СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРАСНОГО ОЛИГОМЕРНОГО КРАСИТЕЛЯ НА ОСНОВЕ 1-АМИНОАНТРАХИНОНА ДЛЯ ОКРАШИВАНИЯ ТЕРМОПЛАСТОВ Российский патент 2024 года по МПК C09B1/26 C09B69/10 C08J3/20 

Изобретение относится к области органических красителей, а именно к способу получения полимерорастворимых красителей, содержащих в молекуле фрагменты полимера, то есть к способу получения олигомерных красителей, содержащих в своей структуре фрагмент антрахинонового хромофора и может быть использовано для окрашивания полимерных материалов, в первую очередь ПВХ и полиолефинов.

Мировое производство термопластов, как и необходимость их колорирования (окрашивания) в зависимости от конкретной области применения постоянно расширяются. В настоящее время для этого в основном используются красящие концентраты, содержащие полимер, пигмент определенной строгой дисперсности и добавки, обеспечивающие распределение твердых частиц пигмента в массе термопласта [Крашение пластмасс. Под ред. Парамонковой Л. // Химия, 1980. 320 стр]. Недостатки этого способа – конкретный, достаточно дорогой и сложный состав концентрата для каждого термопласта, возможное ухудшение физико-механических, электроизоляционных характеристик и устойчивости к низким температурам для окрашенного изделия.

Эти недостатки устраняются и соответствующие показатели повышаются при использовании специальных органических красителей (не пигментов), состоящих их хромофорной системы и олигомерного фрагмента, обеспечивающего растворение красителя в полимере при переработке и исключающего миграцию на поверхность после охлаждения термопласта [Хромов А.В. Синтез и изучение свойств красителей, содержащих олигомерные группировки: дис. канд. хим. наук: 02.00.03. – М., 2007. – 197 с.] Олигомер получается на основе эпоксидной смолы определенной молекулярной массы и соединения-якоря, взаимодействующего только с одной эпоксидной группой этой смолы и придающую конечному продукту высокую миграционную устойчивость. Также олигомерные красители, за счет их растворимости в большинстве органических сред с образованием прозрачных растворов могут быть рассмотрены в качестве замены пигментов при получении окрашенных лаковых покрытий при УФ-отверждении.

Прототипом изобретения является метод получения олигомерных красителей на основе различных металлокомплексов азокрасителей, содержащих сульфонамидные группы [патент РФ № 2069680 C1, прототип].

Недостатками метода получения олигомерных красителей, описанных в прототипе, является ограниченный ассортимент получаемых продуктов, обусловленный использованием азокрасителей и их металлокомплексов в качестве хромофорного фрагмента, а также необходимость использования высоких температур и инертной атмосферы в процессе их получения, что может приводить к потемнению продукта и ухудшению его колористических характеристик.

В связи с этим разработка новых методов получения олигомерных красителей, в особенности на основе производных антрахинона, которые отличаются высокими показателями светостойкости и термической устойчивостью, и лишенных названных выше недостатков представляет важную задачу.

Технической задачей изобретения является синтез нового олигомерного красителя красного цвета, обладающего высокой миграционной устойчивостью и термостабильностью в более мягких условиях.

Поставленная задача решается путем взаимодействия эпоксидиановой смолы ЭД-8 с абиетиновой кислотой и красителем, содержащим карбоксильную группу, отличающийся тем, что процесс проводят в присутствии диметилмиристиламина в качестве катализатора и температуре 150°C.

Синтез 3-((9,10-диоксо-9,10-дигидроантрацен-1-ил)амино)пропановой кислоты производится алкилированием 1-аминоантрахинона акриловой кислотой в присутствии ацетата меди. Полученный продукт вводится в реакцию с олигоэпоксифиром в присутствии диметилмиристиламина в качестве катализатора при температуре 150°C. Использование такого катализатора позволяет проводить взаимодействие хромофора с олигоэпоксиэфиром в 2-3 раза быстрее и при более низких температурах чем описано в прототипе что позволяет улучшить яркость и чистоту цвета.

Полученный олигомерный краситель может использоваться для окрашивания разнообразных полимерных материалов, таких как полистирол, полиакрилаты, полиэтилен и поливинилхлорид и обладает выской термо- и светостабильностью, а также устойчивостью к миграции.

Схема синтеза красного олигомерного красителя для окрашивания термопластов представлена на фиг. 1.

Пример 1. Получение 3-((9,10-диоксо-9,10-дигидроантрацен-1-ил)амино)пропановой кислоты.

8.92 г 1-аминоантрахинона и 3.62 г ацетата меди (II) растворяют в 50 мл акриловой кислоты, после чего реакционную массу перемешивают при температуре кипения в течении 6 часов. По окончании выдержки полученный раствор выливают в 400 мл воды, отфильтровывают выпавший осадок и промывают его 200 мл воды. Полученный таким образом продукт очищают, обрабатывая его 100 мл кипящего изопропанола, после чего полученную суспензию охлаждают до комнатной температуры. Продукт отфильтровывают и промывают небольшим количеством изопропанола, и получают 9.9 г (84%) 3-((9,10-диоксо-9,10-дигирдроантрацен-1-ил)амино)пропановой кислоты в виде темно-красного порошка с т.пл. 190-191 ^оС.

Строение полученного продукта также было подтверждено данными ¹Н ЯМР спектроскопии, спектр ¹H ЯМР зарегистрирован на cпектрометре Bruker Avance с рабочей частотой 400 МГц в ДМСО-d6, внутренний стандарт – сигналы остаточных протонов растворителя (2.50 м.д.). ¹H ЯМР (400 МГц, ДМСО-d6) δ 9.76 (с, 1H, NH), 8.19 (д, J = 7.7 Гц, 1H, H-Ar), 8.13 (д, J = 7.5 Гц, 1H, H-Ar), 7.90 т, J = 7.4 Гц, 1H, H-Ar), 7.84 (т, J = 7.4 Гц, 1H, H-Ar), 7.66 (т, J = 8.0 Гц, 1H, H-Ar), 7.45 (д, J = 7.2 Гц, 1H, H-Ar), 7.31 (д, J = 8.6 Гц, 1H, H-Ar), 3.63 (м, 2H, СН2), 2.67 (м, 2H, СН2). ИК спектр зарегистрирован в таблетке KBr на спектрофотометре Shimadzu IRAffinity-1 FTIR. ИК (KBr) ν (cм−1) 3435 (OH), 3273 (NH), 3085, 3038, 2962, 2914, 2751, 1717 (C=O), 1658 (C=O), 1633 (C=O), 1593, 1510, 1270, 1078, 905, 732, 711. Электронный спектр поглощения зарегистрирован на приборе Shimadzu UV-1800, λмакс = 505 нм (этанол).

Пример 2. Получение олигоэпоксиэфира.

В трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой и термометром, загружают 100 г эпоксидной смолы ЭД-8 (эпоксидное число 8,34%). Смесь нагревают до 140 °C, после чего аккуратно вносят 20 г технической абиетиновой кислоты. После внесения канифоли добавляют 0.1 г диметилмиристиламина и нагревают расплав до 150 °C. Выдерживают при этой температуре 1,5 часа и выливают массу на гладкую поверхность. Выход принимается количественным.

Пример 3. Получение красного олигомерного красителя

В трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой и термометром, загружают 25 грамм олигоэпоксиэфира и нагревают до 150 °C, затем в расплав при перемешивании добавляют 4 грамма 3-((9,10-диоксо-9,10-дигидроантрацен-1-ил)амино)пропановой кислоты. После полного растворения красителя в массе олигоэпоксиэфира добавляют 0.1 г диметилмиристиламина и перемешивают реакционную массу в течение 1 часа. Затем продукт выливают на гладкую поверхность и после застывания измельчают в мельнице.

Результаты получены при использовании оборудования центра коллективного пользования РХТУ им. Д. И. Менделеева.

Изобретение относится к области органических красителей для окрашивания полимерных материалов, конкретно к способу получения красного олигомерного красителя на основе 1-аминоантрахинона для окрашивания термопластов путем взаимодействия олигоэпоксиэфира с 3-((9,10-диоксо-9,10-дигидроантрацен-1-ил)амино)пропановой кислотой, характеризующемуся тем, что процесс проводят в присутствии диметилмиристиламина при температуре 150°C в течение 1 часа. Техническим результатом изобретения является обеспечение синтеза целевого красителя красного цвета, обладающего высокой миграционной устойчивостью и термостабильностью в более мягких условиях. 1 ил., 3 пр.

Способ получения красного олигомерного красителя на основе 1-аминоантрахинона для окрашивания термопластов путем взаимодействия олигоэпоксиэфира с 3-((9,10-диоксо-9,10-дигидроантрацен-1-ил)амино)пропановой кислотой, отличающийся тем, что процесс проводят в присутствии диметилмиристиламина при температуре 150°C в течение 1 часа.