Производные 1,1`-бинафтил-4,4`,5,5`-тетракарбокси-8,8`- дисульфокислоты в качестве красителей типа кубогенов для целлюлозосодержащих текстильных материалов

 

Назначение: производные 1,1ʹ -бинафтил- 4,4ʹ,5ʹ5 -тетракарбокси- 8,8ʹ -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- 4,4ʹ,5,5ʹ -тетракарбокси- 8,8ʹ -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 1,1ʹ -бинафтил- 4,4ʹ,5,5ʹ -тетракарбокси- 8,8ʹ-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 1,1ʹ -бинафтил- 4,4ʹ,5,5ʹ-тетракарбокси-8,8ʹ -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.

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.

Формула изобретения

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.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12