Активные моноазокрасители

Активные моноазокрасители

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Данное изобретение относится к активным красителям, к способу их получения и применения для крашения или печати органических субстратов, содержащих гидроксильную группу или азот.

В соответствии с данным изобретением предлагаются активные красители, представляющие собой соединения формулы (I)

где

R₁ представляет собой С_1-4-алкильную группу или замещенную С_2-4-алкильную группу,

R₂ и R₃ представляют собой независимо друг от друга H; -OH; -CN; C_1-2-алкил; -SO₃H; -COOH; -OC_1-2-алкил или -NH₂;

X представляет собой атом галогена и

Y означает -CH=CH₂ или -CH₂CH₂-Z, где Z представляет собой радикал, который может быть отщеплен щелочью,

или их соль и/или их смеси при условии, что

(i) соединения следующей формулы

где X и Y имеют те же значения, определенные выше, и R₄ означает метил или этил, исключены из объема охраны и

(ii) смеси по меньшей мере с одним из соединений формулы (I), где X представляет собой Cl, и по меньшей мере с одним соединением формулы (I), где X представляет собой F, также исключены из объема охраны.

В соединении формулы (I) алкильные группы могут быть линейными или разветвленными. Предпочтительно, X представляет собой Cl или F. Предпочтительно, Z представляет собой -OSO₃H группу.

Предпочтительно, в соединении формулы (I) R₁ представляет собой C_1-4-алкильную группу, более предпочтительно C_1-2-алкильную группу, наиболее предпочтительно -C₂Н₅ группу или R₁ представляет собой C_2-4-алкильную группу, которая является монозамещенной Cl, F, Br, -OH, -CN или -NH₂.

Предпочтительно, в соединении формулы (I) R₂ и R₃ независимо друг от друга представляют собой H; C_1-2-алкил; -SO₃H или

-OC_1-2-алкил, более предпочтительно R₂ и R₃ представляют собой H.

Предпочтительно, в соединении формулы (I) Y-группа присоединена к фенильному кольцу в положении 3, 4 или 5, более предпочтительно в положении 4.

Предпочтительные соединения в соответствии с формулой (I) имеют следующую формулу (Ia)

где

X' представляет собой Cl или F,

R'₁ представляет собой C_1-2-алкил, предпочтительно -С₂Н₅, или C_2-4-алкильную группу, монозамещенную Cl, F, Br, -OH, -CN или -NH₂,

R'₂ и R'₃ независимо друг от друга представляют собой H;

C_1-2-алкил; -SO₃H или -OC_1-2алкил, предпочтительно H; -CH₃; -SO₃H или -OCH₃, и

Y означает -CH=CH₂ или -CH₂CH₂-Z, где Z представляет собой радикал, который может быть отщеплен щелочью,

или их соль и/или их смеси при условии, что

(i) смеси по меньшей мере с одним соединением формулы (I), где X представляет собой Cl, и по меньшей мере одним соединением формулы (I), где X представляет собой F, исключены из объема защиты.

Более предпочтительные соединения в соответствии с формулой (I) имеют следующую формулу (Ia')

где X' представляет собой Cl или F,

R'₁ представляет собой С_1-2-алкил, предпочтительно -C₂H₅, или C_2-4-алкильную группу, монозамещенную Cl, F, Br, -OH, -CN или -NH₂,

R'₂ и R'₃ независимо друг от друга представляют собой H;

C_1-2-алкил; -SO₃H или -OC_1-2алкил, предпочтительно H; -CH₃; -SO₃H или -OCH₃

Y означает -CH=CH₂ или -CH₂CH₂-Z, где Z представляет собой -OSO₃H группу,

или их соль и/или их смеси при условии, что смеси по меньшей мере с одним из соединений формулы (I), где X представляет собой Cl, и по меньшей мере одним соединением формулы (I), где X представляет собой F, исключены из объема охраны.

В тех случаях, когда активный краситель формулы (I) находится в форме соли, катион, ассоциированный с сульфогруппами, не является важным и может быть любым из нехромофорных катионов, обычно используемых в данной области активных красителей, при условии, что соответствующая соль в значительной степени водорастворима. Примерами таких катионов являются катионы щелочных металлов, например ионы калия, лития или натрия, и катионы аммония, например катионы моно-, ди-, три- и тетраметил или моно-, ди-, три- и тетраэтил аммония. Данные катионы могут быть одинаковыми или различными, т.е. соединения могут быть в смешанной солевой форме.

В другом аспекте данного изобретения предлагается смесь, содержащая соединение формулы (Ib)

и соединение формулы (Ic)

и смесь соединения формулы (Id) и соединения формулы (Ie)

где все заместители имеют значения, определенные выше. Благодаря способу образования такой смеси каждый заместитель имеет одно и тоже значение в формуле (Ib), (Ic) (Id) и (Ie) и все группы зафиксированы в одном и том же положении в формуле (Ib), (Ic), (Id) и (Ie).

Предпочтительная смесь содержит примерно

5-45 масс.% соединения формулы (Ib) и

40-55 масс.% смеси соединения формулы (Id) и (Ie)

5-50 масс.% соединения формулы (Ic).

Вся смесь составляет 100%. Массовые проценты (масс.%) относятся к общему количеству трех компонентов.

Активный краситель формулы (I) или их смесь или смесь соединений формулы (Ib), (Ic), (Id) и (Ie) демонстрируют хорошую совместимость с другими известными красителями. Соответственно, он может быть смешан с другими красителями с образованием композиции, которая может быть использована для крашения или печати соответствующих субстратов. Указанные другие красители должны быть совместимы с соединением формулы (I) или его смесями, то есть они должны иметь сходные красящие или печатающие свойства, например прочностные свойства.

Таким образом, данное изобретение предлагает в другом своем аспекте красящую или печатающую композицию, содержащую активный краситель формулы (I) или смесь соединений формулы (Ib), (Ic), (Id) и (Ie).

В другом аспекте данного изобретения предлагается способ получения активного красителя формулы (I) или его соли, включающий в себя стадию взаимодействия диазотированного соединения формулы (II)

где все заместители имеют значения, определенные выше,

с соединением формулы (III)

где все заместители имеют значения, определенные выше.

Данный способ предпочтительно осуществляют в водной среде при температуре от 0 до 40°C, более предпочтительно, от 0 до 25°C и при рН от 1 до 7, более предпочтительно, до 6.

Активный краситель формулы (I) может быть выделен в соответствии с известными способами, например высаливанием, фильтрацией и высушиванием необязательно в вакууме и при незначительно повышенной температуре.

В зависимости от условий реакции и/или выделения активный краситель формулы (I) может быть получен в форме свободной кислоты, или солевой форме или смешанной солевой форме, содержащей, например, один или более из вышеуказанных катионов. Активный краситель формулы (I) может быть превращен из солевой формы или смешанной солевой формы в форму свободной кислоты или, наоборот, с использованием общепринятых методик.

Соединения формулы (III) получают реакцией конденсации (IIIb) и (IIIa) с (IIIc)

где все заместители имеют значения, определенные выше.

Соединения (II) получают хорошо известным синтезом из обычных исходных веществ, хорошо известных специалистам в данной области.

В другом аспекте данного изобретения предлагается способ получения смесей соединений формулы (Ib), (Ic), (Id) и (Ie), как описано выше, характеризующийся тем, что соединение формулы (Ib)

где все заместители определены выше, взаимодействует с NaOH.

Данный способ предпочтительно проводят в водной среде при температуре от 10 до 40°C и при pH от 6 до 11.

Изменением мольной доли NaOH по отношению к исходному соединению (формула (Ib)), может быть изменено соотношение компонентов в смеси.

Активный краситель формулы (I), или его смесь, или смесь соединений формулы (Ib), (Ic), (Id) и (Ie) используют в качестве активного красителя для крашения или печатания органических субстратов, содержащих гидроксигруппу или азот. Предпочтительными субстратами являются кожа и волокнистые материалы, которые содержат натуральные или синтетические полиамиды и, в частности, натуральная или регенерированная целлюлоза, такая как хлопок, вискоза и вискозная штапельная пряжа. Наиболее предпочтительными субстратами являются текстильные материалы, содержащие хлопок.

Следовательно, в другом аспекте данного изобретения предлагается применение активного красителя формулы (I), или его соли, или их смеси, или смеси соединений формулы (Ib), (Ic), (Id) и (Ie) в качестве активного красителя для крашения или печати органических субстратов, содержащих гидроксильную группу или азот.

Крашение или печать может быть выполнено в соответствии с известными способами, обычными в области активных красителей.

В предпочтительном способе крашения метод крашения до истощения ванны применяют при температурах в интервале от 40 до 100°C, более предпочтительно от 50 до 80°C. Активный краситель формулы (I), или его смесь, или смесь соединений формулы (Ib), (Ic), (Id) и (Ie) обладают хорошими выбираемостью и фиксацией. Кроме того, любой незафиксированный краситель легко смывается с субстрата.

В предпочтительном способе печати применяют метод плюсования, например плюсовочно-запарный метод, плюсовочно-термофиксационный метод, плюсовочный метод, плюсовочно-накатный метод, плюсовочно-джиггерный метод и плюсовочно-роллерный метод.

В ином случае печать может быть проведена с использованием краскоструйных методов. Приготовление краски для краскоструйной печати включает в себя использование красителя, или смеси красителей в соответствии с формулой (I), или его соли, или их смеси, или смеси соединений формулы (Ib), (Ic), (Id) и (Ie). Окраски или печать, полученные с использованием указанного активного красителя, проявляют хорошую прочность.

Красители или смеси красителей выбираются волокнами очень быстро, что приводит к быстрым циклам процесса, например, в непрерывных процессах крашения. Ровняющие свойства также хорошие.

Крашения и печать, полученные с использованием смесей красителей проявляют хорошие прочностные свойства, которые сравнимы со свойствами устойчивости, полученными только с соединением формулы (I).

Следующие примеры иллюстрируют изобретение. В данных примерах все части и проценты являются массовыми, если не указано обратного, и все температуры даны в градусах Цельсия.

ПРИМЕР 1

63,8 частей 1-амино-8-гидроксинафталин-4,6-дисульфоновой кислоты растворяли в 600 частях воды при 10-15°C. pH доводили раствором гидроксида натрия до 6-7. Этот раствор добавляли частями к суспензии, которую готовили из 200 частей смеси вода/лед и 37 частей 2,4,6-трихлортриазина в присутствии поверхностно-активного вещества. По завершении конденсации добавляют 70 частей 3-этиламино-фенил-(2'сульфатоэтил)сульфона и повышают pH до 3,5-4 добавлением 15% раствора карбоната натрия в течение 3-4 часов. Получают азосоставляющую следующей формулы (IIId)

58 частей 4-аминофенил-(2'сульфатоэтил)сульфона в растворе 120 частей воды, 120 частей льда и 40 частей 30% раствора HCl диазотируют 52 частями 4н раствора нитрита натрия. Этот реакционный раствор добавляют к азосоставляющей формулы (IIId). Значение рН доводят до 5-5,5 добавлением 15% раствора карбоната натрия и поддерживают температуру 15-20°C. После бесцветной пробы «на вытек» полученное соединение формулы (IV)

высаливают, отфильтровывают и сушат под вакуумом при 50°C или распылительной сушкой. Полученное соединение дает на целлюлозных волокнах оттенки красного. Окраски, полученные в результате, демонстрировали отличную устойчивость к свету и мокрым обработкам, тогда как нефиксированные красители могут легко смываться даже при глубоком крашении. Данный краситель обладает отличными миграционными свойствами в солевой фазе.

Следующие Примеры 2-18 выполнены в соответствии со способами, описанными в Примере 1.

ТАБЛИЦА 1Примеры 2-17
Пример	Положение-O2S-	Положение-SO3H	r	R2	R3	X
2	4	3	-CH2CH3	H	H	F
3	4	3	-CH2CH3	H	H	Cl
4	4	4	-CH2CH3	H	H	F
5	4	3	-CH3	H	H	F
6	5	3	-CH2CH3	(2)-OCH3	H	Cl
7	4	3	-CH2CH3	(2)-OCH3	(5)-CH3	Cl
8	4	3	-CH3	(2)-OCH3	(5)-OCH3	F
9	4	4	-CH2CH3	(2)-OCH3	(5)-OCH3	Cl
10	4	4	-CH2CH3	(2)-SO3H	H	Cl
11	5	3	-CH3	(2)-SO3H	H	F
12	5	3	-CH2CH3	(2)-SO3H	H	Cl
13	4	3	-CH2CH3	(2)-SO3H	H	Cl
14	4	3	-CH2CH3	(2)-SO3H	H	F
15	3	3	-CH2CH3	(4)-OCH3	H	Cl

Следующие примеры 16-31 выполнены в соответствии со способом, описанным в Примере 1. Но полученные соединения в соответствии с формулой (Ib) взаимодействуют с соединениями формулы (Ic) при добавлении 2 моль NaOH.

ТАБЛИЦА 2Примеры 16-30
Пр.	Положение-O2S-	Положение-SO3H	r1	R2	R3	X
16	4	3	-CH2CH3	H	H	F
17	4	3	-CH2CH3	H	H	Cl
18	4	4	-CH2CH3	H	H	Cl
19	4	4	-CH2CH3	H	H	F
20	4	3	-CH3	H	H	F
21	5	3	-CH2CH3	(2)-OCH3	H	Cl
22	4	3	-CH2CH3	(2)-OCH3	(5)-CH3	Cl
23	4	3	-CH3	(2)-OCH3	(5)-OCH3	F
34	4	4	-CH2CH3	(2)-OCH3	(5)-OCH3	Cl
25	4	4	-CH2CH3	(2)-SO3H	H	Cl
26	5	3	-CH3	(2)-SO3H 3H	H	F
27	5	3	-CH2CH3	(2)-SO3H	H	Cl
28	4	3	-CH2CH3	(2)-SO3H	H	Cl
29	4	3	-CH2CH3	(2)-SO3H	H	F
30	3	3	-CH2CH3	(2)-OCH3	H	Cl

ПРИМЕР 31

Повторяют способ в соответствии с Примером 1. Но вместо высаливания в соединения формулы (IV)

добавляют 1 моль NaOH при температуре 25°C и при pH 7-8. Реакционную смесь перемешивают в течение 5 ч. Полученный состав содержит примерно 25 масс.% соединения формулы (IV), примерно 50% смеси соединений формулы (V) и (VI)

и примерно 25% соединения формулы (VII)

Полученный состав дает на целлюлозных волокнах оттенки красного. Полученные окраски проявляют отличную устойчивость к свету и мокрым обработкам, тогда как нефиксированные красители легко смываются даже при глубоком крашении. Данная смесь красителей обладает отличными миграционными свойствоми в солевой фазе. Соотношение этих компонентов можно варьировать мольной долей добавленного NaOH.

Следующие примеры 32-45 выполнены в соответствии со способом, описанным в Примере 31. Полученная смесь красителей содержит такое же соотношение каждого компонента (Ib), (Ic), (Id) и (Ie).

ТАБЛИЦА 3Примеры 32-45

Пр.	Положение -O2S-	Положение -SO3H	r1	R2	R3	X
32	4	3	-CH2CH3	H	H	F
33	4	3	-CH2CH3	H	H	Cl
34	4	4	-CH2CH3	H	H	F
35	4	3	-CH3	H	H	F
36	5	3	-CH2CH3	(2)-OCH3	H	Cl
37	4	3	-CH2CH3	(2)-OCH3	(5)-CH3	Cl
38	4	3	-CH3	(2)-OCH3	(5)-OCH3	F
39	4	4	-CH2CH3	(2)-OCH3	(5)-OCH3	Cl
40	4	4	-CH2CH3	(2)-SO3H	H	Cl
41	5	3	-CH3	(2)-SO3H.3H	H	F
42	5	3	-CH2CH3	(2)-SO3H	H	Cl
43	4	3	-CH2CH3	(2)-SO3H	H	Cl
44	4	3	-CH2CH3	(2)-SO3H	H	F
45	3	3	-CH2CH3	(4)-OCH3	H	Cl

ПРИМЕР ПРИМЕНЕНИЯ A

0,3 части красителя Примера 1 растворяют в 150 частях деминерализованной воды и 12 частях NaCl. Красильную ванну нагревают до 60°C, затем добавляют 10 частей хлопковых волокон (отбеленных). Через 30 минут при 60°C в ванну добавляют 3 части (кальцинированного) карбоната натрия. Добавление проводят частями по 0,1, 0,3, 0,6 и 2 части каждые 10 мин. Во время добавления карбоната натрия поддерживают температуру 60°C. Затем красильную ванну нагревают до 60°C и крашение осуществляют в течение еще одного часа при 60°C. Окрашенное волокно затем промывают проточной холодной водой в течение 3 минут, а затем проточной теплой водой в течение еще 3 минут. Окрашенную ткань промывают при кипении в течение 15 минут в 500 частях деминерализованной воды в присутствии 0,25 частей марсельского мыла. После того, как окрашиваемую ткань промыли проточной теплой водой (в течение 3 минут) и центрифугировали, ее сушат в сушильном шкафу примерно при 70°C. Получают хлопок, окрашенный в красный, с отличной устойчивостью к свету и мокрым обработкам.

Аналогичным образом красители, также как и смеси, представленные в Таблицах 1-3, используют для крашения хлопка в соответствии со способом, описанным в Примере применения A.

ПРИМЕР ПРИМЕНЕНИЯ B

В красильную ванну, содержащую 100 частей деминерализованной воды и 8 частей глауберовой соли (кальцинированной), добавляют 10 частей (отбеленных) хлопчатобумажных волокон. Ванну нагревают до 50°C в течение 10 минут и добавляют 0,5 части смеси красителей из Примера 36. Еще через 30 минут при 50°C добавляют 1 часть карбоната натрия (кальцинированного). Затем красящую ванну нагревают до 60°C и крашение продолжают при 60°C в течение еще 45 минут. Окрашенную ткань промывают холодной и затем теплой водой и промывают при кипячении в соответствии со способом Примера применения А. После промывания и сушки получают хлопок, окрашенный в красный.

Аналогичным образом красители, также как и смеси, представленные в Таблицах 1-3, используют для крашения хлопка в соответствии со способом, описанным в Примере применения В.

ПРИМЕР ПРИМЕНЕНИЯ C

20 частей красящего состава из Примера 36 растворяют в 1000 частях деминерализованной воды, а затем добавляют 75 частей 27 масс.% силиката натрия и 24 части 30 масс.% раствора гидроксида натрия. Этот красящий раствор наносят каландрированием на 100 частей отбеленного хлопчатобумажного кретона при 25°C до 65% поглощения влаги и затем ткань пропитывают при комнатной температуре в течение 5 часов. Окрашенную ткань промывают сначала проточной холодной водой и затем теплой водой, а затем промывают, как описано в Примере применения А. Промывка и сушка дают хлопок, окрашенный в красный, с хорошей устойчивостью к свету и мокрым обработкам.

ПРИМЕР ПРИМЕНЕНИЯ D

Печатную пасту, состоящую из 40 частей красителя из Примера 1, 100 частей мочевины, 350 частей воды, 500 частей 4% загустителя альгината натрия и 10 частей бикарбоната натрия, всего 1000 частей, наносят на хлопчатобумажную ткань в соответствии с обычными способами печати. Отпечатанную ткань сушат и фиксируют на пару при 102-104°C в течение 4-8 минут. Ткань промывают в холодной и затем в теплой воде, промывают при кипении (в соответствии со способом, описанным в Примере применения А) и сушат. Получают красную печать с хорошими общими прочностными свойствами.

Аналогично этому данные красители, также как и смеси, представленные в Таблицах 1-3, используют для печати хлопка в соответствии со способом, представленным в Примере применения С.

ПРИМЕР ПРИМЕНЕНИЯ E

2,5 части красителя, полученного в Примере 1, растворяют при перемешивании при 25°C в смеси из 20 частей диэтиленгликоля и 77,5 частей воды для получения краски для печати, подходящей для краскоструйной печати.

Таким же образом данные красители, а также и смеси, представленные в Таблицах 1-3, могут быть также использованы аналогичным образом для описанного в Примере применения D.

1. Соединение формулы (I)

где R₁ представляет собой радикал -C₂H₅;

R₂ и R₃ представляют собой независимо друг от друга Н; C_1-2-алкил; -SO₃Н или -OC_1-2-алкил;

Х представляет собой атом галогена;

Y означает -СН=СН₂ или -CH₂CH₂-Z, где Z представляет собой радикал, который может быть отщеплен щелочью,

или его соль и/или их смеси солей

при условии, что

(i) соединения следующей формулы

где Х и Y имеют те же значения, как определенно выше и R₄ означает метил или этил, исключены из объема охраны, и

(ii) смеси по меньшей мере с одним из соединений формулы

(I) где Х представляет собой Cl и по меньшей мере одним соединением формулы (I) где Х представляет собой F, также исключены из объема охраны.

2. Соединение формулы (I) по п.1, имеющее формулу (Ia')

где X' представляет собой Cl или F;

R'₁ представляет собой -C₂H₅;

R'₂ и R'₃ независимо друг от друга представляют собой Н; C_1-2-алккл; -SO₃Н или -ОС_1-2алкил;

Y означает -СН=СН₂ или -CH₂CH₂-Z, где Z представляет собой -OSO₃Н группу,

или их соль и/или их смеси при условии, что

(ii) смеси по меньшей мере с одним из соединений формулы (I), где Х представляет собой Cl и по меньшей мере одним соединением формулы (I), где Х представляет собой F, исключены из объема охраны.

3. Смесь, содержащая соединение формулы (Ib), соответствующее формуле (I)

и соединение формулы (Ic), соответствующее формуле (I)

и смесь соединения формулы (Id) и соединения формулы (Ie), соответствующих формуле (I)

где все заместители имеют те же значения, как определено в любом из предыдущих пунктов и каждый заместитель имеет то же значение в формуле (Ib), (Ic) (Id) и (Ie), все группы фиксированы в том же положении в формуле (Ib), (Ic), (Id) и (Ie).

4. Способ получения активного красителя формулы (I), как определено в пп.1-3 или его соли, включающий в себя стадию взаимодействия диазотированного соединения формулы (II)

где Y, R₂ и R₃ имеют значения, как определено выше в любом из предыдущих пунктов,

с соединением формулы (III)

где X, Y и R₁ имеют значения, как определено в любом из предыдущих пунктов.

5. Способ получения смеси, как определено в п.3, отличающийся тем, что соединение формулы (Ib)

где все заместители определены как в любом из предыдущих пунктов, взаимодействует с NaOH.

6. Применение активного красителя формулы (I) или его смеси, как определено в любом из предыдущих пп.1-3, для крашения или краскоструйной печати органических субстратов, содержащих гидроксигруппу или азот.

7. Способ получения краски для краскоструйной печати, включающий в себя применение красителя или смеси красителей по любому из пп.1-3.

8. Органический субстрат, содержащий гидроксигруппу или азот, окрашенный или отпечатанный активным красителем формулы (I), как определено в любом из пп.1-3.