способ получения моно- или дисазокрасителей на основе метилфлороглюцина
Классы МПК: | C09B29/12 ряда бензола C09B33/04 в которых компонентой сочетания является диокси- или полиоксисоединение |
Автор(ы): | Кобраков Константин Иванович (RU), Ушкаров Владимир Игоревич (RU), Алафимов Андрей Иванович (RU), Станкевич Галина Сергеевна (RU), Шевелев Станислав Аркадьевич (RU), Шахнес Александр Ханунович (RU), Разумев Константин Эдуардович (RU), Молоков Вячеслав Леонидович (RU) |
Патентообладатель(и): | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный текстильный университет имени А.Н. Косыгина" (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2008-07-17 публикация патента:
10.04.2011 |
Изобретение относится к области химии красителей и может быть использовано для окраски натуральных и синтетических волокон. Предлагается способ получения моно- или дисазокрасителей на основе метилфлороглюцина (МФГ), заключающийся в азосочетании МФГ с солью диазония при температуре (-)5 -(+)10°С, pH от менее 1 до 8 и мольном соотношении метилфлороглюцин: соль диазония от 1:1 до 1:2. Изобретение обеспечивает утилизацию тринитротолуола экологически и технологически приемлемым способом с получением красителей на основе МФГ с высоким выходом и высокой селективностью, обладающих повышенной устойчивостью к физико-химическим воздействиям по сравнению с аналогами по строению и применению, например, азокрасителями на основе п-крезола. 3 табл.
Формула изобретения
Способ получения моно- или дисазокрасителей на основе метилфлороглюцина, имеющих одну из структур формулы (I)-(VIII),:
, , , , , , ,
,
заключающийся в том, что метилфлороглюцин подвергают азосочетанию с соответствующей солью диазония при температуре (-)5 - (+)10°С, pH от менее 1 до 8 и мольном соотношении метилфлороглюцин: соль диазония от 1:1 до 1:2.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области химии красителей и может быть использовано для окраски синтетических волокон.
Известны способы синтеза азокрасителей реакцией азосочетания солей диазония с одно- и двухатомными фенолами различного строения, описанные в книге Степанова Б.И. Введение в химию и технологию органических красителей (Москва, Химия, 1984) и Бородкина В.Ф. Химия красителей (Москва, Химия, 1981). При этом получаются азокрасители широкой цветовой гаммы, способные окрашивать текстильные материалы из волокон различного химического строения.
Недостатками указанных красителей является то, что в ряде случаев они не обеспечивают необходимой прочности окраски материала к различным физико-химическим воздействиям: стирке, сухому и мокрому трению и т.д., что обусловлено особенностью строения красителя.
Кроме того, указанные красители являются продуктами многостадийных синтезов, основанных на углеводородном сырье, получаемом из нефти, цена на которое постоянно растет, а оценка перспективы нефтедобычи показывает, что период экономически целесообразной добычи составляет примерно 20-25 лет.
В связи с изложенным в последние годы обостряется вопрос поиска источников нового сырья для синтеза красителей.
В литературе имеются сведения о способах синтеза азосоединений из трехатомного фенола - флороглюцина (ФГ).
Однако синтезированные соединения не могут рекомендоваться в качестве азокрасителей для текстильных материалов, поскольку они не испытывались в качестве красителей.
Например, в публикации Р.Weselsky, R.Benedikt, Chem. Ber., 1879, V.12, p.226, не приводится никаких данных о том, почему в реакцию азосочетания реагенты вовлекались в соотношении ФГ: соль диазония = 1:2, хотя в ФГ имеется три равнозначных положения (обозначены на схеме звездочками), в которых может идти реакция. Не приводится никаких данных о строении выделенных окрашенных продуктов. Приведенные данные элементного анализа недостаточны для установления структуры. Отсутствуют данные о чистоте и выходе выделенных окрашенных продуктов, которые, скорее всего, представляют собой смеси соединений моно- (3), ди- (4) и тризамещения (5).
В работе W.Berelenlurg, Н.Goldhahn, Н.Pluskal, Chem. Ber., 1970, V.73, p.878, среди большого количества азосоединений, полученных сочетанием флуорендиазонийхлорида (6) с моно- и двухатомными фенолами, приведен один пример реакции с ФГ.
При этом реакция проводилась в спиртовой среде, в присутствии ацетата калия. Реакционная смесь нагревалась несколько часов на водяной бане. Далее следует сложная многоступенчатая процедура выделения и очистки коричневых кристаллов, которые не имеют четкой температуры плавления. В качестве доказательства структуры и состава приведены только результаты элементного анализа на азот.
В работе Stebbins, J. Am. Chem. Soc, 1880, V.2, p.240, приведен пример взаимодействия соли диазония, полученной из сульфаниловой кислоты, и ФГ, взятых в соотношении 1:1. Авторами выделена, по их утверждению, соль NaSO3 C6H4-N=N-С6Н2(ОН) 3 в виде оранжевого порошка, при подкислении которого концентрированной HCl получена свободная кислота HSO3C6H 4-N=N-С6Н2(ОН)3 в виде оранжевых кристаллов. Авторы не указывают выходов полученных продуктов и не приводят доказательств предположенных структур, а также каких-либо физико-химических характеристик полученных продуктов.
Аналогичным образом описано взаимодействие соли диазония, полученной из 2-амино-5-бромо- -цимена (7) с флороглюцином (A.S.Wheeler, L.F.P.Cutlar, J. Am. Chem. Soc., 1927, V.49, p.2821)
С учетом вышеизложенного, a также малой доступности и высокой цены исходного ФГ, азосоединения, полученные на его основе, не могут рассматриваться в качестве перспективных красителей для текстильных материалов.
В данном техническом решении предлагается способ получения новых азокрасителей и пигментов, в состав которых входят один или несколько фрагментов метилфлороглюцина (МФГ)
МФГ получается в результате химической трансформации наиболее массового взрывчатого вещества XX века - 2,4,6-тринитротолуола (ТНТ, тротил, тол), запасы которого в снятых с вооружения негодных к применению боеприпасах исчисляются в РФ сотнями тысяч тонн (см. Сб. докл. Международной научно-технической конференции «Комплексная утилизация обычных видов боеприпасов», Москва, изд. дом «Оружие и технологии», 2003).
В настоящее время в РФ разработаны технологически и экологически приемлемые способы превращения ТНТ в МФГ, что делает последний реально доступным и дешевым полупродуктом (S.A.Shevelev, А.Kh.Shakhnes, B.I.Ugrak, S.S.Vorob'ev, Synth. Commun, 2001, 37, p.2557). Использование ТНТ в качестве исходного сырья для получения красителей позволит поддерживать его производство на необходимом уровне, рассматривая его как сырье двойного назначения.
Наиболее близким к заявленному является способ получения азокрасителей и азопигментов на основе МФГ, описанный в статье Ушкарова В.И. и др., Красители на основе метилфлороглюцина для химических волокон (Химические волокна, 2006, № 3, с.с.8-10). Известный способ заключается в проведении реакции моноазосочетания или диазосочетания МФГ с солью диазония.
Строение МФГ предполагает возможность протекания реакции азосочетания в одно или два положения бензольного ядра.
В этом документе также раскрыто, что определяющими условиями для осуществления этих реакций являются: соотношение реагентов, наличие в молекуле электронодоноров или электроноакцепторов, растворимость моноазосоединения в среде проведения реакции, pH среды. Однако в этой статье не исследовалась селективность реакций. Недостатками известного способа также являются невысокий выход красителей и недостаточно высокая прочность окраски.
Задачей настоящего изобретения является определение условий селективности протекания реакций азосочетания и диазосочетания, повышение выхода красителей на основе МФГ и прочности окраски синтетических волокон, а следовательно, и обеспечение высоких эксплуатационных свойств окрашенных тканей.
Поставленная задача решается способом получения моно- или дисазокрасителей, содержащих фрагменты метилфлороглюцина, включающим реакцию моноазосочетания и/или диазосочетания метилфлороглюцина с солью диазония. Авторами настоящего изобретения было неожиданно обнаружено, что реакцию необходимо проводить в интервале pH от менее 1 до 8, при температуре (-5)÷(10)°С и мольном соотношении метилфлороглюцин: соль диазония от 1:1 до 1:2. Однако этих условий недостаточно. Для того чтобы реакция проходила селективно, необходимо также учитывать строение диазокомпоненты.
Авторы изобретения установили, что выход целевого продукта является максимально высоким при следующих условиях:
- реакцию азосочетания проводят при pH менее 1, если соль диазония содержит диамин, пиразол, или сильные электроноакцепторные заместители из ряда, включающего -SO3H, -NO2, галоген;
- реакцию азосочетания проводят при pH от 6 до 7, если соль диазония содержит конденсированные бензольные кольца;
- реакцию азосочетания проводят при pH от 7 до 7,5, если соль диазония содержит сильные электроноакцепторные и электронодонорные заместители;
- реакцию диазосочетания проводят при pH от 7 до 8 и соотношении метилфлороглюцин: соль диазония, равном 1:2, если обе диазосоставляющие одинаковы и моноазосоединение, полученное в качестве промежуточного продукта, является водорастворимым;
- реакцию диазосочетания проводят при pH от 6 до 8 в водоспиртовой среде при объемном отношении вода: спирт, равном 1:1,5, с выделением промежуточного моноазосоединения, полученного при pH менее 1, если обе диазосоставляющие одинаковы и моноазосоединение является водонерастворимым;
- реакцию диазосочетания проводят при pH от 7 до 8, если диазосоставляющие различны и с одной из них метилфлороглюцин образует водорастворимый полупродукт, при этом сначала проводят реакцию моноазосочетания при pH менее 1 с получением водорастворимого полупродукта.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
1. Синтез моноазосоединений.
Моноазосочетание МФГ при pH<1 идет с солями диазония, в бензольных ядрах которых имеются только сильные электроноакцепторные заместители, такие, как -SO3H, -NO2, а также галогены. Если в арильном радикале диазосоставляющей наряду с электроноакцепторными заместителями содержатся сильные электронодоноры, такие, как группа ОН, то реакцию следует проводить при рН 7-7,5. При более низком и при более высоком значении pH образуется смесь продуктов моно- и бисазосочетания. Эти реакции осуществляются в соответствии со схемой:
Пример 1
Синтез красителя на основе МФГ и сульфаниловой кислоты. Реакция моноазосочетания при pH<1
На первой стадии проводят диазотирование сульфаниловой кислоты.
0,164 г (0,000714 моль) сульфанилата натрия помещают в фарфоровый стакан, прибавляют 10 мл воды и нагревают массу до 50°С при перемешивании. Полученный раствор охлаждают до 20°С и прибавляют к нему 1 мл (0,00855 моль) 27,5% соляной кислоты (для достижения pH среды <1). Далее реакционную массу охлаждают до 5°С и в течение 10 минут при перемешивании прибавляют к ней раствор 0,049 г (0,000714 моль) нитрита натрия в 5 мл воды. После добавления всего количества нитрита натрия реакционную массу перемешивают еще 15 минут. Получают диазосоединение в виде раствора.
На второй стадии проводят реакцию моноазосочетания.
0,1 г (0,000714 моль) МФГ растворяют в 10 мл воды при нагревании до 50°С и перемешивании. Полученный раствор охлаждают до 0-5°С и прибавляют к нему 6 мл (0,051 моль) 27,5% HCl. Далее к реакционной массе через капельную воронку в течение 30 мин приливают раствор соли диазония, полученной на первой стадии (0,000714 моль), следя за тем, чтобы температура не поднималась выше и pH среды - не выше 1. После окончания прибавления соли диазония реакционную массу перемешивают еще 15 мин, подкисляют 2 мл концентрированной HCl, тщательно перемешивают еще 5 мин и оставляют на 1 час при комнатной температуре. Выпавший осадок отфильтровывают на воронке Бюхнера через двойной бумажный фильтр, либо на фильтре Шотта (16 мкм). Осадок промывают 27,5% HCl и высушивают при температуре 40°С.
Получают 0,22 г (90%) продукта (см. табл.1 № 1) в виде порошка красно-коричневого цвета. Rf =0,83 (на бумаге марки "Filtrak", элюент № 1).
Пример 2.
Синтез красителя на основе МФГ и 4-нитро-6-хлор-2-аминофенола. Реакция моноазосочетания при рН 7-7,5.
На первой стадии проводят диазотирование 4-нитро-6-хлор-2-аминофенола.
1 г (0,0053 моль) 4-нитро-6-хлор-2-аминофенола помещают в фарфоровый стакан, прибавляют 5 мл 27,5% HCl и 10 мл воды. Затем полученную смесь нагревают до 70°С и перемешивают до образования прозрачного раствора. Полученный раствор охлаждают до 0°С и в течение 10 мин прибавляют к нему 0,448 г (0,37 моль) нитрита натрия в 10 мл воды. Получают раствор диазосоединения.
На второй стадии проводят реакцию моноазосочетания.
Приготовление раствора 0,742 г (0,0053 моль) МФГ проводят по методике, описанной для примера 1 (без подкисления). К полученному раствору МФГ, охлажденному до 0°С, прибавляют 0,0053 моль диазосоединения, полученного на первой стадии, и затем в течение часа приливают раствор 4,53 г (0,0428 моль) Na2CO3 в 20 мл воды, доводя значение pH среды до 7-7,5 и следя за тем, чтобы температура не поднималась выше 5°С. После этого реакционную массу подкисляют 27,5% HCl до рН 1, перемешивают еще 15 мин и оставляют на 1 час при комнатной температуре. Выпавший осадок отфильтровывают на фильтре Шотта (16 мкм), промывают 4 раза водой и сушат при температуре 40°С.
Получают 1,63 г (90%) продукта (см. табл.1 № 2) в виде темно-коричневого порошка. Rf=0,5 (на пластинке Silufol UV-254, элюент № 5).
В случае, если в диазосоставляющей содержатся конденсированные бензольные кольца, реакция проводится при рН 6-7 в соответствии с приведенной ниже схемой. При более низких значениях pH реакция не идет, а при более высоком образуется смесь продуктов моно- и бисазосочетания.
Пример 3.
Синтез красителя на основе МФГ и Аш-кислоты (4-амино-5-гидроксинафталин -2,7-дисульфокислота).
На первой стадии проводят диазотирование Аш-кислоты.
1 г (0,003 моль) мононатриевой соли Аш-кислоты помещают в фарфоровый стакан, прибавляют 5 мл (0,0428 моль) 27,5% HCl, 20 мл воды и полученную смесь нагревают до 70°С при перемешивании до образования прозрачного раствора. Затем реакционную массу охлаждают до 0°С, в течение 15 мин прибавляют к ней 0,207 г (0,003 моль) нитрита натрия в 10 мл воды и перемешивают еще 15 мин. Получают суспензию диазосоединения.
На второй стадии проводят реакцию моноазосочетания.
0,42 г (0,003 моль) МФГ помещают в фарфоровый стакан, приливают 10 мл воды, массу нагревают до 50°С и размешивают до образования прозрачного раствора. К полученному раствору МФГ в течение часа прибавляют 0,003 моль диазосоединения, полученного на первой стадии, и одновременно 4,54 г (0,0428 моль) Na2CO 3 в 20 мл воды, следя за тем, чтобы значение pH оставалось в пределах 6-7, а температура не превышала 5°С. Выделение продукта осуществляют по методике, описанной для примера 1.
Получают 1,4 г (91%) продукта (см. табл.1 № 3) в виде черного порошка. Rf=0,25 (на бумаге марки "Filtrak", элюент № 1).
Если в диазосоставляющей компоненте содержится фрагмент пиразола, реакцию следует проводить при pH<1 в соответствии со следующей схемой:
Пример 4.
Синтез красителя на основе МФГ и 3-этил-4-фенил-5-аминопиразола.
На первой стадии проводят диазотирование 3-этил-4-фенил-5-аминопиразола.
0134 г (0,000714 моль) 3-этил-4-фенил-5-аминопиразола помещают в фарфоровый стакан, прибавляют 5 мл (0,04275 моль) 27,5% HCl и полученную смесь нагревают до 60°C при перемешивании до получения прозрачного раствора. Далее раствор охлаждают до -5°C, прибавляют к нему в течение 20 минут 0,0493 г (0,000714 моль) нитрита натрия в 5 мл воды и перемешивают еще 15 мин.
На второй стадии проводят реакцию моноазосочетания.
0,1 г (0,000714 моль) МФГ растворяют в 10 мл воды при нагревании до 50°С и перемешивании. Полученный раствор подкисляют 2 мл 27,5% HCl, охлаждают до -5°С и в течение часа при pH<1 и этой температуре прибавляют к нему 0,000714 моль диазосоединения, полученного на первой стадии. Затем реакционную массу перемешивают 15 мин и оставляют на час при комнатной температуре. Выпавший осадок отфильтровывают на фильтре Шотта (16 мкм), после чего сушат при 40°С.
Получают 0,22 г (92%) продукта (см. табл.1 № 4) в виде светло-бежевого порошка.
Очистка красителя.
Очистку красителя проводят путем перекристаллизации из водного ацетона. Получают 0,18 г (75%) продукта (см. табл.1 № 4) желтого цвета. Rf=0,67 (на пластинке Silufol UV-254, элюент № 5).
При синтезе азосоединений, содержащих два фрагмента МФГ, в качестве диазосоставляющей используются диамины. Реакция проводится при pH<1 по следующей схеме:
Пример 5.
Синтез красителя на основе МФГ и 4,4'-диаминостильбен-2,2'-дисульфокислоты.
На первой стадии проводят диазотирование 4,4'- диаминостильбен-2,2'-дисульфокислоты.
0,66 г (0,00179 моль) 4,4'-диаминостильбен-2,2'-дисульфокислоты помещают в фарфоровый стакан, добавляют 20 мл воды и 0,095 г (0,000895 моль) Na2CO3. Реакционную массу перемешивают при 60°С до образования прозрачного раствора, приливают к нему 1 мл (0,00855 моль) 27,5% HCl, охлаждают до 7°С и диазотируют, добавляя 0,25 г (0,0036 моль) нитрита натрия в 15 мл воды, затем перемешивание продолжают еще 15 мин.
На второй стадии проводят реакцию моноазосочетания.
0,5 г (0,00357 моль) МФГ помещают в фарфоровый стакан, прибавляют 20 мл воды, перемешивают при 50°С до образования прозрачного раствора. К полученному раствору приливают 5 мл 27,5% HCl, охлаждают его до 6-8°С и прибавляют к нему в течение часа 0,00179 моль диазосоединения, полученного на первой стадии, при интенсивном перемешивании, следя за тем, чтобы значение pH не поднималось выше 1, а температура - выше 8°С, и затем перемешивают еще 30 мин. Выделение красителя осуществляют по методике, описанной для примера 1.
Получают 1,56 г (65%) продукта (см. табл.1 № 5) в виде черно-зеленых кристаллов. Rf=0,19 (на бумаге марки "Filtrak", элюент № 1).
2. Синтез бисазосоединений:
В случае, когда промежуточный продукт (моноазосоединение) водорастворим и обе диазосоставляющие одинаковы, реакцию следует вести при рН 7-8 при соотношении реагентов (МФГ: соль диазония) = 1:2 в соответствии со следующей схемой:
Пример 6.
Синтез бисазокрасителя на основе МФГ и сульфаниловой кислоты.
На первой стадии проводят диазотирование сульфаниловой кислоты.
0,328 г (0,00143 моль) сульфанилата натрия диазотируют по методике, описанной для примера № 1.
На второй стадии проводят реакцию диазосочетания.
0,1 г (0,000714 моль) МФГ растворяют в 10 мл воды при нагревании до 50°С и перемешивании. Полученный раствор охлаждают до 0-5°С и приливают к нему 1 мл 27,5% HCl при этой температуре. Далее к раствору в течение 10 минут прибавляют половину объема раствора соли диазония (0,000714 моль), полученной на первой стадии, а затем раствор 0,4537 г (0,00428 моль) Na 2CO3 в 5 мл воды при температуре 5°С (для достижения рН 7-8). Образовавшуюся реакционную массу перемешивают 10 минут и добавляют оставшееся количество соли диазония (0,000714 моль), после чего в течение 10 минут опять приливают к ней раствор 0,4537 г (0,00428 моль) г Na2CO3 в 5 мл воды и перемешивают 15 минут. Выделение продукта осуществляется так же, как и в примере 1.
Получают 0,38 г (96%) продукта (см. табл.1 № 6) в виде темно-коричневого порошка. Rf=0,85 (на бумаге марки "Filtrak", элюент № 1).
Если с одним из диазосоставляющих МФГ образует водонерастворимый продукт, то сначала реакцию ведут с той диазосоставляющей, которая при сочетании с МФГ образует водорастворимый продукт, при значении pH<1, описанном выше для получения моноазосоединений. Затем, доведя pH до 7-8, прибавляют вторую диазосоставляющую. Реакцию проводят в соответствии со схемой:
Пример 7.
Синтез бисазокрасителя на основе МФГ, 3-нитро-5-метоксианилина и сульфаниловой кислоты.
Синтез моноазокрасителя № 1 (первая стадия реакции).
Моноазокраситель № 1 из 0,164 (0,000714 моль) сульфаниловой кислоты и 0,1 г (0,000714 моль) МФГ получают по методике, описанной в примере 1. При этом выделение азокрасителя не проводится.
Диазотирование 3-нитро-5-метоксианилина (вторая диазосоставляющая).
Диазотирование 0,12 г (0,000714 моль), 3-нитро-5-метоксианилина проводится по методике, описанной для примера 1, с использованием 0,5 мл (0,00428 моль) 27,5% HCl и 0,0493 г (0,000714 моль) нитрита натрия.
Сочетание со второй диазосоставляющей (получение бисазокрасителя).
К раствору полученного моноазосоединения № 1 при температуре 0°С в течение 10 мин прибавляют хлористый 3-нитро-5-метоксифенилдиазоний. Затем к реакционной массе в течение 30 минут прикапывается раствор 1,36 г (0,0128 моль) Na2CO3 в 20 мл воды при температуре 5°С до достижения значения pH среды 7-8. После этого массу перемешивают еще 1 час, прибавляют к ней 1 мл концентрированной HCl, затем перемешивают еще 5 мин и оставляют на 1 час при комнатной температуре. Выпавший осадок отфильтровывают на фильтре Шотта (16 мкм) и сушат при 40°С.
Получают 0,34 г (89%) продукта (см. табл.1 № 7) в виде коричневого порошка. Rf=0,28 (на бумаге марки "Filtrak", элюент № 1).
Когда обе диазосоставляющие на стадии получения моноазосоединения образуют с МФГ водонерастворимый продукт, то после проведения первой стадии моноазопродукт выделяют и сочетание со второй диазосоставляющей проводят в водно-спиртовой среде при соотношении вода: спирт = 1:1,5 по объему, при значениях pH среды, равных 6-8, в соответствии со схемой:
Пример 8.
Синтез бисазокрасителя на основе МФГ и n-нитроанилина.
Синтез моноазокрасителя на основе МФГ и n-нитроанилина (первая стадия реакции).
Диазотирование 0,237 г (0,001724 моль) n-нитроанилина и сочетание его с 0,24 г (0,001724 моль) МФГ проводят по методике, описанной в примере 4, исключая очистку.
Диазотирование n-нитроанилина (2-я диазосоставляющая).
0,24 г (0,001724 моль) n-нитроанилина проводят по методике, описанной в примере 3.
Сочетание.
0,5 г (0,001724 моль) моноазокрасителя на основе МФГ и n-нитроанилина помещают в фарфоровый стакан, прибавляют 10 мл этанола, размешивают получившуюся смесь до образования прозрачного раствора, охлаждают его до 0°С и в течение часа прибавляют к нему 0,001724 моль диазосоединения, полученного из n-нитроанилина (2-я диазосоставляющая) и одновременно - 0,9063 г (0,00855 моль) Na2CO 3 в 15 мл 50%-ного этанола, следя за тем, чтобы значение pH оставалось в пределах 6-8, а температура - в пределах 5-6°С. После этого реакционную массу перемешивают еще 15 мин, затем отгоняют спирт и остаток подкисляют 27,5% HCl до рН 0. Выпавший осадок отфильтровывают на фильтре Шотта (16 мкм), промывают 4 раза водой и сушат при 40°С.
Получают 0,25 г (33%) продукта (см. табл.1 № 8) в виде черных кристаллов. Очистка красителя.
Очистку красителя проводят путем перекристаллизации из водного ацетона. Получают 0,16 г (21%) продукта (см. табл.1 № 8) коричнево-оранжевого цвета. Rf=0,46 (на пластинке Silufol UV-254, элюент № 5).
Следует пояснить, что низкий выход целевого продукта в примере 8 объясняется специфической способностью соли диазония, полученной из n-нитроанилина. При уменьшении pH реакция не идет, а при повышении pH выше 8 соль диазония превращается в диазотат. Можно сделать вывод, что, по-видимому, в этих условиях реакция не проходит до конца.
7,5 (4H, д, Hаром) | |||||
8.1 (4Н, д, Наром) |
Свойства азокрасителей, содержащих фрагмент МФГ.
При изучении свойств полученных моно- и бисазосоединений нами установлено, что наличие трех гидроксильных групп во фрагменте МФГ, входящих в состав молекулы азосоединения, обеспечивает высокую прочность закрепления молекулы азосоединения на волокне без каких-либо дополнительных операций, что подтверждает, например, пример 8, в котором сравниваются красители на основе МФГ или паракрезола и сульфаниловой кислоты (М.С.Rose, J.E.Stuehr, J. Am. Chem. Soc, 1972, v.94, p.5532-5538, O.P.Sharma, R.B.Kharat, J. Ind. Chem. Soc, 1975, v.LII, p.174-175).
Крашение обоими красителями капрона осуществлялось по стандартной методике крашения средневыравнивающимися кислотными красителями:
Ткань в течение 30 мин замачивается в растворе глауберовой соли при температуре 70-80°С, при этом глауберовой соли берется 10% от массы волокна, а воды 50 мл на 1 г волокна. Затем ткань вынимают и в раствор добавляют 3-5% от массы волокна уксусной кислоты (в пересчете на 100%) и 1% от массы волокна красителя, после чего красильную ванну охлаждают до 40°С, погружают в нее ткань. Затем при перемешивании в течение часа поднимают температуру до 90°С и выдерживают еще 40 мин. После крашения ткань вынимают и тщательно промывают водой с мылом.
Для сравнения прочности окраски проведены испытания на устойчивость полученных выкрасок к стирке при различной температуре. Стирка проводились по стандартной методике (ГОСТ 9733.4-83) в мыльно-содовом растворе (5 г мыла и 2 г соды на 1 л воды) в течение 45 мин при 45°С и затем при 90°С. При этом испытуемый окрашенный образец сшивался с неокрашенным образцом из этой же ткани, а также с образцом сопутствующей ткани (тоже неокрашенной) из другого материала (в случае капрона - шерсть), так, чтобы окрашенный образец был в середине.
Оценка устойчивости окраски проводилась по пятибалльной шкале серых эталонов на приборе "Datacolor", и она позволила оценить в баллах степень осветления окрашенного образца и степень перехода красителя на сшитые с ним неокрашенные образцы. Очевидно, что чем ниже балл, тем прочность закрепления красителя на волокне хуже (таблица 2).
Сравнительный пример
Таблица 2 | |||||||||||
Сравнительное испытание двух красителей на устойчивость к стирке | |||||||||||
Краситель на основе МФГ | Краситель на основе n-крезола | ||||||||||
45°C | 90°С | 45°С | 90°C | ||||||||
O | Н | С | O | Н | С | O | Н | C | O | H | C |
5 | 5 | 5 | 4-5 | 5 | 4-5 | 2-3 | 3 | 3 | <1 | 1 | 1 |
Н - неокрашенная ткань, O - окрашенная ткань, С - сопутствующая ткань |
Из данных, приведенных в этой таблице, следует, что устойчивость к стирке красителя на основе МФГ во всех случаях выше, чем у аналогичного известного красителя.
Структурные формулы красителей 9-15
Из таблицы видно, что все красители, содержащие фрагмент МФГ, имеют устойчивость к стирке в стандартных условиях не менее 5 баллов. Это доказывает, что наличие фрагмента МФГ в молекуле красителя обеспечивает его способность к повышенной прочности закрепления на волокне по сравнению с красителями, полученными в соответствии с известными ранее способами.
Таким образом, предлагаемое изобретение обеспечивает:
- Решение важной народно-хозяйственной задачи утилизации ТНТ экологически и технологически приемлемым способом без использования подрыва или поджога.
- Введение в практику синтеза азокрасителей нового полупродукта - метилфлороглюцина, при этом обеспечивается высокий выход целевых продуктов и высокая селективность реакции, а получаемые азокрасители обеспечивают повышенную устойчивость окраски текстильных материалов к физико-химическим воздействиям и повышенную прочность закрепления красителя на волокне по сравнению с аналогами.
Приложение:
1. Спектры ЯМР 1Н исследуемых соединений записывались на спектрометрах Bruker WM-200 (200 Гц), WP-250 (250 Гц), WM-360 (360 Гц) в ДМСО-D 6 (внутренний стандарт ТМС); при 22-24°С.
2. ЭПС - спектры снимали на приборе Uvidec-610 в воде, этаноле; толщина слоя - 0.5-1.0 см.
3. Бумажную хроматографию проводили на бумаге марки "Filtrak" в системе растворителей: вода - 25%-ный раствор NH4OH - этанол - 1:1:1, (элюент № 1).
4. Тонкослойную хроматографию проводили на пластинках с закрепленным слоем Al2O3 Merck LU-074, на пластинках Silufol UV-254, в системе растворителей: бензол (элюент № 2); этанол - хлороформ 1:7 (элюент № 3); хлороформ (элюент № 4); этанол - бензол 1:5 (элюент № 5).