Brevet FR2220245A1 — publié le 19741004

La présente invention concerne un procédé pour la teinture des fibres kératiniques et des compositions utilisables dans ledit procédé. L'invention concerne également des nouveaux colorants pour la teinture des fibres et un procédé pour la préparation desdits colorants. Conformément à un aspect de l'invention, on propose un procédé pour la teinture des fibres kératiniques qui consiste en ce qu'on fait réagir les fibres kératiniques avec une matière colorante de formule générale suivante (I) dans laquelle X est un groupe chromophore et R est choisi parmi les groupements de formules suivantes -R' COOH -R' 000CR3 -CH2CH2OH ou -CH3 dans lesquelles R' est un groupe alcoylène contenant 1, 2 ou 3 atomes de carbone. Selon un second aspect de l'invention, on propose une matière colorante réactive vis-à-vis des- fi- bres kératiniques, ayant la formule générale (I) précitée dan laquelle x et R sont définis comme spécifié ci-dessus. En outre, l'invention concerne une composition pour la teinture des fibres kératiniques comprenant une solution aqueuse d'une matière colorante réactive vis-àvis des fibres kératiniques telle que définie ci-dessus ainsi gu'un agent tensio-actif et/ou un agent épaississant. L'invention concerne également un procédé pour préparer une matière colorante ayant la formule générale suivante (II) dans laquelle R est défini comme spécifié ci-dessus, R2 est le reste d'un composé copulant ou coupleur de diazoïque, Y est un groupe phenylgne ou phenylene substitue et n est égal à 1 ou 2, ledit procédé consistant à faire réagir un sel de diazonium de formule générale suivante dans laquelle Z est un cation, avec un composé coupleur de diazotation. Selon un autre aspect de l'invention, on propose enfin un procédé pour préparer un sel de diazonium défini comme spécifié ci-dessus, ledit procédé consistant en ce que (a) on traite un composé de formule générale suivante ÂcUN-Y-CHO dans laquelle Âc est un groupe acyle et Y est défini comme spécifié ci-dessus, avec un mélange de pipéridine et de soufre en formant un composé de formule générale suivante (b) on hydrolyse le composé ainsi formé en éliminant de ce fait le groupe acyle, (c) on traite le composé résultant avec un acide a-bromocarboxylique ou un ester dudit acide de formule BrR4COOK ou BrRCOOCH) g -dans laquelle R' est défini comme spécifié ci-dessus en formant un composé de formule générale suivante (d) on traite le composé ainsi obtenu avec de l'hydrogène sulfuré en formant un dérivé dithiocarboxylate de carboxy-alcoyle de formule générale suivante et éventuellement (e) on traite ledit dérivé dithiocarboxylate de carboxy-alcoyle avec un thiol de formule HSCH2CH20H en formant un composé de formule générale suivante : ou (f) on traite ledit dérivé dithiocarboxylate de carboxy-alcoyle avec un thiol de formule HSCH3 en -formant un composé de formule générale suivante : et (g) on soumet à une diazotation l'amine résultante en formant un sel de diazonium. Dans un mode de mise en oeuvre préféré du procédé de teinture des fibres kératiniques de l'invention, on soumet les fibres, avant la réaction avec la matière colorante, à un prétraitement avec un agent réducteur susceptible de réduire les ponts S-S , présents dans la kératine des fibres, en groupes -SH. Ce mode de mise en oeuvre préféré a pour effet l'obtention de couleurs beaucoup plus intenses. bans un autre mode de mise en oeuvre du procédé de teinture de l'invention, on traite les fibres kératiniques avec un agent réducteur en même temps que la réaction se déroule avecla matière colorante. De préférence, l'agent réducteur-utilisé est un thioglycolate, qui est constitué par l'acide thiolgycolique ou l'un de ses sels, ou un mercaptan Le pH du milieu aqueux de teinture est avantageusement de 4 à 12, de préférence de 8 à 10. Les couleurs produites par le procédé de teinture de l'invention sont solides car une teinture réactive a lieu. Un autre avantage de l'invention consiste en ce que, comme décrit avec plus de détails ci-dessus, des conditions de traitement modérées sont seulement nécessaires. La matière colorante réactive vis-à-vis des fibres kératiniques que l'on préfère a la formule générale suivante dans laquelle R est défini comme spécifié ci-dessus, R2 est le reste d'un composé coupleur de diazotation, Y est un groupe phénylène ou phénylène substitué et n est égal à 1 ou 2. Des exemples de matières colorantes réactives vis-à-vis des fibres kératiniques entrant dans le cadre de l'invention sont indiquées ci-dessous dans le tableau I TABLEAU I Composé coup leur de diazotation R Matière Teinte (R2H) colorante N acide l-naphtol-4-sulfonique CH2COOH 1 rouge acide 4-chloro-3-(3-méthyl-5-oxo- GH2COOH 2 jaune 2-pyrazolin-l-yl)benzène sulfonique CH2CH2OR 2A Jaune acide 2,5-dichloro-4-(3-méthyl-5- CH2COOH 3 Jaune oxo-2-pyrazolin-l-yl) - benzènesulfonique acide 7-amino-l-naphtol-3-sulfo- CH2C0OH 4 violet nique rougeâtre CE2CH20H 4A dO acide 6-amino-l-naphtol-3-sulfo- CH2COOH 5 rouge nique CH2CH2OH 5A rouge acide 7-acetamido-l-naphtol-3- CH2COOIf 6 dO sulfonique acide 8-amino-1-naphtol-7-phényl- CH2COOH 7 violet azo-3,6-disulfonique CH2CH2OH 7A violet CH3 7B violet acide 8-amino-l-naphtol-7-(4- CE2COOH 8 violet diméthylamino-phénylazo) 3,6-disulfonique acide 6-amino-l-naphtol-5-(4-di- CH2COOH 9 rouge méthylaminophénylazo)-3- CH CH OH brunStre sulfonique acide 8-amino-l-naphtol-7-(4-di- CH2COOH 10 grisbleut méthylaminophénylazo)-5- CH2CH20H 10A suif onique acide 8-amino-l-naphtol-7-(4-acé- CH2COOH il violet tamidophénylazo )-3 ,6-disul- fonique acide 8-amino-1-naphtol-7-(4-acé- CH2COOH 12 bleu tamidophénylazo)-5-sulfo- nique acide 7-méthylamido-1-naphtol-3- CH2COOH 13 brun sulfonique acide 8-acétamido-l-naphtol-3,6- CH2COOH 14 rouge disulfonique Comme indiqué ci-dessus, on prépare les matières colorantes azoïques précitées par diazotation de lamine de formule générale suivante : dans laquelle R est défini comme spécifié ci-dessous (en rapport avec les exemples; et mise en réaction des sels de diazonium résultants avec un composé coupleur de diazoSque en solution alcaline. les exemples suivants illustrent l'invention avec plus de détails sans nullement la limiter dans son cadre et son esprit. En premier lieu dans les exemples l à 4 ciaprès, on illustre la préparation de quatre amines de formule générale immédiatement précitée dans laquelle R représente res-pectivement un groupement -CH2.COOH, -CH2CH2OH, -CH3 et CH2COOCH3 Exemple 1 1-(4-acétamidothiobenzoyl)pipéridine On mélange ensemble le 4-acétamidobenzald6- hyde (81,8g 0,5 mole), de la pipéridine (42,6 g, 0,5 mole) du soufre (16,0 g, 0,5 mole) et de la pyridine (85 ml) et on porte le mélange obtenu au reflux pendant 4 heures en l'agitant. Après refroidissement à la température ambiante, on aJoute de l'eau (50 ml) et op acidifie le mélange réactionnel avec de l'acide chlorhydrique concentré à froid.On recueille par filtration le solide cristallisé qui s'est formé, on le lave avec de l'eau-et on le sèche sous vide à une température inférieure à 500C. Par recristallisation du produit brut i120 g) à partir d'éthanol, on obtient des cristaux jaune pale (108 g 82,4%), point de fusion 202-203 C. 1-(4-Aminothiobenzoyl)pipéridine On mélange ensemble la l-(4-acétamidothio- benzoyl)pipéridine (131,2 g, 0,5 mole), de l'éthanol (500 ml), de l'eau (1 litre) et de l'acide sulfurique concentré (125 nl) et on porte le mélange obtenu au reflux pendant 16 heures en l'agitant. Pratiquement tous les solides passent en solution pendant la première heure. On refroidit le mélange réactionnel à environ 400C et on le filtre rapidement pour éliminer toutes matières insolubles. On rend ensuite le filtrat alcalin avec une solution d'hydroxyde de sodium 6N en utilisant un refroidissement extérieur par de la glace. On recueille par filtration le solide cristallisé Jaune, on le lave avec de l'eau et on le sèche sous vide à une température inférieure à 50 C.Par recristallisation du produit brut (91 g ; point de fusion 162- 164 C) par dissolution dans 6 volumes de chloroforme chaud (environ 546 ml), suivie d'une addition de 5 volumes d'éther de pétrole (point d'ébullition 40-60 C) (environ 455 ml), on obtient des cristaux Jaunes (85 g ; 77,3 %) , point de fusion 164-1650C. 4-Aminotenzènedithiocarboxylate de carboxyméthyle On aJoute une solution chaude d'acide bromoacétique (41,7 g, 0,3 mole), dans du 1,2-diochlore- thane sec (environ 85 ml), à une solution chaude de l-(4-aminothiobenzoyl)pipéridine (66,0 g, 0,3 mole) dans 12 volumes de 1,2-dichioréthane sec (environ 792 ml) Après 16 heures à la température ambiante, on sépare le bromure de S-carboxyméthyl (4-aminothiobenzoyl) pipéridinium ayant la nature d'une gomme, en décantant le liquide surnageant, on le lave rapidement atec une petite quantité d'éther sec et on l'utilise immédiatemeAt dans la réaction consécutive. On aJoute de l'éthanol absolu (environ 540 ml) à la substance ayant la nature d'une gomme mentionnée ci-dessus, dans le même ballon et pn fait passer un.lent courant d'hydrogène sulfuré gazeux sec dans le mélange agité dans des conditions anhydres. Lorsque le mélange réactionnel devient homogène (en viron 1 - 2 heures), , -ozvfait passer de l'hydrogène sulfure' gazeux à travers le mélange réactionnel pendant 2 - 3 heures supplémentaires avec refroidissement extérieur par de la glace. Après mise au repos pendant 16 heures O - 50C, on verse le mélange réactionnel dans 3 volumes d'un bain de glace et d'eau en agitant. On recueille le précipité Jaune pulvérulent par filtration, on le lave avec de l'eau et on le sèche sous vide à une température inférieure à 500C. Une cristallisation du produit brut (point de fusion 120-1210C ; 62,4 g ou 87,2 *- par rapport à la 1-(4-aminothiobenzoyl)pipéridine) par dissolution dans 5 volumes de méthanol chaud suivie d'une additionde 5 volumes d'eau chaude, fournit le produit pur, point de fusion 130-131,50C (55,8 g ; 81,9 * par rapport à la l-(4- aminothiobenzoyl)-pipéridine). Exemple 2 4-aminobenzènedithiocarboxylate de 2-hydroxséthyle On dissout le 4-aminobenzènedithiocarboxy- late de carboxyméthyle brut (7,48 g, 0,033 mole) dans une solution d'hydroxyde de sodium 0,5N (66 ml) contenant 10 * En poids de bicarbonate de sodium et on filtre la solution pour éliminer des traces de substances insolubles. On ajoute du 2mercaptoéthanol (2,9 g, 0,037 mole) au filtrat agité et le mélange réactionnel devient bientôt trouble lorsque le produit commence à se séparer.Après avoir laissé reposer pendant 1 heure à la température ambiante, on recueille le précipité orange par filtration, on le lave avec de l'eau et on le sèche sous vide à une température inférieure à 500C. Le rendement en produit constitué par une poudre cristalline orange, point de fu- sion 87,5 - 89,50C, est de 6,13 g ou 87 %. Exemple 3 4-AminobenzOnedithiocarboxylate de méthyle On fait passer du méthyl-mercaptan dans une solution filtrée de 4-aminobenzbnedithiocarboxylate Re carbo xyméthyle brut (7,48 g, 0,033 mole) dans 66 ml d'une solution d'hydroxyde de sodium 0,5N contenant 10 * en poids de bicarbonate de sodium avec refroidissement extérieur par de la ce, pendant environ 10 minutes. Un précipité Jaune se séparé graduellement tandis que la couleur de solution aqueuse s'éclaircit. Après avoir laissé reposer pendant 1 heure à O - 50C, on recueille le précipité par filtration, on le lave avec une solution de bicarbonate de sodium à 10 * en poids, puis avec de l'eau et on le sèche sous vide à une température inférieure à 500C. Le rendement en poudre cristalline Jaune, point de fusion 74,5-75,50C (avec décomposition) est de 5,3 g ou 87,7 %. Exemple 4 Ester méthylique du bromure de S-carboxyméthy1-(4- aminothiobenzoyl)pipéridinium On aJoute une solution de bromoacétate de méthyle (23,0 g, 0,15 mole) dans~du 1,2-dichloroéthane sec (230 ml) à une solution chaude de 1-(4-aminothiobenzoyl)pip6- ridine (33,0 g, 0,15 mole) dans 6 volumes de 1,2-dichloroetha- ne sec (environ 396 ml). Après avoir laissé reposer pendant 2 - 3 jours, on recueille le solide cristallisé Jaune par filtration, on le lave avec de l'éther sec et on le sèche dans un dessiccateur à vide sur de l'anhydride phosphorique obte- nant le bromure (56 g ; rendement quantitatif) sous forme de cristaux Jaunes, point de fusion 156 - 1600C (avec décomposition). Le produit brut est suffisamment pur et on 17 utilise immédiatement dans la réaction consécutive. Ester méthylique du 4-aminobenzènedithiocarboxylatç de carboxyméthyle On fait passer un lent courant d'hydrogène sulfuré gazeux sec pendant 2 - 3 heures à travers une suspension agitée de l'ester méthylique du bromure de S-carboxy méthyl-(4-aminothiobenzoyl)pipéridine (56 g, O, 15 mole) dans de l'éthanol absolu (500 ml) en recourant à un refroidissement extérieur par de la glace. Le mélange réactionnel de vientbientôt rouge et homogène.Après avoir laissé reposer pendant une nuit à 0-50C, on verse le mélange réactionnel dans 5 volumes d'un mélange de glace et d'eau et on recueille par filtration le précipité cristallin, on le lave avec de l'eau et on le sèche sous vide à une température inférieure à 500cl Le rendement en produit, formé par des cristaux Jaunes, point -de fusion 89 - 90 C, est de 29,5 g ou 81,5 *. On décrit dans les exemples suivants un procédé général pour la préparation d'un colorant azotique selon l'invention. Dans l'exemple 5, on décrit un mode opératoire général pour préparer une solution de sel de diazonium, dans l'exemple 6 on décrit un mode opératoire pour préparer une solution ou une suspension d'un composé coupleur et, dans l'exemple 7 on décrit un mode opératoire pour effectuer la réaction de copulation avec le diazolque. I1 est entendu que l'on peut faire varier la structure de la matière colorante résultante en faisant varier la nature et les proportions relatives de l'amine et du composé coupleur de diazoïque. Exemple 5 Solution du sel de diazonium On dissout une amine de formule générale suivante dans laquelle R est défini comme spécifié ci-dessus, (0,1 mole) dans 10 volumes d'acide acétique à 80% par chauffage jusqu'à environ450C au bain marie. A la solution agitée mentionnée cidessus, on aJoute de l'acide chlorhydrique concentré (27 mij' 0,3 mole) et on diazote la suspension résultante avec une lution de nitrite de sodium pur ( 6,90 g, 0,10 mole) dans de l'eau (35 ml) à 0 - 5 C. Le chlorhydrate de l'amine se dissout en donnant une solution rouge sombre limpide, Après 15 minutes, on détruit tout excès de nitrite présent par addition d'urée. Exemple 6 Solution (ou suspension) du composé coupleur On aJoute une quantité minimale de solution d'hydroxyde de sodium 2N à une suspension d'un composé coupleur, par exemple l'acide gamma N-acétylé (0,1 mole) dans de l'eau (100 ml), en obtenant une solution. On refroidit ensuite la solution à 50C, on l'agite vigoureusement et on l'acidifie à pH 4 avec une solution d'acide chlorhydrique 2N. Exemple 7 Copulation avec le diazoSque On verse la solution de sel de diazonium prépare selon l'exemple 5, dans la solution du composé coupleur préparée comme dans l'exemple 6, à O - 50C en agit-ant. Après l'addition, on règle le pH du mélange réactionnel à environ 5 avec une solution d'hydroxyde de sodium concentrée. Après avoir agité le mélange réactionnel à la température ambiante pendant 1 heure, on précipite complètement le colorant par addition dechlorure de sodium solide (15 * en poids/volume) à la suspension agitée et on règle le pH du mélange à 5. On recueille par filtration le colorant, on le lave avec une solution de chlorure de sodium à 10 * et on le sèche sous vide à une température inférieure à 500C. Comme indiqué ci-dQssus, la demanderesse a découvert dans le cadre de l'invention que l'on peut obtenir des teintes plus intenses lorsqu'on traite les cheveux en vue d'assurer la présence d'un nombre plus grand de groupes sulhydryle par réduction des ponts disulfure de la kératine en groupes sulfhydrile. On peut effectuer la réduction soit avant traitement de la fibre avec les colorants de l'invention soit l'effectuer en m8me temps que le traitement de teinture.Du point de vue de la commodité pour l'usager, il est préférable que la réduction soit effectuée simultanément avec la teinture de sorte que le traitement soit réalisé en un seul stade opéra tirez L'acide thioglycolique et le mercaptoéthanol sont des agents réducteurs qui ont été trouvé convenables dans le cadre de l'invention. Dans certains cas, en particulier lorsque la matière colorante réactive est seulement peu soluble dans l'eau, on a trouvé selon l'invention qu'il est avantageux d'ajouter de faibles quantités d'un détergent aux solutions de teinture, comme solubilisant de la matière colorante. L'addition d'un solvant organique, par exemple un alcool aliphatique, en particulier l'éthanol, peut contribuer à améliorer l'unisson de teinte entre la solution de teinture et les cheveux teints. L'exemple suivant illustre l'utilisation d'une matière colorante réactive vis-à-vis des fibres dans un processus de teinture des cheveux selon l'invention. Exemple 8 on trempe une tresse de cheveux blond madone italienne blute String" dans une solution tinctoriale (taux de liqueur par rapport aux cheveux de 2 : 1) pendant 20 minutes à 350C. On agite doucement et périodiquement la solution tinctoriale. La solution tinctoriale a la composition suivante % en poids 2-Mercaptoéthanol 5 Matière colorante No 4 (Tableau I) 5 Agent tensio-actif non ionique 1 Eau, q. s.p. 100 On-règle le pH-de la solution à 9 avec une solution d'hydroxyde de sodium. Après avoir éliminé la solution tinctoriale et lavé les cheveux à l'eau courante, on peut observer que la tresse de cheveux a été teinte avec une nuance violet rou geâtre intense. La solidité au lavage à l'aide d'un shampoing des cheveux teints au moyen de la solution tinctoriale précitée est comparable à celle des colorants d'oxydation permanents pour cheveux, disponibles dans le commerce. L'exemple suivant illustre un mode opératoire selon l'invention dans lequel, avant le stade de teinture, on réduit les cheveux par du thioglycolate d'ammonium. Exemple 9 On réduit une tresse de cheveux blond madone italienne "3lue String" en utilisant une solution pour ondulation permanente du commerce diluée, contenant 2,0 % en poids d'acide thioglycolique pendant 20 minutes. On lave ensuite la tresse. On la teint ensuite en utilisant le mode opératoire de l'exemple précédent avec une solution tinctoriale ayant la composition suivante * en poids Matière colorante No 2 (Tableau I) 2,00 .Laurylsulfate de sodium 0,01 Epaissisant acrylique 0,1 Solution de tampon au phosphate ) Eau ) q.s.p 100 On tamponne le pH de la solution tinctoriale à la valeur de 6,4. La tresse de cheveux est alors teinte en une nuance jaune doré. Aucun affaiblissement de la couleur n'est observé sur une quelconque des tresses teintes au moyen des colorants réactifs de l'invention, même lorsqu'on les expose à la lumière "solaire" intense dans le laboratoire. En ce qui concerne les propriétés physiques des tresses de cheveux teintes, une comparaison entre les fibres teintes et non teintes dans une humidité relative à 100 * et ambiante ne révèle aucune différence notable dans le comportement d'allongement sous l'effet d'une charge dans'la région d'étirage de 5 - 20 * . Toutefois, pour une forte humidité, les charges produisant des allongements supérieurs à 20 * dans les fibres non teintes provoquent des allongements plus grands dans les fibres teintes, encore qu'un tel affaiblissement sous forte charge et forte humidité n'ait pas de conséquence désavantageuse en pratique. D'une manière générale, l'état des cheveux reste satisfaisant dans les tresses teintes. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la teinture des fibres kera- tiniques telles que les cheveux humains consistant en ce qu'on traite lesdites fibres kératiniques avec une matière colorante réactive, caractérisé par le fait que ladite matière colorante a la formule générale suivante dans laquelle X est un groupe chromophore et dans laquelle R représente un groupement choisi parmi ceux de formules suivantes s -R' .COOH -R'.COOCH3 -CH2CH2OH ou -CH3 dans lesquelles R' est un groupe alcoylènp contenant 1,2 ou 3 atomes de carbone. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'avant ou en même temps que la réaction avec la matière colorante, on traite les fibres avec un agent réducteur susceptible de réduire les ponts S-S présents dans la kératine des fibres en groupes -SH. 3. Matière colorante réactive vis-à-vis des fibres kératiniques, caractérisée par le fait qu'elle a la formule générale suivante dans laquelle X est un groupe chromophore et dans laquelle R est un groupe choisi parmi ceux de formules suivantes - R'.COOH - R'.COOCH3 -CH2CH2OH ou -CH3 dans lesquels R' est un groupe alcoylène contenant 1,2 ou 3 atomes de carbone 4. Matière colorante selon la revendication 3, caractérisée par le fait qu'elle a la formule générale suivante : dans laquelle R' est défini comme spécifié ci-dessus dans la revendication 3, R2 est le reste dlun composé coupleur de diazolque, Y est un groupe phénylène ou phénylène substitué et n est égal à 1 ou 2. 5. Procédé pour préparer une matière colorante définie comme spécifié dans la revendication 4, caractérisé par le fait qu'il comprend les stades dé mise en réaction d'un sel de diazonium de formule générale suivante dans laquelle R est défini comme spécifié dans la revendication 3, Y est un groupe phénylène ou phénylène substitué, et Z est un cation, avec un composé coupleur de diazorque. 6. Procédé pour préparer un sel de diazonium tel que défini dans la revendication 5, caractérisé par les stades suivante (a) on traite un composé de formuleténérale suivante AcHN-Y-CHO dans laquelle Àc est un groupe acyle et Y est un groupe phénylène ou phénylène substitué, avec un mélange de pipéridine et de soufre en formant un composé de formule générale suivante (b) on hydrolyse le composé ainsi formé en éliminant de ce fait le groupe acyle (c) on traite le composé résultant avec un acide a-bromocarboxylique ou un ester dudit acide de formule DrRCOOH ou BrR'COOCH3 dans laquelle-R' est un groupe alcoylène contenant 1, 2 ou 3 atomes de carbone, en formant un composé de formule générale suivante (d) on traite le compose ainsi obtenu avec de irhydro gène sulfuré en formant un dérivé dithiocarboxylate de carboxyalcoyle de formule générale suivante et, si on le désire, (e) on traite le dérivé dithiocarboxylate de carboxy-alcoyle avec un thiol de formule ES CH2CH2OH en formant un composé de formule générale suivante ou (f) on traite le dérivé dithiocarboxylate de carboxy-alcoyle avec un thiol de formule HSCH3 en formant un composé de formule générale suivante et (g) on soumet à une diazotation l'amine résultante en formant un sel.de diazanifli.