CH516627A

CH516627A - Verfahren zur Herstellung neuer Nitrodiphenylaminfarbstoffe der Dispersionsreihe

Info

Publication number: CH516627A
Application number: CH1485471A
Authority: CH
Inventors: Alfred Stingl Hans
Original assignee: Toms River Chemical Corp
Priority date: 1969-01-10
Filing date: 1969-01-10
Publication date: 1971-12-15

Description

Verfahren zur Herstellung neuer Nitrodiphenylaminfarbstoffe der Dispersionsreihe 2-Nitro-4-sulfonamidoWdiphenylamine, in denen die Sulfonamidogruppe gegebenenfalls eine Phenylgruppe trägt, sind bereits zum Färben von synthetischen Fasern vorgeschlagen worden. Die erhaltenen Färbungen sind jedoch nicht völlig zufriedenstellend und besitzen insbesondere nicht die gewünschte Sublimierechtheit. Die Möglichkeiten zu ihrer Verwendung zum Färben von Polyesterfasern sind daher beschränkt.

Polyesterfasern sind bekanntlich schwer anzufärben, was mindestens zum Teil auf die hydrophobe Natur solcher Fasern zurückzuführen ist. In der Färberei von Polyestern ist die als Dispersionsfarbstoffe bekannte Farbstoffklasse zur weitesten Anwendung gekommen.

Diese Farbstoffe sind in der Hauptsache wasserunlösliche Produkte, die in feinverteiltem Zustand als Dispersion angewendet werden. Bei der Anwendung solcher Farbstoffe wurden die mit Polyesterfasern verbundenen Schwierigkeiten dadurch behoben, dass besondere Methoden zur Aufbringung der Dispersionsfarbstoffe auf die Fasern entwickelt wurden. Eine dieser Methoden.

die als Foulardier-Thermofixier-Methode bekannt ist, hat immer stärkere Bedeutung erlangt, da sie besonders für das kontinuierliche Färben mit grosser Geschwindig- keit geeignet ist. Bei dieser Methode wird ein Textilgewebe foulardiert, indem man es durch eine wässerige Dispersion des Farbstoffes führt und dann zwischen zwei benachbarten Walzen abquetscht. Zu diesem Zeitpunkt ist der Farbstoff nur locker mit der Faser verbunden. Der Farbstoff wird dann auf der Faser fixiert, indem man das Material einer kurzen intensiven Wärmebehandlung bei höheren Temperaturen von etwa 120 bis 220 OC unterwirft.

Es ist verständlich, dass ein Farbstoff, um zur Anwendung nach dieser Methode geeignet zu sein, sublimationsecht sein muss, damit er sich nicht während der Wärmebehandlung ganz oder zum Teil von der Faser verflücltügt.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun ein Verfahren zur Herstellung neuer Farbstoffe der Formel
EMI1.1
worin A einen zweiwertigen organischen Rest und R und R' je eine gegebenenfalls substituierte Alkyl- oder Aminogruppe bedeuten, welches dadurch Ige'kennzeic!h- net ist, dass man 2 Mol eines 4-Halogen-3-nitro- benzol alkylsullons oder -sulfonamids der Formel
EMI1.2

<tb> <SEP> NO
<tb> R-02 <SEP> sHLiiaioen
<tb> worin 'R das gleiche wie oben bedeutet, mit Diaminen, vorzugsweise aromatischen Diaminen umsetzt. Vorzugsweise bedeutet Halogen ein Chloratom.

Der zweiwertige Rest A bedeutet vorzugsweise eine gegebenenfalls durch Heteroatome unterbrochene Alky- lenkette, einen gegebenenf alls substituierten Phenylen oder Bliphenylenrest, oder einen Rest der Fonmel
EMI1.3
worin B ein Methylenrest, ein Heteroatom oder eine Heterogruppe ist, z. B. ein Sauerstoffatom oder eine 6ullfongruppe.

besonders bevorzugt sind die Reste der Formeln
EMI2.1
-CH2-CH2-, -CH2-CH2-CH2-, -CH2-CH2-CH2-CH2 Die aromatischen Ringe, die durch das Symbol A dargestellt werden, können unsubstituiert oder z.

durch einen oder mehrere niedere Alkylreste, niedere Alkoxyreste, Hydroxygruppen, Halogenatome substituiert sein. Aufgeführt seien Methyl-, Aethyl-, Propyl-, Butyl-, Methoxy-, Propoxy- oder Butoxygruppen und Ohlor- oder Bromatome, voll denen auch mehrere als Substituenten anwesend sein können.

Geeignete Reste R und R' sind z. B. niedere tgegebeS nenfalls substituierte Alkylgruppen oder Aralkylgrup- pen, wie Methyl-, Aethyl-, Propyl-, XButyl- oder Benzylgruppen oder NH2-, NHR1- und NR1R2-Gruppen, in denen der Rest R1 eine niedere Al'kylgruppe, wie eine Methyl-, Aethyl-, Propyl- oder Butylgruppe, oder ein Phenylrest ist und R2 eine niedere Alkylgruppe, wie eine Methyl-, Aethyl-, Propyl- oder Butylgruppe ist.

Geeigente Diamine sind z. B.

1 ,2-Diaminoäthan, 1,2- oder 1,3-Diaminopropan, 1,2-, 1,3-, 1,4- oder 2,3 Diaminobutan, 1,2-, 1,3-, 1,4-, 1,5-, 2,3- oder 2,4WDiamino- pentan, die entsprechenden Diaminohexane, Jhepta- ne, -octane, -nonane, -decane, -undecane, dode- cane, -hexadecane, -octadecane, 1,4-Diaminobuten, 1,4-Diamino-2-methylbutan, 1 ,5-Diamino-2,2-dimethylpentan, 1,5-Diamino-2,2,4-trimethylpentan, Di-(ss-aminoäthyl)-thioäther, Di-(&gamma;-aminopropyl)-äther, Di-(&gamma;

;-aminopropyl)-thioäther, Di-(#-aminohexyl)-thioäther, Isophorondiamin, #,#'-Diamino-1,3-(oder -1,4)-dimethylbenzol, #,#'-Diamino-1,4- (oder 1 ,2)-dimethylcyclohexan, #,#'-Diamino-1,4-diäthylbenzol, #,#'-Diamino-1,4-(oder -1,5)-dimethylnaphthalin, #,#'-Diamino-di-n-propylbiphenyl, 1,2- oder 1,3-oder 1,4-Diaminocyclohexan, 1-Methyl-2,4-diaminocyclohexan, 4-Aminobenzvlamin, 2-(4'-Aminophenyl)-1-aminoäthan, 1 (3'-Aminophenyl)-1-aminoäthan, 3-(3'- oder 4'-Aminophenyl)-1-aminopropan, 3-(3'- oder 4'-Aminophenyl)-1-aminobutan, 1,2-,1,3-, oder 1,4-Diaminobenzol, 1-Methyl-2,4- (bzw. 2.3-, 3,4-, 2,6-, 2,5- oder 3,5)diaminobenzol, 1,3-Dimethyl-2,4-(bzw.

-4,6)-diaminobenzol, 1,4-Dimethyl-2,5-diaminobenzol, 1-Aethyl-2,4-diaminobenzol, 1-sopropyl-2,4-diaminobenzol, 1-Chlor-2,4-diaminobenzol, 1,3-Dichlor-2,4-(bzw. -4,6)-diaminobenzol, 1 ,4-Dichlor-2,5-diaminobenol, 2,4- (bzw. -4,4')-Diaminodiphenyläther, Aethylenglykoldiphenyläther-2,2'-diamin, Diäthylenglykoldiphenyläther-2,2'-diamin, 1,3-, 1,4-, 1,5-, 1,6-, 1,7-, 1,8-, 2,6- oder 2 ,7-Napiithylendiamin, 4,4'-Diaminodiphenylamin, 2,4'- oder 4,4'WDiaminodiphenyl 3,3'-Dimethyl-4,4'-diaminodiphenyl, 2,2'- oder 3,3'-Dichlor-4,4'-diaminodiphenyl, 4,4'-Diaminodiphenylmethan, 4,4'-Diaminodiphenylmethylmethan, 4,4'-Diaminodiphenyldimethylmethan, 2,2'-Dimethyl-4,4'-diaminodiphenylmethan, 1,1-Di-(4'-aminophenyl)-cyclohexan, 3,3'-Diaminobenzophenon, 2,4-Diaminodiphenyläthan-1,2,

4,4'-Diamino-2,2',5,5'-tetramethyl-2"-chlortriphenylmethan, 9-Aethylcarbazol-3 ,6diamin, Pyren-3,8Xiamin, Chrysen-2,8-diamin, Benzidinsulfon-4,4'-diamin, Diphenylsulfid-2,4-diamin, Diphenyldisulfid-4,4'-diamin, Diphenylsulfon-4,4'-diamin, Diphenylmethansulfon-4,4'-diamin, 4-Methyl-3-aminobenzolsulfonsäure-(4'-aminophe nyl)-ester, Di-(4-aminobenzolsulfonyl)-äthylendiamin-3,3' dimethoxy-4,4'-diamino@dibenzylthioäther, 4,4'-Dimethoxy-3,3'-diaminobenzolthioäthylenglykol und 3,3'-Dimethoxy-4,4'-diaminodibenzylsulfon.

fDie Kondensation der Amine wird z. B. in organischen Lösungsmitteln, wie Nitrobenzol oder Alkohol, oder in Wasser vorzugsweise bei erhöhter Temperatur ausgeführt. Wenn nötig, erfolgt sie in Gegenwart eines säurebindenden Mittels, wie Netriumacetat, Magnesiumoxyd oder Calciumcarbonat, oder in Gegenwart eines Katalysators wie Kupferoxyd. Wenn Wasser als Reaktionsmedium dient, verwendet man die Diamine vorteilhaft in Form ihrer Dihydrochioride.

Zum Färben werden die genannten Farbstoffe vorteilhaft in feinverteilter Form verwendet, und zwar in Gegenwart eines Dispergators, wie Suifitcelluloseab- lauge, oder eines synthetischen Detergens, oder einer Kombination von verschiedenen Netz- und Dispergiermitteln. Vor idem Färben bringt man den Farbstoff in der Regel in die Form eines Farbstoffpräparates, welches ein Dispergiermittel und den feinverteilten Farbstoff bzw. eine Farbstoffimischung in solcher Form enthält, dass beim Verdünnen des Farbstoffpräparates mit Wasser eine feine Dispersion entsteht. Fatbstoffprä- parate dieser Art können nach bekannten Methoden hergestellt werden, z.

B. indem man die Farbstoffe entweder trocken oder nass und ohne oder mit Zusatz eines Dispergators vermahlt.

Die erfindungsgemäss hergestellten Farbstoffe sind besonders zum Färben nach der sogenannten Thermofixierungs- oder Foulard-Thermofixierungs-Methode geeignet, bei welcher das zu färbende Gewebe bei einer Temperatur, die vorteilhaft 60 C nicht übersteigt, mit einer wässrigen Dispersion des Farbstoffes, gegebenen- falls in Gegenwart von 1 bis 50 % Harnstoff und eines Ver,dickungsmittels, insbesondere Natriumallginat, imprägniert wird. Anschliessend wird das Gewebe in üblicher Weise abgequetscht.

Die Fixierung erfolgt Idurch Erhitzen des imprägnier- ten Gewebes auf eine Temperatur über 100 C, vorteilhaft auf eine Temperatur von 120 bis 220 OC. Vorzugsweise wird das Gewebe vor dieser Behandlung getrooknet, z. B. in einem warmen Luftstrom.

Von besonderem Interesse ist das eben erwähnte Thermofixierverfahren zum Färben von Misciigeweben aus Polyesterfasern und Cellulosefasern, insbesondere Baumwolle. In diesem Falle enthält die Foulardierflüssigkeit neben dem erfindungsgemässen Farbstoff noch zum Färben Baumwolle geeignete iFarbstoffe, beispielsweise Direktfarbstoffe odertKüpenfarbstoffe, oder sogenannte -Reaktivfarbstoffe, d. h. Farbstoffe, welche mit der Cellulosefaser unter Bildung einer chemischen Bindung reagieren, wie z. B. Farbstoffe mit Chlortriazin- oder Chlordiazinresten.

Im letzteren Fall gibt man zum Foulardierbad vorteilhaft ein säurebindendes Mittel, wie z. B. Alkalicarbonat, Alkaliphosphat, Alkaliborat oder Alkaliperborat, oder eine Mischung dieser Mittel. Bei Verwendung von Küpenfarbstoffen muss das foulardierte Gewebe nach der Hitzebehandlung mit alkalischen Lösungen von in der Küpenfärberei üblichen Reduk tionsmitteln behandelt werden.

In der Regel werden die nach Idem erfindungsgemässen Verfahren erhaltenen Färbungen nachbehandelt, z. B. indem man sie mit einer wässrigen Lösung eines nichtionischen Waschmittels behandelt.

Anstatt durch Imprägnieren können die Farbstoffe auch durch Bedrucken aufgebracht werden. Zu diesem Zweck verwendet man eine Drucktinte, welche neben den üblichen Druckereihilfsmitteln, wie B enetzungsmit- teln und Verdickungsmftteln auch den feinverteilten Farbstoff enthält, gegebenenfalls zusammen mit einem der oben genannten IBaumwolllfarbstoffe und, wenn nötig, in Gegenwart von Harnstoff und/oder einem säurebindenden Mittel.

Das Verfahren liefert starke Färbungen oder Drucke mit brillanten Tönen und gutem Farbaufbau. Die Verwendung von sogenannten permanent crease -Geweben hat der Sublimierechtheit weitere Bedeutung verliehen, weil bei der Herstellung solcher Gewebe längere Zeit auf hohe Temperaturen erhitzt wird. Die Lichtechtheitseigenschaften der Farbstoffe sind besonders wichtig, weil viele. von ihnen Färbungen in blauen bis grünen Tönen ergeben, bei denen gute Lichtechtheiten bisher immer nur schwer zu erzielen waren. Ein weiterer Vorteil der Farbstoffe beruht darauf, dass sie billiger herzustellen sind als die im Handel erhältlichen violetten Farbstoffe mit ähnlichen Echtheiten.

Unter dem Begriff Polyester werden synthetische polymere Polyester, wie die hochpolymeren linearen Polyester, verstanden, worin die Moleküle sich wiederholende tEinlheiten aufweisen, weiche über Esterbrücken miteinander verbunden sind. Als Monomere zum Aufbau der polymeren Polyester können dibasische aromati sche Säuren, wie Terephthalsäure, Diphenyl-4,4'-dicar- bonsäure und/oder Diphenylsulfon-4, 4'-dicarbonsäure, und Dihydroxyverbindungen z. B. Glykole, wie Aethylenglykol, Diäthylenglykol, Triäthylenglykol, Propylenglykol und/oder Butylenglykol, sowie andere Diole wie 1,4-Cyclohexandiol, verwendet werden. Bekannte im Handel erhältliche Fasern dieser Art sind DACRON, TERYLEN, FORTREL, TREVIRA, TERLANCA, KODEL, VICRON etc.

Man kann selbstverständlich auch idas Färben von Mischungen von Polyesterfasern und Cellulosefasern vornehmen. Der letztgenannte Ausdruck schliesst native Cellulose, wie Leinen oder insbesondere Baumwolle,
Lösung werden mit 50 Gewichtsteilen einer 50 Gew.monium-Rayon, mit ein.

Die Farbstoffe sind auch zur Färbung von vielen anderen organischen Produkten geeignet, wie z. B. Kunststoffen wie Gummi, Kautschuk, Casein, Polymerisate, wie Polyvinylchlorid unld dessen Copolymere, Polyvinfl- acetalen, Polyäthylen, Polypropylen, Polystyrol und dessen Copolymeren mit Polyestern von ungesättigter Dicarbonsäure und Diolen, Polyacrylaten und dessen Copolymeren, Silikonen und Silikonharzen. Die Pigmente können auch zur Herstellung gefärbter Polykondensatharze, besonders Aminoplasten, wie Harnstoff Formaldehyd- oder Melamin-Formaldehyd-Harzen, Polyadditionsharzen wie Epoxy-, Polyurethan- oder AlUkyl- harzen und zur Herstellung von gefärbten Lacken, die eines oder mehrere der erwähnten Harze enthalten, dienen.

Dies gilt auch für wässrige Emulsionen der genannten Harze oder Vorkondensate, die auch organische Lösungsmittel enthalten können, z. B. als Öl-in Wasser- oder Wasser-in-Öl-Emulsionen. Solche Emulsionen sind besonders zum Imprägnieren oder Bedrukken von Textilien oder anderen Flächengebilden, wie Papier, Leder oder Glasfasergeweben geeignet, wobei man gegebenenfalls anschliessend Idurch Anwendung von Hitze aushärten kann. Die Pigmente können auch zum Spinnfärben von z. B. Viskose, Celluloseestern oder Polyacrylnitrll verwendet werden. Ein weiteres Anwen- dungsgebiet ist die Herstellung von kosmetischen Artikeln.

In den nachfolgenden Beispielen bedeuten die Teile, sofern nichts anderes angegeben wird, SGewichtsteile, die Prozente-Gewichtsprozente, und die Temperaturen sind in Celsiusgraden angegeben.

Beispiel I
47 g 3-Nitro-4-chlor-phenylmethylsulfon, 20 g Methylendianilin, 50 g wasserfreies Natriumacetat unld 650 g 95 O/o Aethanol wurden 24 Stunden bei 1300 in einem Autoklav gerührt. Nach dem Abkühlen wurde die Reaktionsmischung filtriert und der Rückstand zuerst mit 95 /0igem Aethanol und Idann gründlich mit Wasser gewaschen. Es wurden 52 g des gelben Farbstoffes der Formel
EMI4.1
erhalten.

Beispiel 2
47 g 3-Nitro-4-chlorbenzol-sulfonylamid und 20 g Methylendianilin wurden zu einer Lösung von 120 g Natriumacetat in 80 g Wasser bei 95 zugegeben. Die Mischung wurde 12 Stunden bei 1200 gerührt und anschliessend abgekühlt, mit 100 g Wasser verdünnt und filtriert. Der Filterrückstand wurde gründlich mit Wasser gewaschen und dann mit 95 %igem Aethanol gespült.

Man erhält 53 g eines gelben Farbstoffes der Formel
EMI4.2
Beispiels
59g 3-Nitro-4-chlorphenyl-methylsulfon, 14 g m Phenylendiamin, 27 g Natriumacetat und 3 g Dispergator werden in 450 g Wasser 24 Stunden unter Rückfluss gerührt. Das feste Proirkt wird abfiltriert und gründlich mit heissem Wasser gewaschen. Man erhält 62 g eines gelben Farbstoffes der Formel
EMI4.3

Beispiel 4 .59 g 3-Nitro-4-chlorphenyl-methylsulfon und 7,5 g Aethylendiamin werden zu einer Lösung von 150 g Natriumacetat in 100 g Wasser bei 95 zugegeben und 18 Stunden unter Rühren auf 1160 erhitzt. Die erkaltete Reaktionsmischung wird mit 200 g Wasser verdünnt und filtriert.

Der Filterrückstand wird gründlich mit heissem Wasser und dann mit 95 O/oigem Aethanol gewaschen.

Man erhält 50 g eines grünstichig gelben Farbstoffes der Formel
EMI4.4

Beispiele 5 bis 8
Verfährt man wie in Beispiel 1 und verwendet die äquivalenten Mengen der Amine 1 ,44 > henylendiamin, 4,4'-Biphenylendiamin, 3,3'-Dimethoxy-4,4'-biphenylendiamin und 4,4'-Diamino-diphenyläther, so erhält man die entsprechenden gelben Farbstoffe der Formein:
EMI4.5

EMI5.1

Beispiel 9
15g des gemäss Beispiel 1 erhaltenen Farbstoffes werden in einer Kugelmühle in 10 g des Kondensationsproduktes von Naphtha'lin¯2-sulfonsäure und Formaldehyd und 75 g Wasser fein vermahlen.

Eine wässerilgelFlotte, die 67 g der obigen Farbstoffdispersion und 0,5 g Natriumalginat pro Liter enthielt, wurde auf ein Polyäthylen-terephthalat-Gewebe aufge klotzt und auf 650/0 Gewichtszunahme abgequetscht.

Das geklotzte Material wurde dann an der Luft getrocknet und anschliessend 1 Minute auf 220 erhitzt. Das gefärbte Gewebe wurde dann 5 Minuten in einer kochenden Lösung von 3% Natrium-diisobutylnaphthalin-monosulfat und 5% Natriumcarbonat gewaschen und getrocknet. Es wurde eine gelbe Färbung erhalten, die sich durch gute Penetration und ausgezeichnete Licht- und Sublimationsechtheit auszeichnete.

Beispiel 10
Das 'Färbeverfahren von Beispiel 9 wurde wiederholt, doch wurden je 7,5g der in Beispielen 2 und 3 erhaltenen Farbstoffe eingesetzt. Es wurde eine gelbe Färbung erhalten, die sich durch gute Penetration und ausgezeichnete Licht- und Sublimationsechtheit auszeichnete.

Claims

PATENTANSPRUCH

Verfahren zur Herstellung von Dispersionsfarbstoffen der Formel EMI5.2 worin A einen zweiwertigen organischen Rest und R und R' je eine gegebenenfalls substituierte Alkyl- oder Aminogruppe bedeutet, dadurch gekennzeichnet, dass man 2 Mol eines 4'Halogen-3- nitrobenzol-alkylsulfons- oder -Sulfonamids der Formel EMI5.3 <tb> <SEP> NO <tb> <SEP> I <tb> 2S9Halogen <tb> worin R das gleiche wie oben bedeutet, mit Diaminen umsetzt.

UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren gemäss Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man organische Diamine umsetzt, in denen der zweiwertige Rest IA eine gegebenenfalls durch Sauerstoffatome unterbrochene Alkylenkette oder einen gegebenenfalls substituierten Phenylenrest bedeutet.

2. Verfahren gemäss Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man Halogennitroverbindungen umsetzt, in denen R und R' je für eine NH2-Gruppe stehen.

3. Verfahren gemäss Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man als organische Diarnine 1,2 Diaminoäthan, 1,2- oder 1,3-Diaminopropan, 1,2-, 1,3-, 1,4- oder 2,3-Diaminobutan, 1,2-, 1,3-, 1,4-, 1,5-, 2,3- oder 2,4aDiaminopen- tan, die entsprechenden Diaminohexane, -heptane, -octane, -nonane, -decane, -undecane, -dodecane, -hexadecane, -octadecane, 1,4-Diaminobuten, 1 ,4iamino-2-methyibutan, 1,5-Diamino-2,2-dimethylpentan, 1,5-Diamino-2,2,4-trimethylpentan, Di-(ss-aminoäthyl)-thioäther, Di-(γ-aminopropyl)-äther, Di-(γ

;-aminopropyl)-thioäther, Di-(#-aminohexyl)-thioäther, Isophorondiamin, #,#'-Diamino-1,3-(oder-1,4)-dimethylbenzol, #,#'-Diamino-1,4-(oder 1,2)-dimethylcyclohexan, #,#'-Diamino-1,4-diäthylbenzoi, #,#'-Diamino-1,4- (oder -1,5)-dimethylnaphthalin, 1,2- oder 1,3- oder 1,4-Diaminocyclohexan, 1-Methyl-2,4-diaminocyclohexan, 4-Aminobenzylamin, 2-(4'-Aminophenyl)-1-aminoäthan, 1-(3'-Aminophenyl)-1-aminoäthan, 3-(3'- oder 4'-Aminophenyl)-1-aminopropan, 3-(3'- oder 4'-Aminophenyl)-1-aminobutan, 1,2-, 1,3- oder 1,4-Diaminobenzol, 1-Methyl-2,4- (bzw. 2,3-, 3,4-, 2,6-, 2,5 -oder 3,5)-diaminobenzol, 1,3-Dimethyl-2,4- (bzw.

-4,6)-diaminobenzol, 1,4-dimethyl-2,5-diaminobenzol, 1-Aethyl-2,4-diaminobenzol, 1-Isopropyl-2,4-diaminobenzol, 1-Chlor-2,4-diaminobenzol, 1,3-Dichlor-2,4- (bzw. -4,6)-diaminobenzol, 1,4-Dichlor-2,5-diaminobenzol, Aethylenglykoldiphenyläther-2,2'-diamin oder Diäthylenglykoldiphenyläther-2,2'-diamin verwendet.

4. Verfahren gemäss Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man als Halogennitroverbindung eine Chlornitroverbindung verwendet.