ПРОИЗВОДНЫЕ ТЕТРАФТОРБОРАТОВ ПИРИЛИЯ В КАЧЕСТВЕ КРАСЯЩИХ КОМПОНЕНТОВ НИТРАТЦЕЛЛЮЛОЗНОГО ТРЕКОВОГО ДЕТЕКТОРА Советский патент 1999 года по МПК C07D309/34 G01T5/00 

Изобретение относится к новым химическим соединениям, а именно к производным тетрафторборатов пирилия в качестве красящих компонентов нитратцеллюлозного трекового детектора, которые могут найти применение в качестве компонентов нитратцеллюлозного детектора (НЦД) ионизирующих излучений при поиске радиоактивных полезных ископаемых.

Цель - новые производные тетрафторборатов пирилия с новым для этого ряда свойством, которое позволяет использовать эти соединения в качестве красящих компонентов нитратцеллюлозного трекового детектора ионизирующих излучений, улучшающих эксплуатационные свойства НЦД.

Пример 1. Смесь 0,51 г (0,001 моль) тетрафторбората 2-метил-4,6-ди(4-изоамилоксифенил)пирилия и 0,16 г (0,0011 моль) n-диметиламинобензальдегида кипятят в 2 мл уксусного ангидрида 0,5 ч. По остывании смесь разбавляют эфиром до прекращения выделения осадка. Выпавший осадок отфильтровывают, промывают эфиром, сушат на воздухе. Выход тетрафторбората 2,4-ди-(4-изоамилоксифенил)-6-(4-диметиламиностирил)пирилия 0,6 г (95,5%). Перекристаллизация из уксусной кислоты, т. пл. 205 - 207^oC; λ_макс 425,600 нм (в CH₂Cl₂); ε_макс 3,7 • 10⁴; 5,6 • 10⁴ л/моль • см.

Найдено, %: N 2,29.

C₃₇H₄₄O₃BF₄N
Вычислено, %: N 2,20.

Пример 2. Реакцию проводят аналогично примеру 1, но вместо тетрафторбората 2-метил-4,6-ди(4-изоамилоксифенил)пирилия берут 0,422 г (0,001 моль) тетрафторбората 4-метил-2,6-ди(n-этоксифенил)пирилия. Выход тетрафторбората 2,6-ди(4-этоксифенил)-4-(4-диметиламиностирил)пирилия (II) 0,5 г (92%), т. пл. 14 - 40^oC; λ_макс 635 нм (в CH₂Cl₂); ε_макс 12,5 • 10⁴ л/моль • см.

Найдено, %: N 2,74.

C₃₁H₃₂O₃BF₄N
Вычислено, %: N 2,53.

Пример 3. Реакцию проводят аналогично примеру 2, но вместо n-диметиламинобензальдегида берут 0,193 г (0,0012 моль) n-диметиламинокоричного альдегида. Выход тетрафторбората 2,6-ди(4-этоксифенил)-4-[4-(4-диметиламинофенил)-1,3-бутадиенил]пирилия (III) 0,5 г (88%). Перекристаллизация из спирта, т. пл. 177 - 179^oC; λ_макс 485, 715 нм (в CH₂Cl₂); ε_макс 1,8 • 10⁴; 2,7 • 10⁴ л/моль • см.

Найдено, %: N 2,37.

C₃₃H₃₄O₃BF₄N
Вычислено, %: N 2,42.

Испытания соединений I - III в качестве компонентов НЦД.

При испытаниях установлено, что использование красителей формулы I - III в качестве компонентов НЦД существенно уменьшает скорость травления детектора (V_в), что приводит к получению более четкой картины треков заряженных частиц и облегчает их визуализацию.

Количество красителя составляло 1 - 5 мас.% по отношению к сухой массе нитрата целлюлозы. При концентрации 1% детектор имеет недостаточную оптическую плотность. Верхняя граница концентрации определяется достижением минимальной скорости травления НЦД при сохранении неизменной чувствительности детектора. Оптимальная концентрация красителя составляла 3%.

Соединения I - III вводили в состав композиции для полива НЦД следующего состава, мас.%:
Нитрат целлюлозы - 3,5
Ацетон - 28,9
Бутилацетат - 48,2
Дибутилфталат - 0,1
Бутанол - 19,3
В качестве контрольного образца использовали композицию НЦД без добавления красителя.

Композицию поливали на полиэтилентерефталатную основу при 30^oC. Полученные образцы сушили при 50^oC в течение 2 ч и травили в водном растворе гидроокиси натрия при 50^oC. Величину V_в определяли по известной методике.

Результаты испытаний зависимости скорости травления НЦД (V_в) от применяемого красителя и его концентрации приведены в таблице.

В таблице показано, что применение производных тетрафторборатов пирилия (I - III) существенно уменьшает скорость травления нитратцеллюлозного трекового детектора, что приводит к получению более четкой картины треков, облегчает их визуализацию.

Действие красителей на основе соединений (I - III) сравнивали с действием известного компонента НЦД - красного красителя Гразола GBN. Было установлено, что краситель Гразол GBN не растворяется в композиции на основе ацетона, бутанола, бутилацетата в качестве растворителей.

Однако в случае применения вместо ацетона смеси эфира и токсичного метанола получают детектор с красителем Гразол GBN. При этом величина V_в детектора составляет 1,9 мкм/ч, что хуже, чем в случае предложенных красителей I - III. Структурные аналоги соединений I - III (производные тетрафторбората 4-диметиламинопирилия) в качестве компонентов НЦД непригодны вследствие их плохого совмещения с композицией детектора.

Изобретение касается производных кислородсодержащих гетероциклических соединений, в частности тетрафторборатов 2-метил-4,6-ди(4-изоамилоксифенил)пирилия, 2,6-ди(4-этоксифенил)-4-(4-диметиламиностирил)пирилия или 2,6-ди(4-этоксифенил)-4-[4-(4-диметиламинофенил)-1,3-бутадиенил] пирилия, в качестве компонентов нитратцеллюлозных трековых детекторов для поиска радиоактивных ископаемых. Цель - создание эффективных соединений по новому указанному назначению. Синтез ведут реакцией соответствующей соли пирилия с n-диметиламинобензальдегидом или n-диметиламинокоричным альдегидом в среде уксусного ангидрида при кипячении. Выход, %; брутто ф-ла; т. пл., ^oC: а) 95,5; C₃₇H₄₄O₃BF₄N; 205 - 207; б) 92,0; C₃₁H₃₂O₃BF₄N; 140 - 141; в) 88; C₃₃H₃₄O₃BF₄N; 177 - 179. Новые соединения уменьшают скорость травления детекторов в 2 - 3 раза по сравнению с контролем и в 1,5 - 2 раза по сравнению с известным красителем Гразолом GBN. 1 табл.

Производные тетрафторборатов пирилия общей формулы

где R - остаток 4,6-ди(4-изоамилоксифенил)пирилия-2 или 2,6-ди(4-этоксифенил)пирилия-4;
n - целое число, равное 1, 2,
в качестве красящих компонентов нитратцеллюлозного трекового детектора.