CH623074A5

CH623074A5 - Process for the preparation of condensation dyestuffs and of dye preparations of these dyestuffs

Info

Publication number: CH623074A5
Application number: CH35177A
Authority: CH
Inventors: Fritz Dr Puchner; Horst Dr Nickel
Original assignee: Bayer Ag
Priority date: 1976-01-16
Filing date: 1977-01-12
Publication date: 1981-05-15
Also published as: DE2601470C2; DE2601470B1; FR2338307A1; GB1511824A; ES455034A1; FR2338307B1; BR7700187A

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Kondensationsfarbstoffen der Stilbenazo- bzw. -azo- " xysulfonsäurereihe durch alkalische Kondensation von Natriumsalzen von Nitroarylsulfonsäuren, vorzugsweise von 4-Nitrotoluol-2-sulfonsäure, und gegebenenfalls anschliessende Weiterkondensation mit einem Amin (A) oder einer Hilfskomponente (B), dadurch gekennzeichnet, dass man Natriumsalze von schwefelsäurearmen Nitroarylsulfonsäuren, vorzugsweise der 4-Nitrotoluol-2-sulfonsäure, im annähernden Molverhältnis von 1 : 1 mit Natronlauge bei 40 bis 125°C, vorzugsweise bei 70 bis 105°C, kondensiert. .

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Eintopf-Verfahren zur Herstellung von neuen Färbepräparaten der vorstehend genannten Kondensationsfarbstoffe, dadurch gekennzeichnet, dass man das nach der Kondensation erhaltene Gemisch neutralisiert, gegebenenfalls mit Stellmitteln auf die gewünschte Farbstärke bringt und anschliessend ohne Zwischenisolierung, gegebenenfalls nach Verdünnung, der Sprühtrocknung unterwirft sowie die so hergestellten Färbepräparate. Der Sprühtrocknung kann gegebenenfalls eine Entstaubung in üblicher Weise angeschlossen werden.

Die auf diese Weise erhaltenen Färbepräparate von Kondensationsfarbstoffen der Stilbenazo- bzw. -azoxysulfonsäurereihe eignen sich hervorragend zum Färben von vegetabilischen Fasern und Materialien wie Baumwolle und Papier nach üblichen bekannten Verfahren. Ihre Herstellung stellt gegenüber den bisher bekannten Verfahren sowohl ökonomisch als auch ökologisch einen bedeutenden Fortschritt dar.

Kondensationsfarbstoffe der Stilbenazo- bzw. -azoxysul-fonsäurereihe sind seit langem bekannt und beispielsweise in ColourIndex3. Auflage(1971), Band4, Seiten4365bis4371 und unter den Konstitutionsnummern 40 000 bis 40 006, 40 015,40 025,40 030,40 045,40 050, 40 055, 40 065,40 066, 40 070,40 205,40 210, 40 215,40 220,40 225, 40 230,40 235, 40 240,40 245,40 260, 40 265,40 270,40 275, 40 290,40 291 und 40 295 beschrieben.

Die bisher bekannten Verfahren zur Herstellung dieser Kondensationsfarbstoffe gingen, bedingt durch die Herstellung, von stark schwefelsäurehaltigen Nitroarylsulfonsäuren aus und wurden mit grossen Überschüssen von Natronlauge durchgeführt. Die so erhaltenen Reaktionsgemische Hessen sich nur schwierig isolieren und konnten insbesondere ohne Zwischenisolierung der Sprühtrocknung nicht unterworfen werden. Mit dem erfindungsgemässen Verfahren lassen sich diese Schwierigkeiten ausräumen.

Die für das erfindungsgemässe Verfahren notwendigen schwefelsäurearmen Nitroarylsulfonsäuren sollen nicht mehr als etwa 3 g Schwefelsäure in 100 g Nitroarylsulfonsäure enthalten. Neben der bereits genannten 4-Nitrotoluol-2-sulfon-5 säure sind als Nitroarylsulfonsäuren noch die Dinitrostilbendi-sulfonsäure und die Dinitrodibenzyldisulfonsäure sowie Mischungen der genannten Komponenten zu nennen.

Die Natronlauge kann als 5- bis 20-molare, vorzugsweise als 10- bis 20-molare wässrige Lösung eingesetzt werden, io Die Reaktionszeit richtet sich nach der Art der Kondensar tion. Kondensiert man nur 4-Nitrotoluol-2-sulfonsäure, so reichen 3 bis 8 Stunden, vorzugsweise 4 Stunden aus, um zu einem Gelbfarbstoff vom Typ C.I. Direct Gelb 11 zu kommen. Nimmt man eine Hilfskomponente (B), beispielsweise i5 Glukose, Rohrzucker, Formaldehyd, Glyzerin oder Natriumhypochlorit, hinzu oder setzt man für die Weiterkondensation eine Aminokomponente (A) ein, so wird man im allgemeinen eine längere Reaktionszeit von etwa 4 bis 20 Stunden, vorzugsweise 6 bis 14 Stunden ansetzen müssen. Als Aminokom-zo ponenten (A) kommen aromatische Aminoverbindungen wie p-Phenylendiamin, p-Aminophenol, Dehydrothiotoluidinsul-fonsäure, m- oder p-Aminobenzoe- oder -benzolsulfonsäure, vorzugsweise aber Aminoazoverbindungen in Betracht, beispielsweise 4-Aminoazobenzol-4'-carbon- oder -sulfonsäure, 25 4-Aminoazobenzol-3'-sulfonsäure, 4-Aminoazobenzol-3,4'--disulfonsäure, 4-Amino-2-methyl- oder -3-methoxyazoben-zol-3'- oder -4'-sulfonsäure, 4-Amino-2-methyl-5-methoxy-oder -2,5-dimethyl-azobenzol-3'- oder -4'-sulfonsäure, 4-Ami-no-2-methyl-4',5-dimethoxyazobenzol-3'-sulfonsäure oder 30 4-Amino-l-(4-sulfophenylazo)-naphthalin.

Nach der Kondensationsreaktion wird der Farbstoff entweder direkt bei der Reaktionstemperatur oder nach Abkühlung mit einer starken Mineralsäure, vorzugsweise Salzsäure auf pH 7 gestellt. Damit wird einerseits im gewünschten Zeit-35 punkt die Kondensationsreaktion unterbrochen und durch die Bildung des Natriumsalzes der Mineralsäure, vorzugsweise Natriumchlorid, die Voraussetzung für die gewünschte Sprühtrocknung geschaffen.

An die Neutralisation schliesst sich die Einstellung der 40 Farbstoffsuspension mit üblichen Stellmitteln und Nuancierfarbstoffen an, um zu in der Farbstärke und der Nuance typ-konformen Produkten zu kommen. Als Stellmittel werden in erster Linie mineralsaure Salze, vorzugsweise Natrium- oder Kaliumchlorid, aber auch Hilfsmittel wie Netzmittel und ge-45 gebenenfalls Entstaubungsmittel in geringer Menge zugesetzt. Sodann wird das eingestellte Farbstoffgemisch ohne eine Zwischenisolierung der Sprühtrocknung nach üblichen Verfahren unterworfen, wobei man gegebenenfalls, falls die Suspension zu zähflüssig ist, auf die gewünschte Viskosität durch Verdün-5o nen mit Wasser einstellt. Vorzugsweise arbeitet man mit einem Zweistoffdüsentrockner, dessen Eingangstemperaturen zwischen 180 und 350°C, vorzugsweise 250 und 300°C liegen. Die Austrittstemperaturen des Trägergases sind im Bereich von 80 bis 150°C, vorzugsweise 90 bis 120°C.

55 Nach den Angaben der Literatur enthalten die Kondensationsfarbstoffe der Stilbenazo- bzw. -azoxyreihe empfindliche Gruppierungen wie Stilben- bzw. -dibenzylgruppen, die sich leicht durch Oxydation verändern und Nitrogruppen, die einerseits selbst Oxydationsmittel sind und andererseits die so Neigung haben, bei Temperatur zu reagieren. Der Fortschritt in der Herstellung der erfindungsgemässen Farbstoffpräparate beruht einerseits darauf, dass durch die Ausschaltung einer Zwischenisolierung notwendigerweise auftretende Verluste vermieden werden. Es war andererseits überraschend, dass es durch die Ausschaltung der bislang üblichen Zwischenisolierung auch die Qualität der Farbstoffe in angemessener Weise erhalten bleibt, denn es entstehen bei der Kondensation Farbstoffe verschieden grosser Kettenlänge. Die Verwendung von

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nur etwa 1 Mol Natronlauge für Kondensation der Nitroto-luolsulfonsäuresalze bringt es mit sich, dass im Gegensatz zur Verwendung einer grösseren Menge an Natronlauge, die oligo-meren Farbstoffe mit einem geringeren Anteil an niedermolekularen gefärbten Produkten verunreinigt sind.

Schliesslich ist die V erwendung von Natronlauge wirtschaftlich vorteilhaft gegenüber Lithium- und Tetramethyl-ammoniumhydroxid. Der ökologische Vorteil des Verfahrens und der Produkte besteht darin, dass durch die Verwendung von Natronlauge im Molverhältnis von etwa 1 :1, bezogen auf Nitroarylsulfonsäure nur eine relativ geringe Menge von ökologisch unbedenklichem Kochsalz entsteht, das im Farbstoffpräparat verbleibt.

Die erfindungsgemässen Farbstoffpräparate stellen dunkle gut rieselfähige, nicht hygroskopische, gut lösliche stabile Färbepräparate dar.

Beispiel 1

1085 g (5 Mol) 4-Nitrotoluol-2-sulfonsäure werden in Form eines feuchten 77%igen Presskuchens (H2S04-Gehalt: ca. 1,8 g/100 g) in 1,51 Wasser gelöst und mit 1050 g ca. 10 n Natronlauge (ca. 30%NaOH) in üblicher Weise bei 75 bis 78°C 4 Stunden lang der Selbstkondensation unterworfen.

Nach Zugabe von weiteren 1,5 1 Wasser und Abkühlung auf ca. 60°C wird mit ca. 390 g ca. 10 n Salzsäure (ca. 30% HCl) neutralisiert. Die neutrale Farbstoffsuspension wird nach der Bestimmung des Trockengehalts mit 285 g Kochsalz auf die gewünschte Farbstärke eingestellt und im Zweistoffdüsen-trockner getrocknet. Nach dem Versetzen mit einem Entstau-bungsmittel erhält man ein pulverformiges Farbstoffpräparat, das dem Direct Yellow 11, Colour Index No. 40 000, entspricht und vegetabilische Fasern (Papier, Baumwolle u.ä.) in rotstichig gelber Nuance färbt.

Beispiel 2

5 1085 g (5 Mol) 4-Nitrotoluol-2-sulfonsäure werden wie in Beispiel 1 beschrieben in 1,51 Wasser gelöst und mit 1050 g ca. 10 n Natronlauge 4 Stunden bei 75 bis 78°C der Selbstkondensation unterworfen. 0,5 1 Wasser und 180 g (0,65 Mol) 4-Ami-noazobenzol-4'-sulfonsäure in Form eines ca. 49%igen feuch-lo ten Presskuchens werden hinzugefügt. Die Reaktionsmischung wird 8 Stunden unter Rückfluss gekocht.

Nach Zugabe von 1,25 1 Wasser und Abkühlung auf ca. 70°C wird mit ca. 450 g ca. 10 n Salzsäure (ca. 30% HCl) neutralisiert. Die neutrale Farbstoffsuspension wird nach Bestim-i5 mung des Trockengehalts mit ca. 600 g Kochsalz auf die gewünschte Farbstärke eingestellt und im Zweistoffdüsentrock-ner getrocknet. Nach dem Versetzen mit einem Entstaubungs-mittel erhält man ein pulverformiges Farbstoffpräparat, das vegetabilische Fasern (Papier, Baumwolle u.ä.) in gelbstichig 2o oranger Nuance färbt.

Beispiel 3

Die in den Beispielen 1 und 2 verwendete 4-Nitrotoluol-2--sulfonsäure mit einem H2S04-Gehalt von 1,8 g/100 g wurde 25 wie folgt erhalten:

300 g eines feuchten Presskuchens von 4-Nitrotoluol-2-sul-fonsäure mit einem Schwefelsäuregehalt von ca. 10,3 g/100 g Nitrotoluolsulfonsäure wurden mit 41 g Wasser 4 Stunden verrührt. Anschliessend wird aus dem Kristallbrei die Festsub-30 stanz durch Absaugen isoliert. Man erhält 250 g eines 80% wässrigen Presskuchens des oben angegebenen Reinheitsgrades.

Claims

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1. Verfahren zur Herstellung von Kondensationsfarbstoffen der Stilbenazo- bzw. -azoxysulfonsäurereihe durch alkalische Kondensation von Natriumsalzen von Nitroaiylsulfon-säuren, dadurch gekennzeichnet, dass man Natriumsalze von schwefelsäurearmen Nitroarylsulfonsäuren im annähernden Molverhältnis von 1 :1 mit Natronlauge bei 40 bis 125°C kondensiert.

2. Verfahrennach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als Nitroaiylsulfonsäure 4-Nitrotoluol-2-sulfonsäure einsetzt.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren zur Herstellung von Färbepräparaten der Kondensationsfarbstoffe gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das nach der Kondensation erhaltene Gemisch neutralisiert und anschliessend ohne Zwischenisolierung der Sprühtrocknung unterwirft.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass man nach der Neutralisation mit Stellmitteln die gewünschte Farbstärke einstellt.