1,4-диалкилоксиантрахиноны в качестве красителей для полиолефинов

 

Сущность изобретения: предложены 1,4-диалкилоксиантрахиноны, с числом углеродных атомов в алкиле 4 - 16, в качестве красителей желтого цвета для полиолефинов. Красители получают из доступного сырья по упрощенной технологии путем взаимодействия 1,4-диоксиантрахинона (хинизарина) с алкилгалогенидом при 80 - 110^oC в присутствии галогенида тетрабутиламмония или бензилтриэтиламмоний хлорида в среде 40 - 50%-ного водного раствора гидроокиси калия или натрия. 1 табл.

Изобретение относится к получению новых производных антрахинона общей формулы: где R алкил C₄-C₁₆, которые представляют интерес в качестве желтых красителей для полиолефинов.

В литературе предложен ряд антрахиноновых красителей близких по строению к предлагаемым красителям: Однако методы синтеза этих красителей многостадийны и исходное сырье для их синтеза дефицитно. Наиболее близким по технической сущности являются красители (3) следующего строения: где R алкил, которые получают взаимодействием 1-амино-2,4-диоксиантрахинона с н-алкил-п-тозилом в присутствии карбоната натрия в среде безводного нитробензола при нагревании до 200^oC; либо взаимодействием 1-амино-2-фенокси-4-гидроксиантрахинона с н-алканолом в присутствии гидроксида калия в среде диметилформамида при нагревании до 150^oC.

В данном случае способ получения требует дефицитных реагентов не выпускаемых в промышленном масштабе, токсичных растворителей, метод чувствителен к влаге и использует довольно жесткие условия синтеза.

Целью данного изобретения является получение желтых красителей для полиолефинов, упрощение технологии их получения, использование доступного сырья. Для достижения цели предлагаются красители общей формулы:

где R алкил C₄-C₁₆,
которые ранее в литературе не описаны.

Вещества получают взаимодействием 1,4-диоксиантрахинона (получаемого промышленностью под названием Хинизарин) с алкилгалогенидами при нагревании до 80-110^oC в присутствии галогенидов тетрабутиламмония или бензилтриэтиламмоний хлорида в среде 40-50%-ного водного раствора гидроксида калия или натрия.

Соединения представляют собой желтые кристаллические, легкоплавкие вещества. Нерастворимы в воде, растворимы в толуоле, гексане, плохо растворимы в этиловом спирте.

Добавление красителей в количестве 0,5-0,1 мас. к полиолефинам в условиях высокотемпературной переработки окрашивает образцы в желтый цвет. На дериватографе установлено, что красители стабильны до 300^oC, что достаточно для любого способа высокотемпературной переработки термопласта. Красители растворяются в полиолефинах, образцы имеют равномерную желтую окраску и сохраняют прозрачность.

Способ получения иллюстрируется примерами.

Пример 1. 1,4-Динонилоксиантрахинон.

В двухгорлую круглодонную колбу на 100 см³ загружают 4,8 г (0,02 моль) 1,4-диоксиантрахинона; 41,4 г (0,2 моль) нонилбромида; 1 г тетрабутиламмоний бромида; 25 г гидроксида калия и 25 см³ воды. Смесь перемешивают на водяной бане при 110^oC. За ходом реакции следят с помощью ТСХ. Реакцию ведут до полной конверсии 1,4-диоксиантрахинона.

Время реакции 9 ч.

По окончании реакции органическую часть отделяют от щелочи и перекристаллизовывают из этилового спирта.

Выход 1,4-диалкилоксиантрахинона 8,1 г (82%).

Результаты идентификации соединений приведены в таблице.

Пример 2. Аналогично примеру 1, только алкилируют 50,8 г (0,2 моль) нонилйодида. Время реакции 10 ч. Выход: 8,3 г (84%).

Пример 3. Аналогично примеру 1, только в качестве катализатора берут 1 г тетрабутиламмоний йодида. Время реакции 10 ч. Выход: 8,0 г (81%).

Пример 4. Аналогично примеру 1, только в качестве катализатора берут 1 г бензилтриэтиламмоний хлорида. Время реакции 10 ч. Выход: 8,3 г (84%).

Пример 5. Аналогично примеру 1, только берут 25 г гидроксида натрия. Время реакции 15 ч. Выход: 7,8 г (79%).

Пример 6. Аналогично примеру 1, только реакцию ведут при 100^oC. Время реакции 14 ч. Выход: 8,2 г (83%).

Пример 7. Аналогично примеру 1, только реакцию ведут при 80^oC. Реакция не оканчивается в течение 24 ч.

Пример 8. Аналогично примеру 1, только берут 20 г гидроксида калия и 30 см³ воды. Время реакции 20 ч. Выход: 7,0 г (71%).

Пример 9. Аналогично примеру 1, только берут 15 г гидроксида калия и 35 см³ воды. Реакция не заканчивается в течение 24 ч.

Пример 10. 1,4-Дидодецилоксиантрахинон. Аналогично примеру 1, только алкилируют 49,8 г (0,2 моль) додецилбромида. Время реакции 12 ч. Выход: 9,7 г (84%).

Пример 11. 1,4-Дигексилоксиантрахинон. Аналогично примеру 1, только алкилируют 33,0 г (0,2 моль) гексилбромида. Время реакции 6 ч. Выход: 6,2 г (76%).

Пример 12. 1,4-Дигексадецилоксиантрахинон. Аналогично примеру 1, только алкилируют 61,0 г (0,2 моль) гексадецилбромида. Время реакции 20 ч. Выход: 9,5 г (69%).

Пример 13. 1,4-Дибутилоксиантрахинон. Аналогично примеру 1, только алкилируют 27,4 г (0,2 моль) бутилбромида при температуре 80^oC. Время реакции 24 ч. Выход: 2,5 г (35%).

Соединения идентифицировали с помощью ИК-, ПМР-спектроскопии и элементного анализа. Результаты приведены в таблице.

Для крашения полиолефинов порошкообразные полимеры смешивали с красителем в количестве 0,5 0,1 мас. Смесь нагревали до плавления (200-240^oC для полипропилена и 140-180^oC для полиэтилена высокого давления) и перемешивали до получения однородной окраски. Красители растворялись в полимере, давая прозрачный раствор. После охлаждения образцы имели желтую ровную окраску.

Таким образом получен антрахиноновый краситель, окрашивающий полиолефины в желтый цвет при их термопластической переработке. Способ их получения отличает технологичность и доступность исходного сырья.

Формула изобретения

1,4-Диалкилоксиантрахиноны общей формулы

где R C₄ C₁₆-алкил,
в качестве красителей для полиолефинов.

РИСУНКИ

Рисунок 1