaunes aux oranges, aux rouges, aux bleus, aux gris et aux bruns; et la teinte du colorant obtenu varie suivant les éléments particuliers choisis pour obtenir le colorant.

Lorsque l'aminoarylalcoxysilane de départ est un alcoxysilane trifonctionnel, les colorants azotiques obtenus contiennent le motif représenté par la formule générale: [R-N = N-Ar-CnH2,-SiO.,/2] et lorsque l'aminoarylalcoxysilane est un alcoxysilane difonctionnel, les colorants contiennent le motif représenté par la formule générale
EMI2.1
dans laquelle (e) a une valeur d'au moins 3, et peut être aussi élevée que 7 pour des polysiloxanes cycliques, et plus élevée pour des polysiloxanes linéaires, tandis que si l'aminoarylalcoxysilane est monofonctionnel, les colorants azoïques sont alors les disiloxanes ayant la formule générale:

EMI2.2

Les colorants obtenus selon la présente invention présentent une certaine solubilité dans des mélanges d'eau et de solvants organiques tels que l'alcool, I'acétone, le dioxane, et dans des solvants organiques tels que les alcools, la diméthylformamide et la pyridine. La présence de groupes solubilisants, tels que des radicaux sulfo ou carboxy dans le radical R, confère une certaine solubilité dans l'eau seule. On peut effectuer une teinture soit à partir d'une solution, soit à partir d'une suspension, à des températures supérieures à 250 C, de préférence au point d'ébullition du bain de teinture. Si on le désire, on peut effectuer la teinture à partir d'un bain consistant en le colorant dissous dans un solvant organique.

Les colorants azoiques polysiloxaniques obtenus selon la présente invention sont substantifs pour les fibres naturelles telles que la laine, la soie et le coton, et également pour les fibres synthétiques telles que le nylon, la viscose, l'acétate, etc. De plus, ces colorants ont la propriété très avantageuse de teindre un tissu de verre et la silice à partir d'un bain aqueux de teinture. Ces teintures présentent une bonne solidité au lavage. On a également constaté que lesdits colorants confèrent un certain pouvoir hydrofuge aux fibres naturelles. On peut également en préparer des encres satisfaisantes.

Les exemples suivants illustrent l'invention.

Exemple I
On dissout 1.55 g de l-amino-4-(béta-triéthoxysilyléthyl)-benzène dans un mélange de 3 ml d'eau et 3 ml d'acide chlorhydrique à 200 Be. On refroidit le mélange à 5o C et le diazote de la façon habituelle à l'aide d'une solution de 0,38 g de nitrite de sodium dans 5 ml d'eau. La solution diazoique jaune pâle est copulée en la refroidissant à t'aide de glace avec une solution de 0,705 g de 2-naphtol dissous dans 30ml d'éthanol et contenant 3 ml d'une solution d'hydroxyde de sodium à 20 % en poids. On obtient un colorant rouge. On agite le mélange réactionnel jusqu'à ce que la copulation soit achevée et on isole le colorant précité par filtration.

Le rendement est de 1,2 g en colorant renfermant le groupement:
EMI2.3

On constate par microanalyse que le rapport
N : Si est de 2,03 :1, la valeur théorique étant de 2:1.

Exemple 2
On prépare un colorant comme décrit dans l'exemple 1, en ayant recours à 4,65 g de 1-amino4- (béta-triéthoxysilyléthyl) -benzène et 2,13 g de 2-naphtol. On charge le gâteau humide du produit de copulation dans un ballon à trois cols d'un litre contenant une solution de 1 10 g de chlorure de sodium dans 500 ml d'eau. On équipe le ballon d'un agitateur, d'un thermomètre, d'un condenseur à reflux et d'une chemise de chauffage. On chauffe le mélange réactionnel contenu dans le ballon avec agitation entre 70 et 850 C et on ajoute une solution de 8 g de sulfate de cuivre décahydraté dans 55 ml d'eau et 52,5 ml d'ammoniaque aqueux concentré.

On agite alors le tout à 85 à 900 C pendant 16 heures. On filtre le complexe de cuivre du colorant azoïque de siloxane ainsi formé et le sèche. Il s'agit d'une poudre brun rouge pesant 7,1 g1 et qui est insoluble dans une base diluée, mais qui est soluble dans de l'acide chlorhydrique dilué, en donnant une solution de couleur rouge cerise. On constate par microanalyse que le rapport Si : Cu est de 2,17 :1, la valeur théorique étant de 2 : 1.

On a eu recours aux colorants azoïques ci-dessus pour teindre diverses fibres à partir d'un bain de teinture à base de méthanol et de pyridine.

Source Couleur
Fibre teinte Exemple I Exemple 2
Coton . Brun rouille H Brun orange H
Laine . Rose M Brun orange M
Soie . Rose L Brun orange M
Nylon Rose M Orange L
Viscose . Rose L Brun orange L
Acétate Orange M Orange H
Verre . Rose VL Brun orange VL
VL = nuance très claire
L = nuance claire
M = nuance moyenne
H = nuance sombre
On peut également effectuer les teintures à partir d'un bain aqueux au point d'ébullition.

Si l'on ajoute 0, 1 g du colorant azoïque obtenu dans l'exemple 1 dans un mélange de 0,2 g de carbonate de sodium, 3 g d'eau et 3 g de glycérine et agite le mélange à la température ambiante pendant 15 minutes environ, on obtient une solution rouge que l'on peut utiliser après filtration, pour écrire sur du papier. L'écriture est éliminée, après un séjour de deux jours dans de l'eau à la température ambiante.

Claims

REVENDICATION Procédé de fabrication de colorants azoiques polysiloxaniques, caractérisé par le fait qu'on diazote, en milieu aqueux ou en milieu organique pratiquement anhydre, un aminoarylaîcoxysilane de formule: EMI3.1 dans laquelle Ar représente un radical arylène, Y un radical alcoyle, X un radical alcoxy, n un nombre entier compris entre 0 et 8 et m un nombre entier compris entre 0 et 2, et copule le sel de diazonium avec un agent de copulation aromatique, le ou les radicaux alcoxy X étant soumis à une hydrolyse avant ou pendant la diazotation si on diazote en milieu aqueux, ou après la diazotation si on diazote dans un milieu organique pratiquement anhydre.

SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication, caractérisé par le fait que la diazotation est effectuée en milieu organique anhydre tandis que la copulation est effectuée en milieu aqueux de façon à provoquer l'hydrolyse du ou des radicaux alcoxy X.

2. Procédé selon la revendication, caractérisé par le fait que Ar est un radical phénylène ou un radical phénylène substitué par un radical alcoyle ou alcoxy.

3. Procédé selon la revendication, caractérisé par le fait qu'on diazote du 1-amino-4-(béta-triéthoxy- silyléthyl)-benzène et copule le sel de diazonium avec du béta-naphtol dans un milieu aqueux.

4. Procédé selon la revendication, caractérisé par le fait qu'on diazote du 1-amino-4-(béta-triéthoxy- silyléthyl)-benzène, copule le sel de diazonium avec du béta-naphtol et fait ensuite réagir le colorant azoïque ainsi obtenu avec une solution ammoniacale de sulfate de cuivre à une température de 850 C environ à 900C environ pour en obtenir le complexe de cuivre.

5. Procédé selon la revendication, caractérisé par le fait qu'on diazote un composé de formule: EMI3.2 et copule le sel de diazonium avec un composé de formule EMI3.3 en milieu aqueux.

6. Procédé selon la revendication, caractérisé par le fait qu'on diazote un composé de formule: EMI3.4 et copule le sel de diazonium avec un composé de formule: EMI3.5