新型双偶氮酸性染料

技术领域

本发明涉及新型双偶氮染料，其制备方法及其在染色方法或印刷方法中的用途。

背景技术

双偶氮染料是本领域已知的。双偶氮染料是一类含有至少两个偶氮基团作为发色基团的有机染料。双偶氮染料用于三色染色或印刷，特别是在由纤维素或天然或合成聚酰胺制成的纤维基材上。三色染色或印刷可以利用所有常规和已知的染色和印刷方法，例如连续法、浸染法、泡沫染色法和喷墨方法。在三色染色过程中，三种单独染料的组合物会产生所需的色调。通常，单独的染料组分以黄色、红色和蓝色提供。

WO 2010/130379 A1公开了带有至少一个选自羧基或磺基的阴离子取代基的双偶氮染料。该染料在每个偶氮基团附近带有一个萘酚基团。根据WO 2010/130379 A1的染料特别适合于以红色和紫色色调对纤维状有机基材进行染色或印刷。

WO 2010/130384 A1公开了带有至少一个可以是磺基的阴离子取代基的双偶氮染料。该染料在每个偶氮基团附近带有一个吡啶酮基团。根据WO 2010/130384 A1的染料特别适合于以黄色调对纤维状有机基材进行染色或印刷。

持续需要适合于蓝色染色，特别适合作为三色染色/印刷中的蓝色组分的新型双偶氮染料，其提供诸如染料均一性、色牢度和积聚行为的良好特性。

发明目的

因此本发明的目的是提供新型双偶氮染料，其具有改进的性能，例如染料均染度(即沿着待染色的基材的色调均匀性)、色牢度(光牢度和湿/洗涤牢度，即暴露于光和潮湿时颜色的抗褪色性和抗走色性)和积聚行为。

发明内容

该目的通过游离酸、盐或混合盐形式的根据本发明的通式(I)的双偶氮染料来实现。令人惊讶地发现，当施用于基材，尤其是当施用于具有高表面的基材(如微纤维)时，与现有技术中已知的染料或染料混合物相比，式(I)的化合物具有良好的染色特性，例如流平性、光牢度和湿/洗牢度和积聚行为。

式(I)化合物的改进特别是在染色和印刷过程中实现的，例如喷墨印刷和三色染色/印刷。

在第一方面，本发明涉及游离酸、盐或混合盐形式的式(I)化合物

其中

R

R

R

R

R

R

条件是所述式(I)化合物包含至少一个阴离子基团，优选羧基或磺基，和至少一个阳离子

M选自氢阳离子、碱金属阳离子、碱土金属阳离子、铵离子和烷基铵离子或它们的混合物。

在第二方面，本发明涉及一种制备式(I)化合物的方法，其中该方法包括提供式(II)化合物

将式(II)的化合物重氮化并将重氮化的式(II)的化合物偶联到式(III)的化合物上，

以获得所得到的式(IV)的胺

将式(IV)的化合物重氮化并将重氮化的式(IV)的化合物偶联到式(V)的化合物上

其中R

在第三方面，本发明涉及如本发明第一方面的至少一个实施方案所限定式(I)化合物的或根据本发明第三方面的方法制备的式(I)化合物在染色方法或印刷方法，优选对基材进行染色或印刷的方法中的用途。

在第三方面的其他实施方案中，本发明特别涉及式(I)所限定的化合物的用途，用于染色方法或印刷方法中，优选用于染色或印刷基材特别是纤维基材优选纤维材料的方法中，所述纤维材料包含或由至少一种天然聚酰胺(优选选自羊毛或丝绸)或至少一种合成聚酰胺(优选选自尼龙)或其混合物组成。

在第四方面，本发明涉及一种在制造着色基材的三色染色或三色印刷工艺中对基材染色或印刷的方法，其中在三色染色或三色印刷工艺中使用的蓝色组分是如本发明的第一方面的至少一个实施方案所限定的式(I)的化合物，或根据本发明的第二方面制备的式(I)的化合物。

在一个实施方案中，在三色染色或三色印刷工艺中使用式(I)中限定的化合物或根据制备式(I)化合物的方法制备的化合物作为蓝色组分。

在第五方面，本发明涉及着色基材，其包含根据本发明的第一方面的至少一个实施方案的化合物或根据本发明的第二方面的至少一个实施方案制备的化合物。

具体实施方式

在第一方面，本发明涉及式(I)的化合物

其中

R

R

R

R

R

R

条件是所述式(I)化合物包含至少一个阴离子基团，优选磺基，和至少一个阳离子

M选自氢阳离子、碱金属阳离子、碱土金属阳离子、铵离子和烷基铵离子或它们的混合物。

式(I)化合物优选在聚酰胺和羊毛纤维上提供了具有非常好的耐光牢度和耐湿牢度的蓝色染色。

术语“阴离子基团”是指能够形成阴离子和以阳离子形式的相应的抗衡离子的基团。SO

在本申请的上下文中，术语“SO

在本申请的理解内，术语“游离酸”对应于阴离子基团，其中H

如果阴离子基团的抗衡阳离子M

如果阴离子基团的抗衡阳离子M

在本申请的上下文中，术语“碱金属阳离子”涵盖周期表第1族元素除氢以外的阳离子，即Li

在本申请的上下文中，术语“碱土金属阳离子”涵盖元素周期表第2族元素的阳离子，即Be

在本申请的上下文中，术语“烷基铵阳离子”涵盖带正电荷的氮原子，总共带有四个残基，其中至少一个残基是具有1至10个碳原子的烷基残基，其余的残基可以是氢或具有1至10个碳原子的烷基残基。

如在本申请的上下文中使用的，术语“化合物”涵盖本文所定义的式(I)的任何单一化合物或两种或更多种式(I)化合物的任何混合物。因此，术语“化合物”还涵盖两种或更多种式(I)化合物的混合物，所述两种或多种式(I)化合物的组成结构、其构型结构和/或抗衡阳离子是不同的。

通式(I)化合物由氨基萘单元构建，该氨基萘单元通过重氮化与另外的萘环和3-N,N二烷基氨基苯胺偶联。

在本申请的上下文中，术语“芳基”表示衍生自芳族烃的单环或多环残基。芳基残基可以是未取代的，在本申请的上下文中表示芳族烃残基仅携带氢原子。芳基残基可以是被取代的，在本申请的上下文中表示芳族烃残基被氢以外的杂原子取代。芳基的优选实施方案是苯基和亚萘基。

在本申请的上下文中，术语“苯基”表示衍生自苯的芳族残基。苯基残基可以是未取代的，在本申请的上下文中表示芳族烃残基仅携带氢原子，即C

在本申请的上下文中，术语“亚萘基”表示衍生自萘的芳族残基，即由两个稠合苯环组成的化合物。萘基残基可以是未取代的，在本申请的上下文中表示芳族烃残基仅携带氢原子，即C

取代的芳基的取代基选自-H、-SO

在本发明的第一方面的其他实施方案中，式(I)化合物包含一个或两个或三个或四个SO

在本发明的第一方面的一个实施方案中，在R

在本发明的第一方面的另一个实施方案中，在R

在本发明的第一方面的另一个实施方案中，在R

在另一个实施方案中，R

在本发明的第一方面的另一个实施方案中，R

在本发明的第一方面的其他实施方案中，SO

在本发明的第一方面的其他实施方案中，式(I)化合物中SO

R

R

R

R

R

R

R

R

R

在本发明的第一方面的另一个实施方案中，式(I)的化合物中的R

在本发明的第一方面的另一个实施方案中，在式(I)的化合物中R

在另一个实施方案中，其中R

在另一个实施方案中，其中R

以上定义的式(I)的化合物可以通过合适的重氮化和偶联反应制备。可以通过类比常规重氮化和偶联反应来选择重氮化和偶联条件。

因此，本发明的第二方面涉及制备式(I)化合物的方法，其中该方法包括提供式(II)的化合物

将式(II)的化合物重氮化并将重氮化的式(II)的化合物偶联到式(III)的化合物上，

以获得所得到的式(IV)的胺

将式(IV)的化合物重氮化并将重氮化的式(IV)的化合物偶联到式(V)的化合物上

其中R

在本发明第二方面的一个实施方案中，重氮化在-10℃至+10℃，优选在-5℃至+10℃下进行。此后，使重氮化的胺与相应的偶联组分反应，优选在水溶液中反应。

式(I)的化合物可以通过常规方法从反应介质中分离出来，例如通过用碱金属盐进行盐析、过滤和干燥，如果合适，在减压和升高的温度下。

取决于反应和/或分离条件，式(I)化合物可以作为其游离酸、盐或作为混合盐形式获得，所述混合盐包含例如一种或多种选自碱金属阳离子(例如钠离子)或铵离子或烷基铵阳离子(例如单-、二-或三甲基-或-乙基铵阳离子)的阳离子M

可以通过施加压力通过半透膜进行从式(I)化合物的粗溶液中去除不需要的盐和合成副产物以及部分除去水，由此以常规方式获得的式(I)化合物作为一种溶液，和如果需要，作为固体，而没有所述不需要的盐和合成副产物。

在第三方面，本发明因此涉及如本发明第一方面的任何实施方案所限定的式(I)化合物或根据本发明第二方面制备的式(I)化合物在染色方法或印刷方法，尤其是三色染色/印刷方法，优选对基材进行染色或印刷的方法中的用途。如本文所用，术语“基材”涵盖天然或合成来源的所有基材。基材可以以纺织品的形式存在(即，包含天然或合成聚酰胺例如羊毛、丝和所有尼龙类型、纤维素或棉或由其组成的材料)，或者以塑料物体的形式存在。术语“基材”还涵盖含羟基或含氮的材料。

在优选的实施方案中，基材是塑料物体，优选3D打印的塑料物体或纤维基材，优选纤维材料，其包含或由至少一种天然聚酰胺(优选选自羊毛或丝)或至少一种合成聚酰胺(优选选自尼龙)或其混合物组成。

待染色的基材例如可以以纱线、机织织物、成圈(loop-forming)针织物或地毯的形式存在。全成型(fully fashioned)染色甚至完全可能在精致的基材上进行，例如羊毛、羊绒、羊驼和马海毛。本发明的染料特别可用于染色细旦纤维(微纤维)。

基材的形状/外观的其他实例是纱线、机织织物、成圈针织地毯，其包含或由有机基材例如天然或合成聚酰胺(例如羊毛、丝和所有尼龙类型)、聚氨酯、纤维素以及疏水性和非吸收性基材例如塑料、金属和玻璃组成。

用于染色的基材也可以是皮革和纤维材料，其包含天然或合成的聚酰胺，尤其是天然或再生的纤维素，例如棉、粘胶纤维和人造丝。

在一个实施方案中，用于染色的基材是包含棉的纺织品。

可以使用式(I)化合物染色的，特别是用于印刷的合适的基材是纸、塑料、纺织品、金属、玻璃或投影仪幻灯片。

可以使用式(I)化合物染色的合适的塑料物体可以通过现有技术中已知的任何传统方法例如模制方法来形成。此外，可以通过新开发的方法诸如3D打印方法来形成塑料物体。众所周知的3D打印方法是例如粘合剂喷射、三重喷射(也称为PolyJet，MultiJet)、立体光刻(SLA)、数字光处理(DLP)、多喷射印刷、熔融沉积成型(FDM)、选择性热烧结(SHS)、选择性激光烧结(SLS)、叠层实体制造(LOM)、蜡沉积成型(WDM)、三维喷墨印刷(3DP)、热塑性塑料挤出、平滑曲率印刷、选择性沉积层压、混杂CNC、熔丝制造(FFF)。

按照已知方法进行染色。如本文所用，术语“浸染法”应理解为其中染料从相对大体积的染浴逐渐转移至有机基材的方法，从而所述基材在相对长的时间段内被染色(参见AReview of Textile Dyeing Processes,Perkins W.S,1991，Textile Chemist&Colorist第23(8)23-27卷)优选在浸染方法中在30至140℃的温度下染色。染色方法可以在40至100℃或50至80℃的温度范围内进行，在其他实施方案中，取决于塑料物体的热软化行为，可以使用80至120℃或80至100℃的温度范围。液比在3:1至40:1的范围内。

在另一个实施方案中，染色方法可以是连续染色过程。如本文所用，术语“连续染色方法”应理解为其中将待染色的基材连续进料到染色浴中的过程。连续染色方法的实例是轧染-蒸汽法或轧染-干燥法。

在一个实施方案中，游离酸、盐或混合盐形式的式(I)化合物特别适合于将由天然或合成聚酰胺组成的纤维材料印刷成紫色至黑色色调。式(I)化合物及其盐也适用于生产喷墨印刷油墨和使用这些喷墨印刷油墨来印刷基材例如塑料物体，特别是3D打印塑料物体或由天然或合成的聚酰胺或纤维素(例如纸)组成的纤维材料。

因此，在第四方面，本发明涉及一种用于在制造着色基材的三色染色或三色印刷工艺中对基材染色或印刷的方法，其中在三色染色或三色印刷工艺中使用的蓝色或紫色组分是如本发明的第一方面的任何实施方案所限定的式(I)化合物，或根据本发明的第二方面的任何实施方案制备的式(I)化合物。

在第五方面，本发明涉及着色基材，其包含根据本发明的第一方面的任何实施方案的式(I)化合物或根据本发明的第二方面的任何实施方案制备的式(I)化合物。在优选的实施方案中，基材选自纤维素优选纸，或天然聚酰胺优选羊毛或丝，或合成聚酰胺优选尼龙。

游离酸、盐或混合盐形式的根据本发明的式(I)化合物与已知的酸性染料高度相容。因此，式(I)化合物可以在染色或印刷方法中单独使用，或者作为组合色调染色或印刷组合物中的组分与其它相同等级的酸性染料一起，即与具有相当染色性能(例如牢度性质和从染浴到基材上的竭染率)的酸性染料一起。本发明的式(I)化合物特别可以与具有合适的发色团的某些其他染料一起使用。获得的组合染色与使用单独染料的染色相比具有相似的牢度。染料存在于组合色调染色或印刷组合物中的比例由所要获得的色调决定。

如上所述，式(I)化合物对于染色天然和合成聚酰胺(即羊毛、丝和所有尼龙类型)和塑料物体，特别是3D打印的塑料物体，是非常有用的，在每一种上面都获得了具有高坚牢度，特别是良好的光牢度和良好的湿牢度(洗涤、碱性汗水)的染色。游离酸、盐或混合盐形式的式(I)化合物具有高消耗率。游离酸、盐或混合盐形式的式(I)化合物积聚的能力同样非常好。识别的基材上的色调染色(On-tone dyeings)质量优异。另外，所有染色在人造光下均具有恒定的色调。此外，耐蒸呢和煮沸的牢度良好。

根据本发明的式(I)化合物的一个决定性优点是它是无金属的并提供非常均匀的染色。在对本申请的理解内，术语“金属”是指通过配位结合与染料化合物结合的中心金属。这些染料被称为金属络合物染料。然而，在本申请的含义内，术语“不含金属”并不延伸至整个本申请所例示的碱金属或碱土金属离子。

根据本发明的式(I)化合物也可用作三色染色或印刷中的蓝色组分。三色染色或印刷可以利用所有常规和已知的染色和印刷方法，例如连续法、浸染法、泡沫染色法和喷墨方法。

如上所述，蓝色组分可以由符合式(I)的单一组分或不同蓝色单个组分的混合物组成。优选双重和三重组合。

本发明通过下面的实施例或其优选的实施方案进一步说明，但是应当理解的是所包括的这些实施例仅仅用于说明的目的并不旨在限制本发明的范围。在以下实施例中，如果没有其它说明，份数和百分数均以重量计，温度以℃表示。

将111.6份1-氨基萘-4-磺酸与750份水混合。通过加入0.5体积份的30％浓度的氢氧化钠水溶液将所得悬浮液的pH调节至9.5至10，并搅拌30分钟。在20℃至25℃下，在30分钟的时间内逐滴添加90.6体积份的40％浓度的亚硝酸钠溶液。然后，将得到的悬浮液在60至90分钟内滴加到装有500体积份水、500体积份冰和127体积份的约30％浓度的盐酸水溶液的烧杯中。在添加期间，通过添加冰将温度维持在-5℃至+10℃的范围内。重氮化结束后，用酰氨基磺酸破坏过量的亚硝酸钠。

将111.6份1-氨基萘-6-磺酸悬浮于850份水中。用盐酸将悬浮液调节至3至3.5的pH。然后在剧烈搅拌下，在90至120分钟的时间内加入重氮化合物(diazo)悬浮液。在加入期间，通过计量加入碳酸钠溶液将pH保持在约3.5。

偶联反应结束后，得到的式(VI)化合物，

用氯化钠进行盐析，过滤并在50℃下减压干燥。

将131.2份3-N,N-二乙氨基-1-乙酰苯胺在400份水中的悬浮液与重氮盐溶液混合，所述重氮盐溶液是以常规方法从228.8份氨基偶氮化合物(VI)和69.9体积份的40％亚硝酸钠溶液在0至5℃制备的。偶联结束后，得到的式(VI)的染料

用氯化钠进行盐析，过滤并在50℃下减压干燥。在羊毛上，特别是聚酰胺纤维上，它产生具有良好的耐光牢度和耐湿牢度性质的蓝色染料，吸收最大波长(λ

下表列出了通过使用相应的起始原料根据制备实施例1中描述的方法制备的式(I)化合物。这些化合物在聚酰胺纤维和羊毛上提供了具有非常好的耐光牢度和耐湿牢度的蓝色染色。

在40℃下的染浴，它由2000份水、1份基于乙氧基化氨基丙基脂肪酸酰胺并且对染料具有亲合力的弱阳离子活性均染剂、0.25份制备实施例1的染料组成，并用1至2份的40％乙酸水溶液调节至pH为5，向其中加入100份尼龙-6织物。在40℃下10分钟后，以1℃/分钟的速度将染浴加热至98℃，然后在煮沸下放置45至60分钟。然后在15分钟内将其冷却至70℃。从浴中取出染色物，先用热水然后用冷水冲洗并干燥。得到的结果是具有良好的耐光牢度和耐湿牢度的蓝色聚酰胺染色。

在40℃下的染浴，它由2000份水、1份基于乙氧基化氨基丙基脂肪酸酰胺并且对染料具有亲合力的弱阳离子活性均染剂、0.3份制备实施例1的染料组成，并用1至2份的40％乙酸调节至pH为5，向其中加入100份尼龙-6,6织物。在40℃下10分钟后，以1.5℃/分钟的速度将染浴加热至120℃，然后在此温度下放置15-25分钟。然后在25分钟内将其冷却至70℃。从染浴中取出染色物，先用热水然后用冷水冲洗并干燥。得到的结果是具有良好均染性和具有良好的耐光牢度和耐湿牢度的蓝色聚酰胺染色。

在40℃下的染浴，它由4,000份水、1份基于硫酸化乙氧基化脂肪酸酰胺并且对染料具有亲合力的弱两性均染剂、0.4份制备实施例1的染料组成，并用1至2份的40％乙酸调节至pH为5，向其中加入100份羊毛织物。在40℃下10分钟后，以1℃/分钟的速度将染浴加热至沸腾，然后在煮沸下放置40-60分钟。然后在20分钟内将其冷却至70℃。从浴中取出染色物，先用热水然后用冷水冲洗并干燥。得到的结果是具有良好的耐光牢度和耐湿牢度的蓝色羊毛染色。

100份编织尼龙-6材料用50℃的液体轧染(pad)，所述液体由以下组成：

40份制备实施例1的染料，

100份尿素，

20份基于丁基二甘醇的非离子增溶剂，

15-20份乙酸(以将pH调节至4)，

10份基于乙氧基化氨基丙基脂肪酸酰胺并对染料具有亲合性的弱阳离子活性均染剂，以及

810-815份水(以制成1000份轧染液)。

将如此浸渍的材料卷起并在85至98℃的饱和蒸汽条件下在蒸汽室中停留3至6小时用于固定。然后用热水和冷水冲洗染色物并干燥。得到的结果是在片中具有良好均染性和具有良好的耐光牢度和耐湿牢度的蓝色尼龙染色。

用液体轧染由尼龙-6制成并具有合成基底织物的织物割绒片材料，每1000份所述液体含有：

1份制备实施例1的染料

4份基于角豆粉醚的市售增稠剂

2份高级烷基酚的非离子环氧乙烷加成物

1份60％乙酸。

之后，用每1000份包含以下组分的糊状物印刷：

20份市售烷氧基化脂肪烷基胺

20份基于角豆粉醚的市售增稠剂。

印刷品在100℃的饱和蒸汽中固定6分钟，冲洗和干燥。获得的结果是具有蓝色和白色图案的均匀着色的覆盖材料。

在40℃下的染浴，它由2000份水、1份基于乙氧基化氨基丙基脂肪酸酰胺并且对染料具有亲合力的弱阳离子活性均染剂、0.2份的WO2002/46318的实施例8的红色染料、1.5份市售的C.I.酸性黄236制剂(Nylosan黄F-L)和0.5份制备实施例1的蓝色染料组成，并用1-2份的40％乙酸调节至pH为5，向其中加入100份编织尼龙-6,6织物。在40℃下10分钟后，以1℃/分钟的速度将染浴加热至98℃，然后在煮沸下放置45-60分钟。然后在15分钟内将其冷却至70℃。从浴中取出染色物，先用热水然后用冷水冲洗并干燥。得到的结果是具有良好的耐光牢度和耐湿牢度的均匀(level)灰色聚酰胺染色。

应用实施例A至F也用根据制备实施例2至58的染料进行，有同样好的结果。

将3份根据制备实施例3的染料在60℃下溶于82份去离子水和15份二甘醇中。冷却至室温得到蓝色印刷油墨，非常适用于纸张或聚酰胺和羊毛纺织品上的喷墨印刷。

应用实施例G也用根据制备实施例1、2和4至58的染料进行，有同样好的结果。

在10分钟内将由1000份水、80份煅烧芒硝盐(Glauber salt)、1份硝基苯-3-磺酸钠和1份来自制备实施例1的染料组成的染浴加热至80℃。然后加入100份丝光棉。然后在80℃下染色5分钟，接着在15分钟内加热至95℃。在95℃下10分钟后，加入3份碳酸钠，接着在20分钟后再加入7份碳酸钠并在95℃下30分钟后再加入另外10份碳酸钠。随后在95℃下继续染色60分钟。然后将染色的材料从染浴中移出，并在流动的去离子水中冲洗3分钟。随后洗涤两次，每次在5000份沸腾的去离子水中10分钟，随后在60℃下在流动的去离子水中冲洗3分钟，然后用冷自来水冲洗1分钟。干燥后留下具有良好的耐湿牢度的鲜亮的蓝色棉染色。

将0.2份制备实施例1的染料溶于100份热水中，将溶液冷却到室温。将该溶液加入到在打浆机(hollander)中的2,000份水中打碎的100份化学漂白的亚硫酸盐浆料。经过15分钟的混合后，以常规方式将物料用树脂胶料(size)和硫酸铝上胶。由这种材料生产的纸具有良好的湿牢度的蓝色色调。

应用实施例H和J也用根据制备实施例2至58的染料进行，有同样好的结果。