3-хлориндантрон-4,4-дисульфокислота как основа для формирования сверхтонких термостабильных поляроидных пленок, селективных в области 620 - 680 нм

 

Использование: в качестве основы для формирования сверхтонких термостабильных поляроидных пленок, селективных в области 620 - 680 нм. Сущность: продукт 3-хлориндантрон-4,4ʹ-дисульфокислота формулы (см. рис) C₄₄H₃₅ClN₆O₁₀S₄ выход 68,8% . Реагент 1: индантрон. Реагент 2: сульфирующий агент - моногидрат, олеум и хлорсульфоновая кислота. Условия: температура 80-90С, перемешивание. 1 ил. , 1 табл.

Изобретение относится к водорастворимым красителям, а именно к 3-хлориндантрон-4,4^l-дисульфокислоте формулы используемым для формирования сверхтонких селективных в области 620-680 нм поляроидных пленок для поляризационных светофильтров. Аналогом по строению и применению является дисульфокислота индантрона, на основе которой могут быть получены сверхтонкие (1-3 мкм) селективные в области 620-680 нм поляроидные пленки с высокой термостабильностью (до 350^оС). К числу недостатков вышеуказанных поляроидных пленок следует отнести относительно низкий параметр порядка (0,86) и слабый контраст (51,4). Целью изобретения является изыскание новой 3-хлориндантрон-4,4^l-дисульфокислоты, использование которой дает возможность получить сверхтонкие поляроидные пленки, селективные в области 620-680 нм, которые обладают более высоким параметром порядка и контрастом. Синтез 3-хлориндантрон-4,4^l-дисульфокислоты может быть осуществлен сульфированием индантрона с использованием в качестве сульфирующих агентов моногидрата, олеума и хлорсульфоновой кислоты. Изобретение иллюстрируется следующими примерами. П р и м е р 1. В 500 мл моногидрата при 20-25^оС растворяют 50 г индантрона, добавляют 18,7 мл хлорсульфоновой кислоты, нагревают до 80^оС и перемешивают при 80-90^оС в течение 11-12 ч. После охлаждения реакционную смесь разбавляют 400 мл воды, осадок отфильтровывают, промывают соляной кислотой до отсутствия в пробе сульфат-анионов и сушат при 80-85^оС. Получают 55 г (68,6% ) 3-хлориндантрон-4,4^l-дисульфокислоты. Электронный спектр (в воде), λ_макс 650 нм. ИК-спектр (прибор UR-20, таблетки с KCl, см^-1): 1020, 1260, (SO₃H), 1637 (C= 0). S= Бензилтиурониевая соль. Найдено, % : С 54,27; 54,44; Н 3,33; 3,50; Cl 4,01; 4,27; N 8,23; 8,30; S 13,74; 13,63. C₄₄H₃₃ClN₆O₁₀S₄. Вычислено, % : C 54,51; H 3,43; Cl 3,66; N 8,67; S 13,23. П р и м е р 2. Аналогичным образом получают 3-хлориндантрон-4,4^l-дисульфокислоту, используя взамен 500 мл моногидрата 200 мл 20% -ного олеума. Выход 83% . П р и м е р 3. К 75 мл хлорсульфоновой кислоты при 20-25^оС добавляют 59 г индантрона, затем 70 мл 20% -ного олеума, после чего реакционную массу нагревают до 85^оС и перемешивают при 85-90^оС в течение 11-12 ч. По окончании реакции смесь охлаждают и разбавляют 110 мл воды. Выпавший осадок отфильтровывают, промывают соляной кислотой до отсутствия в пробе сульфатанионов и сушат при 80-85^оС. Получают 65,5 г (82% ) 3-хлориндантрон-4,4^l-дисульфокислоты. П р и м е р 4. В 200 мл хлорсульфоновой кислоты растворяют 50 г индантрона и размешивают при 80-90^оС в течение 11-12 ч. После охлаждения реакционную смесь разбавляют 200 мл воды, осадок отфильтровывают. Полученную пасту кипятят в концентрированной соляной кислоте в течение 1 ч. Осадок фильтруют, промывают соляной кислотой и сушат. Получают 39,6 г (49,4 % ) 3-хлориндантрон-4,4^l-дисульфокислоты. Данные ИК- и электронных спектров и элементного анализа в примерах 2-4 совпадают с данными, приведенными в примере 1. Методика получения поляроидных пленок. 2 г очищенного от неорганических примесей красителя в виде свободной сульфокислоты растворяют в 200 мл дистиллированной воды. pH раствора доводят добавлением 5% -ного водного аммиака до 6,0, фильтруют через фильтр "Миллипор" с размером пор 0,1 мкм и постепенно упаривают на роторном испарителе до концентрации красителя 15% . При этом образуется лиотропная жидкокристаллическая фаза красителя. Каплю полученной пасты красителя наносят на стеклянную подложку, сверху кладут вторую пластинку и круговым движением растирают пасту в тонкую пленку, после чего верхнюю пластинку резко сбрасывают с нижней. Образовавшаяся тонкая ориентированная пленка после высыхания при скрещивании с нейтральным поляроидом имеет интенсивный голубой цвет. Толщина поляризационной пленки составляет 0,2 мкм. Толщину поляризованной пленки измеряют на интерференционном микроскопе "МИ-6". Поляроидные характеристики полученной пленки определяют по поляризационным спектрам поглощения (см. чертеж), которые измеряют в диапазоне 370-720 нм на спектрофотометре "Shimadzu". В качестве поляроидного анализатора используют призму "Николь" с апертурой 20 мм. Получены следующие сравнительные результаты: 1) по параметру порядка (S); 2) дихроичному отношению (N), 3) контрасту (К), 4) степени поляризации (V). Данные для расчета взяты из поляризационного спектра поглощения (см. чертеж). Расчеты произведены при λ_макс = 650 нм. 1) Параметр порядка. S = = 0.9, где D_⊥ и D - оптические плотности при ориентации электрического вектора световой волны параллельно и перпендикулярно оси текстуры (направления сдвига). Ошибка для значения параметра порядка, рассчитанная по формуле ΔS = равна 0,0075, параметр порядка S= 0,900±0,0075. 2) Дихроичное отношение N= D_⊥/D = 27,7. 3) Контраст К= T/T_⊥ = 54,5. где T и T_⊥ - пропускание при ориентации электрического вектора световой волны и ⊥ оси текстуры. T_⊥= 1,58% ;
T= 86,0% . 4) Степень поляризации
V = 100 = 96.2 % . Для сравнения характеристик предлагаемых поляроидных пленок с известными взята поляроидная пленка на основе дисульфоиндантрона с оптической плотностью, совпадающей с этим параметром для поляроидных пленок, согласно данного изобретения. Остальные параметры имеют следующие значения:
T_⊥= 1,58% ; D_⊥= 1,8; ΔD_⊥= 0,05. T= 81,3% ; D= 0,09; ΔD= 0,005. Ошибка измерения параметра порядка ΔS= 0,008, параметр порядка
S= 0,86±0,008, дихроичное отношение
N= D_⊥/D = 20, контраст
К= 51,4, степень поляризации
V= 96,1% . Испытания термостойкости поляроидных пленок на стеклянной подложке проведены в кварцевом реакторе с косвенным обогревом и одновременным контролем температуры кварцевым термометром "Hewlett-Packard 2801A Quartz Thermometer". Измерения проведены на воздухе и в вакууме с откачкой форвакуумным насосом до остаточного давления 10^-2 мм рт. ст. Контроль термостабильности осуществлен по анализу поляроидных характеристик. Результаты приведены в таблице. Поляродиные пленки, полученные на основе заявляемой 3-хлориндантрон-4,4^l-дисульфокислоты, сверхтонкие - 0,2 мкм, термостойкие до 370^оС, селективные в области 620-680 нм и обладают более высоким контрастом 54,5 (вместо 51,4 для аналога) при параметре порядка 0,900 (вместо 0,86 для аналога), степени поляризации 96,2, дихроичном отношении 27,7 (вместо 20 для аналога).

Формула изобретения

3-Хлориндантрон-4,4¹-дисульфокислота формулы
как основа для формирования сверхтонких термостабильных поляроидных пленок, селективных в области 620 - 680 нм.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 21.07.2005

Извещение опубликовано: 10.06.2006        БИ: 16/2006

---