DE2058577C3 - Kristallines Perylentetracarbonsäuredibenzoylhydrazid, Verfahren zu seiner Herstellung und dessen Verwendung als Pigment - Google Patents

Description

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mit Benzoylchlorid oder Benzoesäureanhydrid in Gegenwart von nicht basischem Lösungsmittel kondensiert wobei basische Lösungsmittel und Zinkchlorid nicht oder vom erstgenannten weniger als I Mol pro Mol Benzoylchlorid und vom letztgenannten weniger als '/io des Gewichtes an 4; Perylentetracarbonsäuredihydrazid anwesend sind.

4. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung bei einer Temperatur von 80 bis 140"C lediglich in einem Überschuß von Benzoylchlorid vornimmt

5. Verfahren zur Herstellung der im Anspruch 1 definierten Kristallform der Verbindung der Formel I, dadurch gekennzeichnet, daß man Perylentetracarbonsäuredihydrazid der Formel H mit Benzoyl-

chiorid bei einer Temperatur unier 100°C in Gegenwart eines basischen Lösungsmittels kondensiert.

6. Verfahren zur Herstellung der im A^ispruch 1 definierten Kristallform der Verbindung der Formel I, dadurch gekennzeichnet daß man Perylentetracarbonsäuredihydrazid der Formel II mit Benzoesäure oder einem Benzoesäureester bei einer Temperatur von 100° bis 200° C in Gegenwart von Polyphosphorsäuren umsetzt.

7. Verfahren zur Herstellung der im Anspruch 1 definierten Kristallform der Verbindung der Formel I, dadurch gekennzeichnet, daß man Perylentetracarbonsäuredianhydrid zunächst mit Hydrazinhydrat zum Hydrazid umsetzt und darauf dieses, ohne es vom Reaktionsgemisch abzutrennen, mit Benzoylchlorid in Gegenwart von nicht basischem, organischem Lösungsmittel bei einer Temperatur von 80° bis 250⁰C kondensiert

8. Verfahren zur Herstellung der im Anspruch 1 definierten Kristallform der Verbindung der Formel 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Kristallform der Verbindung I₁ welche ein Röntgenspektrum mit sehr starken Linien bei 3,43 Ä, 737 Ä, 9,41 Ä und 16,8 Ä, einer starken Linie bei 3,27 Λ, mittelstarken Linien bei 335 Ä und 3,97 Λ, mittleren Linien bei 3,18 Ä, 434 Ä, 435 Ä, 532 Ä und 6,76 Ä. mittelschwachen Linien bei 3,11 Ä, 3,53 Ä, 4,44 Ä, 4,69 Ä und 5,89 Λ sowie schwachen Linien bei 2,95 A, 3,02 Ä und 3,60 Ä aufweist, bei einer Temperatur von 140 bis 250⁰C aus Polyphosphorsäuren umfällt

9. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als nicht basisches, organisches Lösungsmittel σ-Dichlorbenzol, Trichlorbenzol, Nitrobenzol, Chlornaphthalin, Tetrachlorkohlenstoff, Tetrachloräthan oder Dimethylforwiamid verwendet

10. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als organisches Lösungsmittel Chinolin oder Pyridin verwendet

Die Erfindung betrifft eine neue Kristallform von Perylen-3,4,9,10-tetracarbonsäuredibenzoylhydrazid, deren Verwendung als Pigment und Verfahren zu deren Herstellung.

Pigmente der Perylentetracarbonsäuredihydrazidreihe sind bereits aus der belgischen Patentschrift 7 20 207 bekannt. Zu ihrer Herstellung verwendet man Vorzugsweise basische Lösungsmittel, wie Chinolin oder Pyridin, als Lösungs- oder Verdünnungsmittel für die Ausgangsstoffe, nämlich die Perylentetracarbonsäure oder deren Säurederivate unu die mit diesen umzusetzenden Hydrazide bzw. das Perylentetracarbonsäuredihydrazid und die damit umzusetzenden Säuren oder Säurederivate, und führt die Umsetzung bei hohen Temperaturen durch. Die Verwendung nicht basischer Lösungsmittel wird ganz allgemein erwähnt und auch die Herstellung eines Farbstoffes aus Perylen-3,4,9,10-letracarbonsäuredianhydrid und dem Hydrazid der 2,4-Dichlor-phenoxyessigsäure in Trichlorbenzol bei etwa 220⁰C beschrieben, ledoch entsteht dabei kein chemisch einheitliches

Produkt» Falls man die in den Beispielen beschriebenen Arbeitsweisen mit basischen Lösungsmitteln für die Herstellung von Perylen-S^AIO-tetraearbonsäuredibenzoylhydrazid anwendet, so erhält man eine als α-Form bezeichnete, gelbstichig rote Kristallform, deren Farbstärke und Lichtechtheit zu verbessern wünschenswert wäre.

Überraschenderweise zeigte es sich nun, daß Perylentetracarbonsäuredibenzoesäurebydrazid in einer wesentlich farbstärkeren Kristallform, die wesent- ic lieh lichtechtere, reinere, blaustichig rote Drucke liefert

qnd mit /?-Form bezeichnet sei, erhalten wird, wenn bestimmte Bedingungen in bezug auf das Reaktionsmedium und die Reaktionstemperatur bei seiner Herstellung eingehalten werden.

Solche Fälle einer Polymorphic sind bei den Hydraziden der Perylentetracarbonsäure noch nicht bekannt. Von den in der belgischen Patentschrift genannten Verbindungen bildet das genannte Produkt eine Ausnahme.

Das erfindungsgemäße Perylen^AIO-tetracarbonsäuredibenzoylhydrazid entspricht der Formel I

und weist ein Röntgenspektrum mit sehr starken Linien bei 331 A, 337 A, 5,72 A und 17,5 A, einer starken Linie bei 4,37 Ä, mittleren Linien bei 3,65 Ä, 4,67 Ä und 7315Ä, mittelschwachen Linien bei 3,43 A,332A und 4,50 A sowie schwachen Linien bei 3,01 A, 5,10 A, 6,56 A und 8,67 A auf.

Zur Bestimmung der charakteristischen Linien, die den Gitterebenenabständen entsprechen, wurden Röntgenbeugungsdiagramme mit einem Zählrohrgoniometer der Firma Philips, Eindhoven, unter Verwendung von Cu Ka-Strahfung aufgenommen. liie Beugungswinkel wurden auf GitterebenenaLständen in Angström umgerechnet Die angegebenen Wem ■ weisen eine Genauigkeit von etwa 1 % auf.

Diese mit /J-Form bezeichnete kristalline Modifikation weist auch charakteristische Absorptionsmaxima im Infrarotspektrum bei 11,11 μ, 1233 μ, 12,58 μ, 13,55 μ und 14,10 μ auf, während die α-Form folgende charakteristische Absorptionsmaxima bei 1137 μ, 1237 μ, 12,48 μ, 12,62 μ, 13,62 μ und f 336 μ aufweist.

Dieses blaustichig rote Pigment kann in Druckfarben, Lacke und Kunststoffe eingearbeitet werden und ist hervorragend licht-, wetter-, hitze-, überlackier- und migrationsecht Bemerkenswert ist, daß es bei der Einarbeitung in hochschmelzenden Polymeren, seine Kristallform und seine blaustichig rote Nuance behält

Es wird erfindungsgemäß dadurch hergestellt, daß man Perylen-3,4,9,10-letracarbonsäuredihydrazid der so Formel Il

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mit Benzoylehlorid, z. B. bei einer Temperatur von 80 bis 25O°C, oder Benzoesäureanhydrid, z. B. bei einer Temperatur von 160 bis 250°C in Gegenwart eines nichtbasischen organischen Lösungsmittels umsetzt, wobei auch geringe Mengen an Zinkchlorid wie auch an es basischem Lösungsmittel, wie Pyridin oder Chinolin, vorhanden sein können. Man setzt pro Mol umzusetzendes Perylentetracarbonsäurederivat mindestens 2 Mol des Benzoesäurederivates ein. Wenn man in Abwesenheit von basischen Lösungsmitteln arbeitet, setzt man mindestens 3 Mol des Benzoesäurederivates ein. Die Menge des basischen Lösungsmittels muß kleiner als ein Mol pro Mol Benzoesäur%chlorid sein; Zinkchlorid darf nur in geringeren Mengen als ¹Ao des Gewichtes an Perylentetracarbonsäuredihydrazid vorhanden sein. Die Umsetzung aus dem Hydrazid der Formel II kann vorteilhaft im Zuge der Herstellung des Perylentetracarbonsäuredihydrazids aus Perylentetracarbonsäuredianhydrid und Hydrazinhydrat durchgeführt werden, indem man dem ausreagierten Gemisch dieser Ausgangsstoffe die erforderliche Menge Benzoylehlorid zugibt Anstelle des nichtbasischen Lösungsmittels, für welche insbesondere o-Dichlorbenzol, Trichlorbenzol, Nitrobenzol, Chlornaphthalin, Tetrachlorkohlenstoff, Tetrachloräthan und Dimethylformamid in Betracht kommen, kann auch ein Oberschuß an Benzoylehlorid angewendet werden, wobei dann die Temperatur zur Umsetzung von 80 bis 140⁰C betragen kann. Ferner kann die Kondensation von Perylentetracarbonsäuredihydrazid mit Benzoylehlorid auch in Gegenwart eines basischen organischen Lösungsmittel allein erfolgen, falls man eine Reaktionstemperatur unter 100° C einhält Schließlich führt auch die Kondensation von Perylentetracarbonsäuredihydrazid mit Benzoesäure öder Benzoesäureester, wie -äthyi- oder -methylester, bei einer Temperatur von 100 bis 200⁰C in Gegenwart von Polyphosphorsäuren zu der gewünschten ^-Kristallform des Pigmentes. Diese Arbeitsweise ist insofern vorteil· haft, als dabei das Umsetzungsprodukt in feiner Korngröße anfällt und keiner weiteren Nachbehandlung, wie Zerkleinerung, bedarf. Bei den Übrigen Herstellungsweisen erhält man gewöhnlich ein grobkristallines Rohpigment, das nach dem Abfiltrieren noch einer Salz- oder Sandmahlung unterworfen werden muß, damit es für die weitere Verwendung genügend fein ist Konzentrierte Schwefelsäure im Gegensatz zu Polyphösphörsaüfe verursacht auch in geringen Mengen die Spaltung des Pigmentes bzw. verhindert dessen Bildung.

Führt man die Kondensation bei anderen Bedingungen durch, so erhält man die farbschwächere, gelbstichig rote und weniger lichtechte Λ-Krislallform, welche ein Röntgenspektrum mit sehr starken Linien bei 3,43 A, 7.97 A, 9.41 A und 16.8 A. einer starken Linie bei 3.27 A.

mittelstarken Linien bei 3,35 A und 3,97 Ä, mittleren Linien bei 3,18 Ä, 434 A, 4,95 A, 532 A und 6,76 A, mittelschwachen Linien bei 3,11 A, 3,53 A, 4,44 A, 4,69 A und 5,89 A sowie schwachen Linien bei 2,95 A, 3,02 A und 3,60 A.

Solche anderen Bedingungen sind insbesondere die Umsetzung von Perylentetracarbonsäuredianhydrid mit Benzhydrazid bei Temperaturen von 170 bis 250" C ohne die Anwesenheit eines Lösungs- oder Verdünnungsmittel;., oder in Anwesenheit ledigiich eines in basischen Lösungsmittels, wie Chinolin oder Pyridin, ferner die Umsetzung von Perylentetracarbonsäuredi-4iydrazid mit Benzoylchlorid in Gegenwart größerer Mengen eines basischen Lösungsmittels bei einer Temperatur von 100 bis 250⁰C oder in Gegenwart eines nichtbasischen Lösungsmittels und größerer Mengen Zinkchlorid oder in Gegenwart eines Überschusses an Benzoylchlorid, ohne ein anderes Lösungs- oder Verdünnungsmittel bei einer Temperatur über 150° C.

Die neue Verbindung eignet sich zum Färben von ao hochmolekularen organischen Materialien, z. B. zum Pigmentieren von Lacken, auch Metalleffektlacken, plastischen Massen, wie hartem oder weich.vmcherhaltigem Polyvinylchlorid, Polyurethan, Polycarbpnat, Polystyrol, Polyacrylnitril, Polyolefinen, zum Spinnfärben von Synthesefasern oder als Druckfarbe. Das Pigment kann direkt oder nach Oberführung in eine feinverteilte Form verwendet werden.

In den folgenden Beispielen sind die Temperaturen in Celsiusgraden angegeben.

Beispiel I

JO

18,55 g PeryIen-3,4,9,1O-tetracarbonsäuredianhydrid werden mit 10 g Hydrazinhydrat in 100 ml o-Dichlorbenzol auf 70—80° erhitzt und während 2 Stunden bei dieser Temperatur gehalten. Dann wird die Innentemperatur der Suspension unter Abdestillieren von Wasser und überschüssigem Hydrazinhydrat auf 170° gesteigert. Bei dieser Temperatur werden innert 30 Minuten 18 ml Benzoylchlorid zugetropft, dann die Temperatur während ^Stunden zwischen 170 und 175° gehalten. Die Suspension wird bei 100° abfiltriert und mit o-Dichlorbenzol, Dimethylformamid, Wasser und Aceton gewaschen. Der Rückstand wird während 45 Minuten in 150 ml Dimethylformamid ausgekocht. Nach Abfiltrieren bei 100° und Waschen mit Aceton erhält man 37,5 g eines Robpigmentes, welches ein fa3ntgendiagramm mit besonders intensiven Linien bei 331; 337; 5,72 und 17,5 A, einer starken Linie bei 4375 A, mittleren Linien bei 3,65; 4,67 und 7315 A₁ mittelschwachen Linien bei sd 3,43; 3,92 und 430 A s^wie schwachen Linien bei 3,01; 5,10; 636 und 8,67 A besitzt

Nach 3alzmahlen zeichnet sich das Pigment durch einen stark blaustichig roten Farbton und eine hervorragende Hitze-, Wetter-, Überlackier- und Migrationsechtheit aus.

Beispiel 2

42 g N.N'-Diamino-perylen^ÄlO-tetracarbonsäurediimid werden mit 423 g Benzoylchlorid in 300 ml &3 1,2,4-Trichlorbenzol unter Rohren auf 165-170° erhitzt und während 4 Stunden bei dieser Temperatur gehalten. Die rote Suspension wird bei 140° abfiltriert und der Rückstand zuerst mit 1,2-Dichlorbenzol, dann mit Dimethylformamid gewaschen. Der feuchte Rückstand (,-, wird mit 200 ml Dimethylformamid wieder angeschlämmt und die Temperatur für 30 Minuten auf 140° erhöht. Nach Filtratir f und Waschen des Rückstandes mit Alkohol und Wasser erhält man nach dem Trocknen bei 100" 59 g eines Produktes, das identisch ist mit dem im Beispiel I beschriebenen.

Man erhält ein gleiches Produkt, wenn man anstelle von 1 ^-Trichlorbenzol 300 ml o-Dichlorbenzol, Nitrobenzol oder Chlornaphthalin verwendet, oder wenn man die Kondensation innert I'/2 Stunden in 300 ml Dimethylformamid bei 120°, innen40 Stunden in 300 ml Tetrachlorkohlenstoff bei 78° oder innert 20 Stunden in 300 mlTetrachloräthan bei 135° durchführt.

Verwendet man anstelle von Benzoylchlorid 34 g Benzoesäureanhydrid und kondensiert während 4 Stunden bei 205°, so erhält man ebenfalls in guter Ausbeute das gleiche Rohpigment der/?-Form.

Beispiel 3

33,6 g N,N'-Diamino-peryIen-3,43.10-tetracarbonsäurediimid werden mit 24,4 g Benzoesäure in 240 g Polyphosphorsäure unter Rühren auf 120—125° erhitzt und während 2 Stunden bei dieser Temperatur gehalten. Die dunkle dicke Masse wird ',tarn bei 100° unter Außenkühlung durch Zugabe von 5G0 rol Wasser innert 20 Minuten verdünnt. Nach weiterem Rühren während 30 Minuten wird die Suspension abfiltrierl und der rote Rückstand mit Wasser neutral gewaschen. Nach dem Trocknen im Vakuum bei 60° erhält man 45 g eines reinen blaustichig roten Pigmentes, das die gleichen Echtheitseigenschaften aufweist wie das salzgemahlene Pigment von Beispiel 1.

Ein gleiches Ergebnis erhält man, wenn man anstelle von Benzoesäure 30 g Benzoesäureäthylester verwendet.

Um ein Pigment von weicherer Textur und noch besserer Dispergierbarkeit zu erhalten, kann man auch den bereits mit Wasser gewaschenen Rückstand zusammen mit 03 g des Kondensationsproduktes von 18 MoI Äthylenoxyd mit Cetylalkohol, 3,6 g Laurylalkohol und 250 ml Wasser wieder anteigen und die Masse bei 60° im Rührverdampfer und bei 60° im Vakuum trocknen.

Beispiel 4

8,4 g N.N'-Diamino-perylen-S^.lO-tetracarbonsäurediimid werden mit 8,43 g Benzoylchlorid in 100 ml o-Dichlorbenzol in Gegenwart von 2 ml Pyridin unter Rühren auf 170° erhitzt und während 3 Stunden bei dieser Temperatur gehalten. Die rote Suspension wird bei 140° abfiltriert und der Rückstand wird zuerst mit Dimethylformamid, dann mit Wasser und schließlich mit Aceton gewaschen. Man erhält 12 g eines Rohpigmentes der ^-Form, das identisch ist mit dem in Beispiel I beschriebenen.

Verwendet man anstelle des Pyridins 0,2 g wasserfreies Zinkchlorid, so erhält man ebenfalls 12 g des Rohpigmentes der/J-Form.

Verwendet man hingegen in diesem Beispiel abstelle von 2 ml Pyridin 8,05 mi, d. h. die dem eingesetzten Benzoylchlorid äquivalente Menge Pyridin oder 2 g ZnCb, so erhält man 12 g eines Rohpigmentes der Ä-Form,

Werden 21 g N.N'-Diamino-perylen-SAg.iO-tetracarbonsäurediimid mit 17 g Benzoylchlorid und 7,75 ml Pyridin, d. h. 0,8 Mol Pyridin per Mol Benzoylchlorid, in 150 ml o-Dichlorbenzol unter Rühren auf 170° erhitzt, während 2 Stunden bei dieser Temperatur gehalten, darauf die rote Sj.'pensicn bei 100° abfiltriert und der Rückstand zuerst mit o-Dichlorbenzol, dann mit Methanol und Wasser gewaschen, so erhält man nach

dem Trocknen 2^.5 g eines Produktes, das identisch ist mil dem in Heispiel I beschriebenen.

(J e ι s ρ i e I 5

8.4 g N.N'-Diatnino-perylen- JA^JO-tetracarbonsäurediimid werden in 30 ml Ben/oylchlorid während 5 Stunden bei 127—130 gerührt. Die role Suspension wird n;ich dem Abkühlen mil 100 ml Chlorben/ol verdünnt, abfiltricrt. der Rückstand mit Chlorben/ol. Dimethylformamid und /ulet/t mit Aceton gewaschen. " Nach dem trocknen erhall man I.¹).¹ eines Rohpigmen !es der ,(-I urin.

I !ihn n\i η die K ι nulens.it um «,ihre ml IO Stunden hei '"· iliirt !",. m> erhall !;;,iri ,inch ein Hohpigmctit uvr ,Morm: hingegen i'rhalt m.in nach i Stunden bei IhO ein R"hpigmcnt der vl urin

Ii c ι ■■ ρ ι e I h

XAf \.\ Di.immu pci '.len- i.-1.4.1 0 tetracarhonsau ■'edumid w'-nleti "nit XA ) g Hen/ov lchlortd in ill ml ( linie ilm uii'er Rühren .ml ^uo -- 4 ! erhit/t und wahrend _?c SliinilfM bei dieser lcmper.itur gehalten. Die Suspension wird ahliltne^ri und der RuckMand mit ( h I, ir-hc",-, .ι j )ιηκΊ Iu Il ι mim.ι m id. Wasser un,; schliclt hi h η¹!¹ ΛινΌη l'CW .IH hen I -* u erden st. M .S g rille¹' K ι'Ii pi :':■ lent c- ι lei J I nr-m isoliert

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Wenn man die PoKphosphorsäuresuspension auf nur 120— 125 anstelle von IiO-155 erhitzt, so erhält man ein gelbstichiges Pigment der \ Form.

H e ι s ρ ι e I 8

4 g des nach Beispiel I hergestellten und mi; SaI/ gemahlenen Cerylen- 3.4.1.10-tetracarbonsauredibcn-/uv llndra/ides. "¹L' I onerdehydral. M) g I einoll'irni¹-M in mn ι lerer Yisknsit,!¹ und O.J g Kobaltlmoleat w erden aul einem I )reiw jl/erstii:·,! gemischt und angeriehen. Nt.iii ei'i.fh eine i-'i .iphisehe I .iil'e. vsekliv.¹ 'eine bl.iustichig i'ii'e P.ipieidrucke mim her\ orriigende¹ I ichteehiheii gibt

H e ; s ρ ι e I ^lt

/ii ! 00 g eines ΓιιιΙ-MviMlackcs. der aus "iS.'ig einer h""igen Losung eine¹- K"ki>s,ilk\dhaives in XvIoI. 2 3 ι: einer fiVmgen I.osumi; eines Mel.imiiilackh.ir/es in Rin.iiHil. 17g \\li>l und !."ig Hul.inol besteht, gibt man I g vies nach Beispiel ^l hergestellter' Pigmentes u'id 5 g I itandiowd. \ach 4S '■tundigem Mahlen des (Gemisches ¹M einer Kugelmühle \\iiv! der so pigmentierte I ..ick .ur eine gereinigte MeiallnberHache gespnt/t. Der hl,ium: chig ''nil.- ! be¹ /πι' hai n.iel· dem I inhrennen bei 12C ·■ "e --en: t.".ite I ich! . I be¹ '.κ kier und W etterechtheit

Heispiel 10

·■ ■" ._■ l'iir-.MMvlchl indpulvei (Suspensiunspolvmei ι ■-.:t). S i g Di, H 'v Iphiii.il.ii ' L- Dibulvl/inndilaiir.it. C. j _L-einev Stabilis.itor-s aiii Phnsphalbasis und <l.7 g des nach Beispiel ! erhabenen Cignvntes v·. erden vermisellt ti π ti aul dem Ine heilten \|ischw al/v\ erk wahrend I) Minulen ν er.irbeuet -\nsi hliellend fertigt man auf dem kalander eine lohe mhi 'i-Jmm Dicke an Ihre reine !aibsiarke blaiistichii.' rote I .irbung ist hit/ebc-landig. migratioiT·- und lichtecht.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Kristallines Perylentetracarbonsäuredihydrazid der Formel I

O

CO—NH-Ν'

N—NH-CO-

welches ein Röntgenspektrum mit sehr starken Linien bei 331 A, 3,37K 5,72 Ä und 17,5A, einer starken Linie bei 4375 Ä, mittleren Linien bei 3,65 Ä, 4,67 Ä und 7,315 Ä, mittelschwachen Linien bei 3,43 A, 3,92 Ä und 4,50 Ä sowie schwachen Linien bei 3,01 Ä, 5,10 Ä, 6,56 Ä und 8,67 Ä aufweist.

2. Verwendung des Perylentetracarbonsäuredihydrazides gemäß Anspruch 1 als Pigment in Druckfarben, Lacken und Kunststoffen und zum Pigmentieren von hochmolekularem organischem Material.

3. Verfahren zur Herstellung der im Anspruch 1 definierten Kristallform der Verbindung der Formel I, dadurch gekennzeichnet, daß man Perylentetracarbonsäuredihydrazid der Formel II