ПРОИЗВОДНЫЕ 1,1`-БИНАФТИЛ-4,4`,5,5`-ТЕТРАКАРБОКСИ-8,8`-ДИСУЛЬФОКИСЛОТЫ В КАЧЕСТВЕ КРАСИТЕЛЕЙ ТИПА КУБОГЕНОВ ДЛЯ ЦЕЛЛЮЛОЗОСОДЕРЖАЩИХ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 1995 года по МПК C09B7/00 C07C63/33 D06P1/22 

Изобретение относится к новым химическим соединениям, а именно к производным 1,1^I -бинафтил-4,4^I ,5,5^I -тетракарбокси 8,8^I-дисульфокислоты общей формулы 1

где R₁ - Н, СН₃, н-С₄Н₉, циклогексил, арил;
R₂ - Н, СН₃, Cl, которые могут быть использованы в качестве красителей для текстильных материалов целлюлозной природы, а также для получения соответствующих производных 3,4,9,10-перилентетракарбоновой кислоты.

Известны производные 1,1^I -бинафтил-4,4^I ,5,5^I ,8,8^I-гексакарбоновой кислоты, которые используются для крашения и печатания текстильных целлюлозных материалов (1,2). Образуемые ими окраски красных, фиолетовых и синих цветов различных оттенков отличаются яркостью и высокой устойчивостью ко всем видам физико-химических воздействий.

К числу недостатков указанных красителей следует отнести то, что оптимальные условия для их применения могут быть обеспечены только восстановителями с низкой реакционной способностью, в частности ронгалитом, под действием которого исходный кубоген количественно превращается в соответствующий кубовый краситель. Использование же ронгалита приводит к необходимости проведения процессов колорирования при повышенных температуpах (около 100^оС) и продолжительное время (до 3 мин).

Применение реакционно-способного восстановителя - гидросульфита натрия обеспечивает превращение кубогена в кубовый краситель лишь на 50-60%, что нецелесообразно с экономической точки зрения.

Целью изобретения является синтез новых соединений, а именно производных 1,1^I -бинафтил-4,4^I ,5,5^I -тетракарбокси-8,8^I-дисульфокислоты, которые могут быть непосредственно использованы в качестве красителей типа кубогенов для текстильных материалов целлюлозной природы, а также в качестве исходных соединений для получения соответствующих производных 3,4, 9,10-перилентетракарбоновой кислоты под действием различных по активности восстановителей (ронгалит, гидросульфит натрия и др.) с количественным выходом (до 95-98%).

Синтез указанных соединений осуществляется конденсацией 1,1^I-бинафтил-4,4^I , 5,5^I -тетракарбокси-8,8^I -дисульфокислоты (III) или ее диангидрида (IV) с ароматическими или алифатическими аминами и о-диаминами в воде, среде амина или органических растворителях с последующим выделением известными методами

Подобные производные 1,1^I -бинафтил-4,4^I , 5,5^I -тетракарбокси-8,8^I-дисульфокислоты и их свойства в литературе не описаны.

Для крашения полученными красителями могут быть использованы восстановители с различной реакционной способностью, напpимер, ронгалит и гидросульфит натрия, которые позволяют достигать высокую степень фиксации (до 100%) красителя на волокне в широком интервале температур - от 20 до 105^оС и значений рН 8-14.

Выход и данные анализов, синтезированных производных 1,1^I-бинафтил-4,4^I , 5,5^I -тетракарбокси-8,8^I -дисульфокислоты приведены в табл.1 (для диимидов), табл.2 (для дибензимидазолов) и табл.3 (для имидов бензимидазола).

П р и м е р 1. 11,1 г (0,02 г-мол) диангидрида 1,1^I -бинафтил-4,4^I,5,5^I -тетракарбокси-8,8^I -дисульфокислоты добавляют в 200 мл 25%-ного раствора аммиака, нагревают до кипения и выдерживают 2 ч. Затем осадок отфильтровывают, сушат.

П р и м е р 2. Аналогично примеру 1 проводят конденсацию с метиламином.

П р и м е р 3. В 14 мл бутиламина вносят 2,22 г (0,004 г-мол) диангидрида 1,1^I -бинафтил-4,4^I ,5,5^I -тетракарбокси-8,8^I-дисульфокислоты, нагревают до кипения и выдерживают 3 ч. Затем реакционную массу охлаждают и выливают на 30 мл 15%-ной соляной кислоты. Выпавший осадок отфильтровывают, промывают 5%-ным раствором соляной кислоты и сушат.

П р и м е р 4. Аналогично примеру 3 проводят конденсацию с циклогексиламином.

П р и м е р 5. Аналогично примеру 8 проводят реакцию с анилином.

П р и м е р 6. К раствору 5,54 г (0,01 г-моль) диангидрида 1,1^I-бинафтил-4,4^I ,5,5^I -тетракарбокси-8,8^I -дисульфокислоты в 50 мл воды добавляют 2 г ацетата натрия и 2,3 мл м-толуидина, нагревают до 80-85^оС и выдерживают при этой температуре в течение 2 ч. Затем реакционную массу подкисляют до рН 1 соляной кислотой, осадок отфильтровывают, промывают водой и сушат.

П р и м е р 7. Аналогично примеру 6 проводят конденсацию с п-хлоранилином.

П р и м е р 8. В суспензию 15 мл уксусной кислоты и 7,0 г п-броманилина загружают 2,22 г (0,004 г-моль) диангидрида 1,1^I-бинафтил-4,4^I ,5,5^I -тетракарбокси-8,8^I -дисульфокислоты и нагревают при 95-100^оС в течение 3 ч.

После охлаждения осадок отфильтровывают, промывают уксусной кислотой и сушат.

П р и м е р 9. Аналогично примеру 3, но при 150-155^оС проводят реакцию с п-фенетидином.

П р и м е р 10. Аналогично примеру 8 проводят конденсацию с п-анизидином.

П р и м е р 11. Аналогично примеру 8 проводят конденсацию с п-ксилидином.

П р и м е р 12. Аналогично примеру 8 проводят конденсацию с 3,5-ксилидином.

Синтез дибензимидазолов 1,1^I -бинафтил-4,4^I ,5,5^I-тетракарбокси-8,8^I -дисульфокислоты (табл.2, соединения 13-15).

П р и м е р 13. Конденсацию диангидрида 1,1^I -бинафтил-4,4^I ,5,5 ^I-тетракарбокси-8,8^I -дисульфокислоты проводят в условиях примера 8.

П р и м е р 14. К раствору 2,22 г (0,004 г-моль) диангидрида 1,1^I-бинафтил-4,4^I , 5,5^I -тетракарбокси-8,8^I -дисульфокислоты в 30 мл диметилформамида добавляют 1,22 г (0,01 г-моль) 4-метил-о-фенилендиамина, нагревают до 125^оС и выдерживают при этой температуре в течение 6 ч. По окончании реакции массу выливают на 150 мл 2%-ного раствора соляной кислоты, выпавший осадок отфильтровывают, промывают водой и сушат.

П р и м е р 15. Аналогично условиям примера 14 проводят конденсацию с 4-хлор-о-фенилендиамином.

Синтез имидов бензимидазола 1,1^I -бинафтил-4,4^I ,5,5^I-тетракарбокси-8,8^I -дисульфокислоты (табл.3).

П р и м е р 16. К раствору 5,54 г (0,01 г-моль) диангидрида 1,1^I-бинафтил-4,4^I ,5,5^I -тетракарбокси-8,8^I -дисульфокислоты в 50 мл воды добавляют 10%-ный раствор едкого натра до значения рН 6,5-7,0, нагревают до 95-100^оС, загружают 1,3 г (0,012 г-моль) о-фенилендиамина и выдерживают в течение 3 ч. По окончании реакции отфильтровывают, фильтрат подкисляют соляной кислотой, выпавший осадок отфильтровывают, промывают водой, отжимают. Полученную пасту загружают в 100 мл 25%-ного раствора аммиака и реакционную массу нагревают на кипящей водяной бане в течение 5 ч. По окончании реакционную массу отфильтровывают, промывают водой и сушат.

П р и м е р 17. Аналогично примеру 16 проводят реакцию с метиламином.

П р и м е р 18. а) К раствору 5,54 г (0,01 г-моль) диангидрида 1,1^I -бинафтил-4,4^I ,5,5^I -тетракарбокси-8,8^I -дисульфокислоты в 50 мл воды добавляют 10% раствор едкого натра до значения рН 6,5-7,0 и нагревают до 95-100^оС, после чего загружают 1,30 (0,012 г-моль) о-фенилендиамина. Реакционную массу выдерживают при 95-100^оС в течение 3 ч, отфильтровывают.

б) полученный по п. а) фильтрат подкисляют с помощью уксусной кислоты до значения рН 4,5-5,0, добавляют 2 мл анилина, нагревают до кипения и выдерживают 6 ч. По окончании реакции полученную суспензию подкисляют концентрированной соляной кислотой до рН 1, осадок отфильтровывают, промывают водой и сушат.

П р и м е р 19. Аналогично примеру 18 проводят конденсацию с м-толуидином.

П р и м е р 20. Аналогично примеру 18 проводят конденсацию с п-хлоранилином.

П р и м е р 21. Аналогично примеру 18 проводят конденсацию с п-анизидином.

П р и м е р 22. Аналогично примеру 18 проводят конденсацию с п-броманилином.

П р и м е р 23. Аналогично примеру 18 проводят конденсацию с п-ксилидином.

П р и м е р 24. Аналогично примеру 18 проводят конденсацию с -бутиламином.

П р и м е р 25. Аналогично примеру 18 проводят конденсацию с циклогексиламином.

Восстановительная циклизация производных 1,1^I -бинафтил-4,4^I , 5,5^I-тетракарбокси-8,8^I -дисульфокислоты (выходы образующихся соответствующих производных ПТКК приведены в табл.1-3).

П р и м е р 26. а) 0,0003 моль соответствующего производного дисульфокислоты растворяют в 150 мл 2%-ного раствора NaOH, добавляют 4,5 г гидросульфита натрия, нагревают до 50^оС и выдерживают в течение 25-30 мин. Затем в полученный красно-фиолетовый раствор продувают воздух до исчезновения восстановителя, выпавший осадок отфильтровывают, промывают водой и сушат.

б) 0,003 моль соответствующего сульфокубогена растворяют в 125 мл 1%-ного раствора едкого натра, добавляют 1,0 г оксиметиленсульфината натрия (ронгалит), нагревают до 95-98^оС и выдерживают в течение 30 мин.

По окончании выдержки через полученный красно-фиолетовый раствор продувают воздух до исчезновения восстановителя, выпавший осадок отфильтровывают, промывают водой и сушат.

Применение производных 1,1^I -бинафтил-4,4^I, 5,5^I-тетракарбокси-8,8^I -дисульфокислоты для крашения и печати целлюлозных текстильных материалов.

П р и м е р 27. 2 г хлопчатобумажной ткани арт. 203 помещают в 100 мл раствора, содержащего 0,05 г соединения из примера 2, 0,5 г гидросульфита натрия, 1,2 г углекислого натрия и красят при комнатной температуре, периодически перемешивая в течение 45 мин. Образец окрашенной ткани окисляют в холодной проточной воде, мылуют на кипу, промывают и высушивают.

На ткани образуется интенсивная окраска красного цвета, характеризующаяся высокой устойчивостью к физико-химическим воздействиям.

П р и м е р 28. Хлопчатобумажную ткань арт. 203 пропитывают раствором, содержащим 30 г/л кубогена из примера 14, высушивают, пропитывают проявительным составом: 40 г/л гидросульфита натрия, 40 мл/л гидроокиси натрия (32,5% ) и 80 г/л хлористого натрия и запаривают при 101-103^оС и 100% влажности в течение 45 с. Затем окрашенный образец окисляют в холодной проточной воде, мылуют на кипу, промывают и высушивают.

На ткани образуется интенсивная окраска синего цвета, характеризующаяся высокой устойчивостью к физико-химическим воздействиям.

П р и м е р 29. Печатную краску состава, г/кг: Соед. по примеру 18 30 Глицерин 80 Ронгалит 100 Углекислый натрий 40 Загустка крахм.-траг До 1 кг. Наносят на хлопчатобумажную ткань арт. 203, высушивают и запаривают при 101-103^оС и 100%-ной влажности пара в течение 7 мин. Затем образец окисляют в проточной холодной воде, мылуют на кипу, промывают и высушивают. На ткани образуется интенсивная окраска фиолетового цвета, характеризующаяся высокой устойчивостью к физико-химическим воздействиям.

Назначение: производные 1,1′ -бинафтил- 4,4′,5′5 -тетракарбокси- 8,8′ -дисульфокислоты в качестве красителей типа кубогенов для текстильных материалов целлюлозной природы. Сущность изобретения: изобретение относится к новым химическим соединениям, а именно к производным 1,1° -бинафтил- 4,4′,5,5′ -тетракарбокси- 8,8′ -дисульфокислоты, которые позволяют получить соответствующие производные 3,4,9,10-перилентетракарбоновой кислоты под действием различных по активности восстановителей, при этом текстильный материал целлюлозной природы окрашивается в красные, фиолетовые и синие цвета разных оттенков. Указанные соединения получают конденсацией 1,1′ -бинафтил- 4,4′,5,5′ -тетракарбокси- 8,8′-дисульфокислоты или ее диангидрида с ароматическими или алифатическими аминами или о-диаминами в воде, органических растворителях или среде амина с последующим выделением известными методами. Производные 1,1′ -бинафтил- 4,4′,5,5′-тетракарбокси-8,8′ -дисульфокислоты под действием различных по активности восстановителей /ронгалит, дитионит натрия и др./ переходят в соответствующие производные 3,4,9,10-перилентетракарбоновой кислоты с количественным выходом до 95-98%. При этом достигается высокая степень фиксации красителя на волокне /до 100%/ в широком интервале температур от 20 - до 105°С и значений pH 8-14. 3 табл.

ПРОИЗВОДНЫЕ 1,1'-БИНАФТИЛ-4,4',5,5'-ТЕТРАКАРБОКСИ-8,8'-ДИСУЛЬФОКИСЛОТЫ В КАЧЕСТВЕ КРАСИТЕЛЕЙ ТИПА КУБОГЕНОВ ДЛЯ ЦЕЛЛЮЛОЗОСОДЕРЖАЩИХ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ.

Производные 1,1¹-бинафтил-4,4¹, 5,5¹-тетракарбокси-8,8¹-дисульфокислоты общей формулы



при R₁ - H, CH₃, H -C₄H₉, циклогексил, арил;
R₂ - H, CH₃, Cl
в качестве красителей типа кубогенов для целлюлозосодержащих текстильных материалов.