JP3608813B2 - アゾ化合物およびその製法 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、新規なアゾ化合物、それを含む着色剤およびその製造法に関する。さらに詳しくは優れた耐光性や耐熱性を持つ不溶性アゾ顔料、その製造法およびその使用法に関する。
【0002】
【従来の技術】
アゾ顔料はジアゾ化合物とカプラーとのカップリング反応で合成される。それらに使用されるカプラーの中で特に2−ヒドロキシ−3−ナフトエ酸あるいはその誘導体がよく知られている。
2−ヒドロキシ−3−ナフトエ酸から合成されるブリリアント・カーミン6B(Pigment Red 57)やウォチャングレッド(Pigment Red 48)は最も重要な赤色溶性アゾ顔料として知られている。
【0003】
さらに2−ヒドロキシ−3−ナフトエ酸とアニリン類との縮合で合成される2−ヒドロキシ−3−ナフトアニリド(ナフトールAS)をカプラーとして不溶性アゾ顔料が合成されることも知られている。
この様に2−ヒドロキシ−3−ナフトエ酸から誘導されるアゾ化合物は古くから重要な顔料として知られている。
また、近年、2−ヒドロキシ−3−ナフトエ酸の異性体である2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸から誘導されるナフトール系顔料およびその特性も明らかにされている(特開平2−302471号公報)。
【0004】
これらの化合物は、2−ヒドロキシ−3−ナフトエ酸から誘導されるナフトール系顔料に比べ優れた耐熱、耐水および耐溶剤性を有することが記載されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸から誘導されたナフトール系顔料は優秀な顔料であるが、色材に対してますます多様な性能が要求される現代においては、このナフトール系顔料もまた充分に要求に対応できる性能を持つとは言い難い。本発明の目的は、アゾ化合物の基本骨格として2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸を用い、従来知られている2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸から誘導されたナフトール系顔料に対して、特に耐光性および耐熱性において優れた新規なアゾ化合物およびそれを含む着色剤を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は下記一般式(I):
【化9】
[式中、Aは炭素数6〜12の芳香族基;
R1、R1’、R2、R2’、R3およびR3’はそれぞれ独立して水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ニトロ基またはハロゲン原子を示す。]で表わされるアゾ化合物、それを含む着色剤およびその製法を提供する。
【0007】
本発明のアゾ化合物は新規化合物であり、本発明のアゾ化合物から、耐光、耐熱、耐水、耐溶剤および耐薬品性等に優れたアゾ顔料を得ることが可能となる。
【0008】
本発明において、炭素数6〜12の芳香族基としては、例えばフェニル基、ナフタレン基、ビフェニル基などがあげられる。具体的には例えば、
【化10】
などが具体的に例示される。これらの芳香族基上には置換基を有していてもよい。置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子などがあげられる。アルキル置換基としては、例えば炭素数1〜6の低級アルキル基、具体的にはメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、t−ブチル、ヘキシルなどがあげられる。特にメチル、エチルなどが好ましい。アルコキシ基は−O−アルキルで表され、特にメトキシ、エトキシなどが好ましい。ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素またはヨウ素などがあげられる。
置換基は複数個または複数種であってもよい。
【0009】
本発明において、R1、R2、R3などで示されるアルキル基としては、例えば炭素数1〜6の低級アルキル基、具体的にはメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、t−ブチル、ヘキシルなどがあげられる。特にメチル、エチルなどが好ましい。アルコキシ基は−O−アルキルで表され、特にメトキシ、エトキシなどが好ましい。ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素またはヨウ素などがあげられる。
【0010】
本発明のアゾ化合物は、着色剤、特に塗料、印刷インキ、クレヨン、プラスチック練り込み用着色剤として有用である。これらの用法は、従来のアゾ系顔料と同様に行えばよい。ただし、本発明のアゾ化合物は耐光性および耐熱性が従来の2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸から誘導されたものより優れているので、その適用範囲をさらに広げることを可能とした。
【0011】
耐光性が向上したことによって、太陽光線等の光源にさらされた状態でも色あせが起きにくいので、外装用の塗料や高級印刷用のインキ等に有効である。
また、耐熱性が向上したことによって、プラスチックの融点以上での高い耐熱性が要求されるプラスチック練り込み用着色剤としても有効である。
【0012】
本発明のアゾ化合物は、2−ヒドロキシ−3−ナフトエ酸等から誘導される公知のアゾ化合物と同様の方法により合成し得るが、例えば、一般式(II)および(III):
【化11】
【化12】
[式中、R1、R1’、R2、R2’、R3およびR3’は前記の意味を有する。]
で示される化合物と、
一般式(IV)
H2N−A−NH2 (IV)
[式中、Aは前記の意味を有する。]
で示される化合物とを脱水縮合することにより製造される。
【0013】
脱水縮合反応は例えば、一般式(II)および(III)で示されるジアゾニウム化合物と一般式(IV)で示されるジアミン化合物をジクロルベンゼン等の溶媒中に溶解し、加熱攪拌するとにより行われる。溶媒としては、例えば
キシレン、メシチレン等の芳香族炭化水素類、モノクロルベンゼン、ジクロルベンゼン、トリクロルベンゼン、クロルナフタレン等のハロゲン化芳香族炭化水素類、クロルニトロベンゼン、ニトロトルエン等のニトロ化芳香族炭化水素類等を用いることができる。通常、反応温度は100〜200℃、反応時間は3〜10時間程度である。
【0014】
一般式(II)で示されるジアゾニウム化合物は、一般式(V):
【化13】
[式中、R1、R2およびR3は前記の意味を有する。]
で示されるアニリン化合物をジアゾ化し、得られたジアゾニウム化合物を2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸とカップリングすることにより製造される。
【0015】
ジアゾ化反応は例えば、一般式(V)で示されるアニリン化合物塩酸水溶液に氷冷下、亜硝酸ナトリウム水溶液を加えて行われる。このように調製されたジアゾニウム塩水溶液を2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸のアルカリ水溶液に加えてカップリングが行われる。通常、反応温度は0〜40℃程度である。カップリング反応の最適pHは適宜選択されるが、2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸を溶かすためのアルカリ量は最少にとどめることが好ましい。
【0016】
本発明において、一般式(IV)で示されるジアミン化合物としては、例えば次のようなものがあげられる。
p−フェニレンジアミン、o−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、2−メチル−1,4−ジアミノベンゼン、2−メトキシ−1,4−ジアミノベンゼン、3−ブロモ−1,4−ジアミノベンゼン、1,5−ジアミノナフタレン、2,3−ジアミノナフタレン、1,8−ジアミノナフタレン、4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジクロロ−4,4’−ジアミノビフェニルなど。
【0017】
また、一般式(V)で示されるアニリン化合物としては、例えば次のようなものがあげられる。
アニリン、トルイジン(o−,m−,p−)、アニシジン(o−,m−,p−)、フェネチジン(o−,m−,p−)、2,4−キシリジン、2,5−ジクロロアニリン、2−メチル−5−ニトロアニリンなどがあげられる。
上記に記載されるような一般式(IV)で示されるジアミン化合物、一般式(V)で示されるアニリン化合物を適宜選択することにより、所望の一般式(I)で表されるアゾ化合物を得ることができる。
【0018】
また、本発明のアゾ化合物は、以下の工程で合成することもできる。
2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸と
一般式(IV)
H2N−A−NH2 (IV)
で示される化合物とを脱水縮合することにより、
一般式(VI)
【化14】
で示される化合物を製造する。
次いで一般式(V)
【化15】
で示される化合物をジアゾ化し、得られたジアゾニウム化合物を一般式(VI)で示される化合物とカップリングすることにより、本発明のアゾ化合物を得ることができる。
なお、脱水縮合反応、ジアゾ化反応およびカップリング反応は、前記と同様の条件で反応を行えばよい。
【0019】
以下に本発明を実施例により、更に具体的に説明する。実施例中、部は重量部を示す。なお、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【0020】
【実施例1】
p −フェニレンビスアミド ( V II) の合成
【化16】
【化17】
【0021】
2,5−ジクロルアニリン9.4部を、水500部及び35%塩酸18.2部中に加え2℃まで冷却した0〜2℃に保ちながら亜硝酸ナトリウム4.3部を水20部に溶解した溶液を滴下してジアゾ化を行なった。
他方、2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸13.8部を、水酸化ナトリウム8.4部を含む水1000部に溶解し、17℃に保った。
【0022】
これに上述のジアゾ溶液を約30分で滴下しカップリング反応を行った。2時間攪拌後、5%塩酸でpHを3.0に調整した。次いで70℃に昇温して30分攪拌したのち反応物を濾過した。ケーキを水洗、乾燥して20.2gの2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸−1−アゾ(2’,5’−ジクロルベンゼン)を得た(対理論収率=83.5%)
【0023】
このアゾ化合物16.9部をo−ジクロルベンゼン135.2倍にケンダクしジメチルホルムアミド0.2部次いで塩化チオニル15.0部を30分かけて滴下した。その後3hrを要して110℃まで昇温する。反応終了後20℃まで冷却し、濾過、o−ジクロルベンゼン100部及び石油エーテル50部で洗浄し、乾燥して14.3部の2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸クロライド−1−アゾ(2’,5’−ジクロルベンゼン)を得た。
【0024】
次にこの酸クロライド13.3部とo−ジクロルベンゼン186部及びp−フェニレンジアミン1.6部を室温で加え0.5hr保持した。その後2hrを要して145℃まで昇温し、同温度で4hr反応した。反応液を80℃まで冷却し、濾過、o−ジクロルベンゼン100部及びメタノール100部で順次洗浄、乾燥して粗生成物12.6gを得た。
【0025】
次にこの粗生成物12.6部をo−ジクロルベンゼン200部と共に170℃で洗浄して濾過後、o−ジクロルベンゼン100部及びメタノールで順次洗浄乾燥して下記目的化合物10.8gを得た。
赤外線吸収スペクトル(KBr法)を図1に示す。
分解点は343.3℃であった。
【0026】
【実施例2】
p −フェニレンビスアミド化合物 ( V III) の合成
【化18】
【0027】
2,5−ジクロルアニリンの代りに2−メチル−5−ニトロアニリン9.1部を用いた以外は実施例1と同様の操作を行い、目的化合物を得た。
赤外線吸収スペクトル(KBr法)を図2に示す。
分解点は370.5℃であった。
【0028】
【実施例3】
4 , 4 ’ −ビフェニルビスアミド (I X ) の合成
【化19】
【0029】
p−フェニレンジアミン1.6部の代わりに3,3’−ジクロロ−4,4’−ジアミノビフェニル3.7部を使用した以外は実施例1と同様の操作を行い、下記目的化合物を得た。
赤外線吸収スペクトル(KBr法)を図3に示す。
分解点は364.7℃であった。
【0030】
【実施例4】
実施例1で用いた2.5−ジクロルアニリンの代わりに3−クロル−4−メトキシアニリン9.5部を、またP−フェニレンジアミンの代わりに1.5−ジアミノナフタレン2.3部を使用した以外は実施例1と同様の操作を行い、下記目的化合物を得た。
【化20】
【0031】
【実施例5】
2.5−ジクロルアニリン8.1部をニトロベンゼン150部に溶解し、35%塩酸15.6部を加え撹拌すると白色の塩酸塩が析出する。その後冷却して温度を0〜5℃に保ち、これに亜硝酸ソーダ3.5部を水10部に溶かした液を滴下してジアゾ化を行い、ジアゾニウム塩の溶液を得た。
一方、1.4−ビス−(2’−ヒドロキシ−6’−ナフトイルアミノ)ベンゼン12.1部を240部の0−ニトロトルエンに懸濁し、これに苛性ソーダ8.0部をメタノール45部に溶解した液を加える。次に撹拌しながらこれに前記のジアゾニウム塩の溶液を滴下して15〜20℃にて3時間カップリング反応を行う。反応終了後は、昇温してメタノール及び水を溜去し、次いで210℃にて2時間撹拌還流し、精製結晶化を行う。90℃まで冷却し、濾過、温トルエンにて洗浄後、メタノール洗浄、水洗、乾燥、粉砕して目的化合物を得た。
【化21】
【0032】
試験例
表1に示す各種アゾ化合物の耐光性、耐熱性、耐水性、耐溶剤性、耐薬品性等の諸性質、色調並びに分解点を表1に示す。
耐熱性、耐水性、耐溶剤性、耐薬品性は次のようにして評価した。
【0033】
なお比較のため、従来のアニリド型アゾ化合物の評価を同時に記載した。使用したアニリド型アゾ化合物は比較例1では(X):
【化22】
比較例2では(XI):
【化23】
である。
【0034】
〈耐熱性評価〉
顔料1部を軟質ポリ塩化ビニルコンパウンド(ポリ塩化ビニル:フタル酸ジオクチル:スズマレート:カルシウムステアレート:バリウムステアレート=100:50:2:0.4:0.6)100部を2本ロールで十分混練してシート状に引き伸ばし、評価用塩ビ成形体を作成した。この塩ビ成形体を4mm四方に各3枚づつ切り、160℃の恒温器に入れて、60分後に取り出し、その着色度を測色計(東京電色、TC−360)を用いて測定した。また熱をかけていない成形体も同様にその着色度を測定した。
【0035】
測定はL*(エルスター)、a*(エースター)およびb*(ビースター)色差式により、スタンダードシートと試験区シートとの間の色差(△E)を算出することにより求めた。
評価は色差式で求めた△Eで(A〜E)の5段階評価とした
△E=1以下 A
△E=2〜3 B
△E=3〜5 C
△E=5〜8 D
△E=8以上 E
【0036】
〈耐光性評価〉
i) 耐熱性評価で作成した各塩ビ成形体を35mm×110mmに切る。
ii) この塩ビ成形体を半分マスクし、フェザーメーター(サンテスタXF−180・キセノンランプ)で100時間照射する。
iii) 照射後塩ビ成形体のマスクをした部分と、していない部分をそれぞれ測定し、両者の色差(△E)を見る。
測色計、測色法、評価については、耐熱性評価に同じ。
【0037】
〈耐水、耐溶剤、耐薬品性評価〉
1) 耐水性評価
耐熱性評価で作成した各塩ビ成形体1.8g及び蒸留水10mlを試験管に取り、室温で20分間超音波洗浄を行う。その後昇温し、1分間リフラックスした後室温まで冷却し、塩ビ成形体を取り出す。残液の着色割合を目視して評価する
評価
A 全く着色が認められないもの
B 着色が極めて僅かであるもの
C 着色が少しあるもの
D 着色があるもの
E 着色が著しいもの
【0038】
2) 耐溶剤及び耐薬品性
耐水性評価で使用した蒸留水のかわりに各試験液を10ml使用した以外は耐水性評価に同じ。
【0039】
【表1】
【0040】
【発明の効果】
本発明の新規なジアゾ化合物は耐光性および耐熱性が従来の2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸から誘導されたアゾ化合物より優れており、外装用塗料プラスチック練込み用着色剤として特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1のp−フェニレンビスアミド系アゾ化合物(VII)の赤外線吸収スペクトル
【図2】実施例2のp−フェニレンビスアミド系アゾ化合物(VIII)の赤外線吸収スペクトル
【図3】実施例3のビフェニルビスアミド系アゾ化合物(IX)の赤外線吸収スペクトル
Claims (7)
- 請求項1に記載のアゾ化合物を含む顔料。
- 請求項1に記載の化合物を含むインキ。
- 請求項1に記載の化合物を含む塗料。
- 請求項1に記載の化合物を含む高分子材料用練込み着色剤。
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