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TWI403561B - 酸性染料 - Google Patents

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TWI403561B
TWI403561B TW096112220A TW96112220A TWI403561B TW I403561 B TWI403561 B TW I403561B TW 096112220 A TW096112220 A TW 096112220A TW 96112220 A TW96112220 A TW 96112220A TW I403561 B TWI403561 B TW I403561B
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Rainer Nusser
Original Assignee
Clariant Finance Bvi Ltd
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Description

酸性染料
本發明係關於新穎酸性染料，一種其製備方法及其用於對有機基材染色之用途。
本發明提供通式(I)之化合物 其中R1 及R8 獨立地為未經取代之非分支鏈C1－6 烷基或未經取代之分支鏈C3－6 烷基或經取代之非分支鏈C1－6 烷基或經取代之分支鏈C3－6 烷基，R2 及R7 獨立地為經取代或未經取代之芳基，或經取代或未經取代之－(CH2 )n －芳基，其中n＝1、2、3或4，R3 及R6 獨立地為氫、未經取代之非分支鏈C1－6 烷基或未經取代之分支鏈C3－6 烷基或經取代之非分支鏈C1－6 烷基或經取代之分支鏈C3－6 烷基或未經取代之非分支鏈C1－6 烷氧基或未經取代之分支鏈C3－6 烷氧基或經取代之非分支鏈C1－6 烷氧基或經取代之分支鏈C3－6 烷氧基，或鹵素，或具有經取代或未經取代之非分支鏈C1－6 烷氧基之－NHCO－(C1－6 烷基)，或具有經取代或未經取代之分支鏈C3－6 烷基之－NHCO－(C3－6 烷基)，或－NHCONH2 ，R4 及R5 獨立地為氫、未經取代之非分支鏈C1－6 烷基或未經取代之分支鏈C3－6 烷基或經取代之非分支鏈C1－6 烷基或經取代之分支鏈C3－6 烷基，或鹵素，且該等通式(I)之化合物帶有至少一個陰離子取代基。
在較佳通式(I)之化合物中R1 及R8 獨立地為未經取代之非分支鏈C1－6 烷基或未經取代之分支鏈C3－6 烷基或經取代之非分支鏈C1－6 烷基或經取代之分支鏈C3－6 烷基，R2 及R7 獨立地為芳基或－(CH2)n －芳基，其中n＝1、2、3或4，R3 及R6 獨立地為氫、未經取代之非分支鏈C1－6 烷基或未經取代之分支鏈C3－6 烷基或經取代之非分支鏈C1－6 烷基或經取代之分支鏈C3－6 烷基或未經取代之非分支鏈C1－6 烷氧基或未經取代之分支鏈C3－6 烷氧基或經取代之非分支鏈C1－6 烷氧基或經取代之分支鏈C3－6 烷氧基，R4 及R5 獨立地為氫、未經取代之非分支鏈C1－6 烷基或未經取代之分支鏈C3－6 烷基或經取代之非分支鏈C1－6 烷基或經取代之分支鏈C3－ 6烷基，或鹵素。
較佳式(I)化合物帶有至少一個陰離子取代基，較佳1個或2個或3個陰離子取代基，其中2個陰離子取代基為極尤其較佳的。
式(I)化合物中之至少一個陰離子取代基較佳位於取代基R1 、R2 、R7 及/或R8 之一者中，更佳地，至少一個陰離子取代基位於取代基R2 及/或R7 之一者中。
較佳陰離子取代基為羧基及/或磺基，且磺基為尤其較佳的。
較佳式(I)化合物較佳具有1個、2個或3個且更佳2個磺基。較佳之1個、2個或3個磺基較佳為其他取代基或基團R1 、R2 、R7 及/或R8 上之取代基，更佳地，較佳之1個、2個或3個磺基位於取代基R2 及/或R7 之一者中。
芳基較佳為經取代之苯基或經取代之萘基或未經取代之苯基或未經取代之萘基，或經取代或未經取代之－(CH2 )n －苯基，或經取代或未經取代之－(CH2 )n －萘基，其中n＝1、2、3或4。較佳地，n為1或2。
此外，其中R2 及R7 為未經取代之－CH2 －苯基或經取代之－CH2 －苯基之式(I)化合物為極尤其較佳的。較佳－CH2 －苯基為較佳經硝基及/或磺基取代之經取代的－CH2 －苯基，其中磺基作為經取代之－CH2 －苯基之取代基為極尤其較佳的。
－CH2 －苯基中之該等取代基較佳位於苯基部分處。更佳地，－CH2 －苯基中之該等取代基較佳以間位或對位位於苯基部分處，而間位比對位更佳。
分支鏈C3－6 烷基或非分支鏈C1－6 烷基及非分支鏈C1－6 烷氧基或分支鏈C3－6 烷氧基可進一步經羥基或氰基取代。較佳地，烷基及/或烷氧基不經進一步取代。
在較佳式(I)化合物，較佳烷基及較佳烷氧基為甲基、乙基、丙基、甲氧基及乙氧基。甲基、乙基及甲氧基為極尤其較佳的。
經取代之芳基較佳經硝基或磺基取代。尤其較佳者為作為芳基上之取代基之磺基。
在較佳式(I)化合物中，基團 係以間位或對位連接於基團 其中對位為更佳的。
本發明亦提供一種製備式(I)化合物之方法。本發明之式(I)化合物可在習知條件下以習知方法製備。
在該等方法中，將式(II)化合物 其自文獻已知且其中SG為諸如乙醯基之保護基且其他取代基各自如上文所定義，習知地重氮化且偶合於一當量之式(III)化合物上 其中取代基各自如上文所定義且在保護基SG已移除後(藉由水解)，將式(IV)胺 習知地重氮化且偶合於一當量之式(V)化合物上
其可能類似地藉由一方法進行，在該方法中先將式(II')化合物 習知地重氮化且偶合於一當量之式(V)化合物上 且在保護基SG已移除後(藉由水解)，將式(IV')之胺 習知地重氮化且偶合於一當量之式(III)化合物上 其中取代基各自如上文所定義。
原則上，式(II")化合物之兩個胺官能基亦可能 雙重氮化且隨後偶合於兩當量之化合物(III)或(V)上或式(III)及(V)化合物之混合物上。因而，對熟習此項技術者而言清楚的是，不同可能化合物之統計混合物將產生該反應程序，在該程序中將二胺(II')雙重氮化且隨後與式(III)及(V)化合物之混合物反應。
在該程序中，將特定胺冷卻降溫至0－10℃或較佳至0－5℃且藉由添加亞硝醯基硫酸來重氮化。其後，按需要，較佳在水溶液中，使經重氮化之胺與化合物(III)或(V)反應。
式(I)之染料可藉由習知方法自反應介質中分離，例如藉由用鹼金屬鹽鹽析，(若適當)在減壓下及高溫下過濾及乾燥來分離。
視反應及/或分離條件而定，式(I)之染料可呈游離酸、呈鹽或呈混合鹽獲得，該混合鹽含有(例如)一或多種選自鹼金屬離子之陽離子，例如鈉離子或銨離子或烷基銨陽離子，例如單、二或三甲基或－乙基銨陽離子。該染料可藉由習知技術自游離酸轉化成鹽或混合鹽或反之亦然或自一種鹽形式轉化成另一種鹽形式。若須要，則染料可進一步藉由透析過濾純化，在該狀況下，將不需要之鹽及合成副產物自粗陰離子性染料粗產物中分離。
自粗染料溶液中移除不需要之鹽及合成副產物及移除部分水係藉助於半透膜，施加壓力來進行，藉以獲得沒有不需要之鹽及合成副產物之溶液態染料，且若必要，則以習知方式獲得呈固體之染料。
式(I)之染料及其鹽尤其適用於染色或印刷紅色至紫色色調之天然或合成聚醯胺組成之纖維性材料。式(I)之染料及其鹽係適於產生噴墨印刷油墨且適於使用該等噴墨印刷油墨印刷由天然或合成聚醯胺或纖維素(例如紙)組成之纖維性材料。
因此，本發明另一態樣提供一種以式(I)之染料、其鹽及混合物於染色及/或印刷天然或合成聚醯胺組成之纖維性材料上之用途。另一態樣為噴墨印刷油墨之製造法及其於印刷由天然或合成聚醯胺組成之纖維性材料上之用途。
染色係按已知方法進行，參見(例如)描述於Ullmanns Encyklopadie der technischen Chemie，第四版，1982，第22卷，第658－673頁中或由M.Peter及H.K.Rouette之書，Grundlagen der Textilveredlung，第13版，1989，第535－556頁及第566－574頁中之染色方法。較佳者為在30至140℃之溫度下，更佳80至120℃之溫度下且最佳在80至100℃之溫度下，且在3：1至40：1之範圍中之液體比率下的浸染方法中之染色。
欲染色之基材可以(例如)紗線、編織品、成環針織物或地毯形式存在。全成形染色甚至在敏感基材上可能為永久的，實例為羔毛織物、開司米山羊毛、羊駝毛及馬海毛。本發明之染料尤其適用於對細丹尼爾纖維(fine－denier fibre)(微細纖維)染色。
根據本發明之染料及其鹽與已知酸性染料高度相容。因此，式(I)之染料、其鹽或混合物可在染色或印刷方法中單獨使用或作為組合色調染色或印刷組合物中之組份，連同相同種類之其他酸性染料，亦即連同擁有諸如牢度性質及自染料浴至基材上之浸染率之相當染色性質的酸性染料一起使用。本發明之染料可尤其連同具有適合發色團之某些其他染料一起使用。染料存在於組合色調染色或印刷組合物中之比率藉由欲獲得之色彩而指定。
如上文所規定，式(I)之新穎染料極適用於對天然及合成聚醯胺，亦即羊毛、真絲及所有尼龍(nylon)類型染色，就其各者而言，可獲得具有高牢度水平，尤其為良好光牢度及良好濕潤牢度(洗滌、鹼性汗漬)之染色。式(I)之染料及其鹽具有高浸染率。式(I)之染料及其鹽積色之能力同樣為極好的。經識別基材上之同色染色(on－tone dyeing)具有突出品質。此外，所有染色在人工光照下均具有恆定色彩。此外，蒸呢及煮呢之牢度為良好的。
新穎染料之一決定性優點為，其不含金屬且提供充分均勻染色。
根據本發明之化合物可用作個別染料，或由於其良好相容性，用作與具有例如關於一般牢度、浸染值等之相當染料性質之相同種類的其他染料之組合元素。所獲得之組合色調染色具有與用個別染料染色相似之牢度。
本發明之式(I)之染料亦可用作三色染色或印刷中之紅色組份。三色染色或印刷可利用所有習用及已知染色及印刷方法，諸如連續方法、浸染方法、泡沫染色方法及噴墨方法。
用於本發明之方法之個別染料組份於三色染料混合物中的組合物視所要色彩而定。棕色色彩(例如)較佳利用55－65重量%之黃色組份、20－30重量%之本發明之紅色組份及10－20重量%之藍色組份。
如上文所述，黃色組份可由單一組份組成或由與式(I)一致之不同紅色個別組份之混合物組成。較佳者為雙重組合及三重組合。
尤其較佳之藍色及/或黃色組份描述於WO 2002/46318中。
在隨後之實例中，份數及百分比係以重量計且溫度係以攝氏度(degree Celsius)報導。
 製備實例1
將15.0份4－胺基乙醯苯胺引入50份冰與25體積份約30%鹽酸之混合物中且攪拌約30 min。隨後，在0－5℃下，在30 min內逐滴添加17.3體積份40%亞硝酸鈉溶液。在添加期間，藉由添加冰將溫度維持在0－5℃下。在重氮化結束後，用胺基磺酸除去過量亞硝酸鈉。
將29.1份3－[(乙基苯基胺基)甲基]苯磺酸懸浮於200份水中。用碳酸鈉將懸浮液調整至pH 7－7.5。隨後，在有力攪拌下，在30 min之時程內添加重氮懸浮液。在添加期間，藉由計量式添加碳酸鈉溶液將pH值維持在約7。
在偶合反應結束後，添加50體積份約30%氫氧化鈉水溶液且將反應混合物加熱至90－100℃。藉由薄層層析法監視反應。約24 h後，去乙醯化已結束。濾出所得下式化合物
使用碳酸鈉將29.1份3－[(乙基苯基胺基)甲基]苯磺酸於200份水中之懸浮液調整至7－7.5之pH值。將該懸浮液與在0－5℃下以習知方式自41.0份胺基偶氮化合物(I)及17.3體積份40%亞硝酸鈉溶液製備之重氮鹽溶液混合。在偶合結束後，用氯化鈉將所得下式之染料
鹽析，濾出且在50℃下減壓乾燥。在羊毛上及尤其在聚醯胺纖維上，其產生具有極好光牢度及濕潤牢度性質之紅色染色(λ(max)(λmax )＝529 nm)。
實例2－26
隨後之表含有可類似於實例1中所述之方法，藉由使用相應起始物質而製備之染料。該等染料提供在聚醯胺纖維及羊毛上具有極好光牢度及濕潤牢度之紅色染色。(Me為甲基，Et為乙基，OMe為甲氧基且Pr為丙基。在下表之最右行中，給出相關物質之λ(max)(λmax ))。
使用實例A
在40℃下，使100份尼龍－6織物進入由2000份水、1份以乙氧基化胺基丙基脂肪酸醯胺為主且對染料具有親和力之弱陽離子活性均染劑、0.25份製備實例1之染料組成且用1－2份40%乙酸調整至pH 5之染料浴中。在40℃下10分鐘後，以每分鐘1℃之速率將染料浴加熱至98℃，且隨後在沸騰下保持45－60分鐘。其後，經15分鐘將其冷卻降溫至70℃。將染料自該浴中移出，用熱水且隨後用冷水沖洗並乾燥。所得結果為擁有良好光牢度及濕潤牢度之紅色聚醯胺染色。
使用實例B
在40℃下，使100份尼龍－6,6織物進入由2000份水、1份以乙氧基化胺基丙基脂肪酸醯胺為主且對染料具有親和力之弱陽離子活性均染劑、0.3份製備實例1之染料組成且用1－2份40%乙酸調整至pH 5.5之染料浴中。在40℃下10分鐘後，以每分鐘1.5℃之速率將染料浴加熱至120℃，且隨後在該溫度下保持15－25分鐘。其後，經25分鐘將其冷卻降溫至70℃。將染料自染料浴中移出，用熱水且隨後用冷水沖洗並乾燥。所得結果為具有良好均染性及具有良好光牢度及濕潤牢度之紅色聚醯胺染色。
使用實例C
在40℃下，使100份羊毛織物進入由4000份水、1份以硫酸化、乙氧基化脂肪酸醯胺為主且對染料具有親和力之弱兩性均染劑、0.4份製備實例1之染料組成且用1－2份40%乙酸調整至pH 5之染料浴中。在40℃下10分鐘後，以每分鐘1℃之速率將染料浴加熱至沸騰，且隨後在沸騰下保持40－60分鐘。其後，經20分鐘將其冷卻降溫至70℃。將染料自該浴中移出，用熱水且隨後用冷水沖洗並乾燥。所得結果為擁有良好光牢度及濕潤牢度之紅色羊毛染色。
使用實例D
用50℃液體軋染100份編織尼龍－6材料，該液體由以下各物組成：40 份 製備實例1之染料，100 份 尿素，20 份 以二乙二醇丁醚為主之非離子性增溶劑、15－20 份 乙酸(以將pH值調整至4)，10 份 以乙氧基化胺基丙基脂肪酸醯胺為主且對染料具有親和力之弱陽離子活性均染劑，及810－813 份 水(以組成1000份軋染液體)。
因此，將由此浸漬之材料捲起且使其在蒸汽室中，在85－98℃下，在飽和蒸汽條件下停留3－6小時以固定。隨後，用熱水及冷水將染色物沖洗且乾燥。所得結果為具有部分良好均染性及良好光牢度及濕潤牢度之紅色尼龍染色。
使用實例E
用每1000份含有以下各物之液體軋染包括尼龍－6及具有合成基質織物之紡織割絨薄片材料：1 份製備實例1之染料4 份以刺槐豆粉醚為主之市售增稠劑2 份高碳烷基酚之非離子性乙烯氧化物加合物1 份60%乙酸。
此後用糊狀物印刷，每1000份糊狀物含有以下組份：20 份市售烷氧基化脂肪烷基胺(移位產物)20 份以刺槐豆粉醚為主之市售增稠劑
在100℃下，在飽和蒸汽中將印刷物固定6分鐘，沖洗且乾燥。所獲得結果為具有紅色及白色圖案之經均染著色之覆蓋材料。
使用實例F
在40℃下，使100份編織尼龍－6,6織物進入由2000份水、1份以乙氧基化胺基丙基脂肪酸醯胺為主且對染料具有親和力之弱陽離子活性均染劑、0.2份實例1之染料、1.5份C.I.酸性黃色236之市售製劑(Nylosan Yellow F－L)及0.5份專利申請案W099/51681或EP1066340 B1之製備實例46之藍色染料組成：
專利申請案WO 99/51681及EP 1066340 B1之製備實例46，並用1－2份40%乙酸調整至pH 5之染料浴中。在40℃下10分鐘後，以每分鐘1℃之速率將染料浴加熱至98℃，且隨後在沸騰下保持45至60分鐘。其接著經15分鐘冷卻降溫至70℃。將染料自該浴中移出，用熱水且隨後用冷水沖洗並乾燥。所得結果為具有良好光牢度及濕潤牢度之均染灰色聚醯胺染色。
使用實例G
在55℃下，在300份水及2份製備實例1之染料之浴中，對100份鉻鞣製及合成再鞣薄片濕紋皮染色30分鐘。添加4份亞硫酸化魚油之60%乳液後，將皮革乳狀加脂45分鐘。隨後，用8.5%甲酸將其酸化且研磨10分鐘(浴中之最終pH值為3.5－4.0)。隨後將皮革沖洗，使其滴乾且照常精整。所獲得結果為呈均染透明紅色色彩且具有良好牢度之皮革。
使用實例A至G亦可用染料2至26進行，並具有類似結果。
使用實例H
在60℃下，將3份製備實例3之染料溶於82份去礦物質水及15份二乙二醇中。冷卻降溫至室溫，得到極高度適於噴墨印刷於紙或聚醯胺及羊毛紡織物上之紅色印刷油墨。使用實例H亦可用染料1或2及4至26進行，並具有類似結果。
使用實例I
在10分鐘之時程內，將由1000份水、80份煅燒芒硝(Glauber salt)、1份硝基苯－3－磺酸鈉及1份來自實例79之染料組成之染料浴加熱至80℃。隨後，添加100份絲光棉花。此後於80℃下染色5分鐘且隨後在15分鐘之時程內加熱至95℃。在95℃下10分鐘後，添加3份碳酸鈉，接著20分鐘後添加另外7份碳酸鈉且在95℃下30分鐘後，添加另外10份碳酸鈉。隨後在95℃下繼續染色60分鐘。隨後，自染料浴中將經染色材料移出且在流動去礦物質水中沖洗3分鐘。此後在5000份沸騰去礦物質水中洗滌2次，每次歷時10分鐘，且接著在60℃下在流動去礦物質水中沖洗3分鐘且用冷自來水沖洗1分鐘。乾燥產生具有良好牢度之亮紅色棉花染色。
使用實例J
將0.2份製備實例1之染料溶於100份熱水中且使溶液冷卻降溫至室溫。將該溶液添加至在打漿機中打進2000份水中之100份經化學漂白亞硫酸鹽紙漿中。混合15分鐘後，用樹脂膠料及硫酸鋁以習知方式對原料上膠。自該原料產生之紙具有紅色色調與良好濕潤牢度。
使用實例I及J亦可用染料2至26進行，並具有類似結果。

Claims (7)

  1. 一種通式(I)之化合物 其中R1 及R8 獨立地為未經取代之非分支鏈C1－6 烷基或未經取代之分支鏈C3－6 烷基或經取代之非分支鏈C1－6 烷基或經取代之分支鏈C3－6 烷基，R2 及R7 獨立地為經取代或未經取代之芳基，或經取代或未經取代之－(CH2 )n －芳基，其中n＝1、2、3或4，R3 及R6 獨立地為氫、未經取代之非分支鏈C1－6 烷基或未經取代之分支鏈C3－6 烷基或經取代之非分支鏈C1－6 烷基或經取代之分支鏈C3－6 烷基或未經取代之非分支鏈C1－6 烷氧基或未經取代之分支鏈C3－6 烷氧基或經取代之非分支鏈C1－6 烷氧基或經取代之分支鏈C3－6 烷氧基，或鹵素，或具有經取代或未經取代之非分支鏈C1－6 烷氧基之－NHCO－(C1－6 烷基)，或具有經取代或未經取代之分支鏈C3－6 烷基之－NHCO－(C3－6 烷基)，或－NHCONH2 ；R4 及R5 獨立地為氫、未經取代之非分支鏈C1－6 烷基或未經取代之分支鏈C3－6 烷基或經取代之非分支鏈C1－6 烷基或經取代之分支鏈C3－6 烷基，或鹵素，且該等通式(I)之化合物帶有至少一個陰離子取代基。
  2. 如請求項1之化合物，其特徵在於R1 及R8 獨立地為未經取代之非分支鏈C1－6 烷基或未經取代之分支鏈C3－6 烷基或經取代之非分支鏈C1－6 烷基或經取代之分支鏈C3－6 烷基，R2 及R7 獨立地為經取代或未經取代之芳基，或經取代或未經取代之－(CH2 )n－芳基，其中n＝1、2、3 或4，R3 及R6 獨立地為氫、未經取代之非分支鏈C1－6 烷基或未經取代之分支鏈C3－6 烷基或經取代之非分支鏈C1－6 烷基或經取代之分支鏈C3－6 烷基或未經取代之非分支鏈C1－6 烷氧基或未經取代之分支鏈C3－6 烷氧基或經取代之非分支鏈C1－6 烷氧基或經取代之分支鏈C3－6 烷氧基，R4 及R5 獨立地為氫、未經取代之非分支鏈C1－6 烷基或未經取代之分支鏈C3－6 烷基或經取代之非分支鏈C1－6 烷基或經取代之分支鏈C3－6 烷基，或鹵素。
  3. 如請求項2之化合物，其特徵在於該等式(I)化合物帶有1個或2個或3個磺基。
  4. 一種製備如請求項1之式(I)化合物之方法，其特徵在於將式(II)化合物 其中SG為保護基，重氮化且偶合於一當量之式(III)化合物上 且在該保護基SG已移除後，將所得式(IV)胺 重氮化且偶合於一當量之式(V)化合物上 或特徵在於將式(II')化合物 重氮化且偶合於一當量之式(V)化合物上 且在該保護基SG已移除後，將式(IV')胺 重氮化且偶合於一當量之該式(III)化合物上 其中該等取代基各自如上文所定義。
  5. 一種以如請求項1或2或3之式(I)化合物於有機基材染色及/或印刷上之用途。
  6. 一種以如請求項1或2或3之式(I)化合物於羊毛、真絲及合成聚醯胺染色及/或印刷上之用途。
  7. 一種以如請求項1或2或3之式(I)化合物於製備用於噴墨處理之印刷油墨上的用途。
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