Способ получения катионных красителей Советский патент 1980 года по МПК C09B43/00 C09B1/28 

1

Изобретение относится к области синтеза красителей для полиакрилонитрильных материалов, в частности к способу получения катионных красителей.

Известен способ получения катионных красителей алкилированием оснований аэо-, диазагемицианиновых и антрахиноновых красителей диметилсульфатом в среде растворителя - диметилформамида или диоксана - при 70120 С с последующим выделением фильтрацией или экстракцией с одновременной отгонкой растворителя 1.

Недостатком известного способа является сложность технологического процесса, связанная с использованием органических растворителей, в частности, большим числом стадий выделения красителя, отгонкой и регенерацией растворителя.

Кроме того, использование органических растворителей удорожает процесс, а проведение его при высокой температуре повышает пожаре- и взрывоопасность.

Известен также способ получения катионных красителей алкилированием оснований азо-, диазагемицианиновых

и антрахиноновых красителей диметилсульфатом в среде органических раст- ворителей - ароматических углеводоiродов, галогенуглеводсродов - при 7 О-10 О С с последующим выделением целевого продукта фильтрацией, отгонкой растворителя и сушкой 2.

Недостатком этого способа является сложность технологических опе10раций выделения красителя, высокая стоимость процесса, его потенциаль:Ная пожаро-, взрывоопасность и токсичность.

Цель изобретения - упрощение тех15нологического процесса, его удешевление и повышение безопасности.

Цель достигается тем, что в качестве растворителя используют воду и процесс ведут в присутствии двууг20лекислого натрия при 20-50 С.

Проведение процесса в водной среце возможно несмотря на способность диметилсульфатагидролиз ваться,поя действием воды, ввиду чего вовсех

25 известных способах делается упор на дегидратацию реакционной смеси (исходные основания, подлежащие алкилированию, сушат,,а применяемые растворители обезвоживают). Найде30но, что гидролиз диметилсульфата удается в значительной степени подавить, проводя алкилирование в вод ной среде в присутствии бикарбоната натрия и выбирая условия алкилирова ния (температуру, соотношение реаге тов) в зависимости от свойств алкилируемых соединений таким образом, чтобы оно проходило полно и быстро. Выбор условий отчасти определяется пределом устойчивости бика ната натрия в водных растворах, поэ тому температура кватернизации применяется не выше . В тех случая ргда реакция идет достаточно энергично, температуру можно понизить до , что способствует еще меньшей степени гидролиза диметилсульфа благодаря чему можно применять мень ишй его избыток. Пример. 12,3ч, водной пасты азокрасителя формулы N - С-М-N-- NH(.,., N содержащей 4,32 ч. основного вещест ва, смешивают с 2,8 ч двууглекислого натрия и 7,9 ч. диметилсульфата. Размешивают 30-40 мин при 20-40с, делая хроматографические пробы на исчезновение исходного соединения. По окончании реакции раствор фильтр ют. Он содержит 6,87 ч. катионного красителя формулы CVLN-C-N-N- (.50; V Vs/ 2 3 4 Для получения жидкой выпускной формы к раствору добавляют 10% от общего веса этиленгликоля и 3% укс ной кислоты. Полученный концентрир о ванный раствор устойчив при продолжитель,ном хранении, а также при охлаждении и может быть использован для крашения полиакриловых волокон в красный цвет. Приме . 9,88 ч. водной пасты, содержащей 2,3 ч. азокрасителя формулы N-C-N- N N( U « 1,53 ч. двууглекислого натрия и 4,1 диметилсульфата вводят в реакцию в условиях по примеру 1 и получают ра створ, содержащий 2,44 ч. красного красителя формулы /г-л. CHjN-C-N-W-.M-f NCC I CHjSO; Виход составпяет 96% от теоретического. Растпор может быть использован ля получения жидкой выпускной формы аналогично примеру I. Пример 3. 13,1ч. водной пасты, содержащей 2,9 ч, соединения формулы Л-осн 3,94 ч. двууглекислого натрия и 5,11 ч. диметилсульфата размешивают 2 ч при . По окончании реакции кватернизации массу разбавляют 50 ч. воды, размешивают 30 мин при 75SO C и разбавляют 100 ч. воды. При 45°С в течение 30 мин небольшими порциями прибавляют 14,5 ч. бикарбоната натрия до рН 7,6-7,8. Суспензию охлаждают в течение 2 ч до 20-25 С, фильтруют и отжимают до влажности 30-35%, а затем растворяют добавлением 2., ч. уксусной кислоты. Получают 6,5 ч. концентрированного раствора красителя формулы СНf УОСИ, CH-t4-N-CH СНтрОО Выход 88% от теоретического. Полученный раствор представляет собой концентрированную жидкую форму красителя, полиакрильное волокно окрашивается им в прочный желтый цвет с красным оттенком. П р и м е р 4. Массу после кватернизации, полученную аналогично примеру 3, разбавляют 100 ч. воды, профильтровывают и к фильтрату добавляют 20 ч. поваренной соли, причем краситель выпадает в виде хлорида. После фильтрования и высушивания получают 4,39 ч. красителя. Выход 93,5% от теоретического. П р и м е р 5. 19,6 ч. соединения формулы О NHCW.CWjCHj NtCHj a 3,6 ч. двууглекислого натрия, 67 ч. воды и 9,2 ч, диметилсульфата размещают при 20-25 0 в течение 1-1,5 ч до исчезновения исходного соединения по хроматографической пробе. Затем нагревают до 55°С на 30 мин, добавляют 2,5 ч. активного угля и 860 ч. воды, { гретой до 55°С, после чего раствор .профильтровывают. Вместе с 100 ч. прерывной воды получают около 000 ч. раствора красителя. К нему

добавляют 96 ч. поваренной соли и 7 ч, хлористого цинка (в виде концентрированного раствора). После охлаждения до комнатной температуры краситель отфильтровывают и получают после высушивания 10,25 ч. катионного красителя формулы

лей, непосредственно служащие «идкими выпускными формами.

Жидкие выпускные формы, получае ыe по предлагаемс 1у способу, ка 1ественно лучше получаемых известными способами алкилирования в органических растворителях.

Он окрашивает полиакрилонитрильное волокно из уксуснокислой ванны в СИНИЙ цвет с зеленоватым оттенком, с высокими показателями прочности.

Получение катионных красителей по предлагаемому способу позволяет упростить технологический процесс снизить себестоимость целевого проДУКта; дает возможность производить красители в водной среде, что значительно дешевле и безопаснее, чем работа в органических растворителях позволяет получать в одну стадию .водные растворы катионных краситеФормула изобретения

Способ получения катионных красвтелей алкилированием оснований а-.о-, диазагемицианиновых к гитрахинововых красителей диметилсульфатом в среде растворителя и последумиим выделением целевого продукта, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологического процесса, его удешевления и повьюения безопасности, в качестве растворителя используют воду и процесс ведут п двууглекислого натрия

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США 3345355, кл. 260-165, опублик. 1962.

2.Патент США 3291788,

кл. 260-157, опублик. 1960 (протоип) .