Brevet FR2467871A1 — publié le 19810430

La présente invention a pour objet de nouveaux dérivés de la phtalopérinone, leur préparation et leur utilisation comme colorants. L'invention concerne plus particulièrement les dérivés de la phtalopérinone répondant à la formule I SO2NHR1 lo 0 ii N dans laquelle R1 représente un reste aromatique monocyclique ou bicyclique,et le cycle benzénique A peut porter jusqu'à 4 substituants choisis parmi ceux habituellement utilisés dans la chimie des colorants, la molécule devant être exempte de groupes sulfo et de groupes carboxy. L'invention couvre également les mélanges des composés de formule I. Dans les composés de formule I, R1 signifie de préférence R;, c'est-à-dire un groupe naphtyle ou un groupe phényle portant éventuellement 1 ou 2 substituants choisis parmi un ou deux atomes de chlore et de brome, un ou deux groupes méthyle, méthoxy, éthoxy, méthoxycarbonyle et éthoxycarbonyle et un groupe nitro, cyano et carbamoyle. En particulierR1 signifie Rï, ce symbole R3 représentant un groupe phényle portant éventuellement 1 ou 2 substituants choisis parmi un ou deux atomes de chlore, un ou deux groupes méthyle, méthoxy et éthoxy et un groupe carbamoyle et nitro. Plus particulièrement, R1 signifie Rj', c'est-à-dire un groupe phényle portant éventuellement 1 ou 2 substi- tuants choisis parmi un ou deux groupes méthyle, méthoxy et éthoxy et un groupe carbamoyle. Le cycle benzénique A a de préférence la signification A', ce-cycle A' pouvant éventuellement porter jusqu'à 4 substituants choisis parmi 1,2,3 ou 4 atomes de chlore et de brome et un seul groupe nitro. En particulierle cycle A représente A", ce cycle A" étant éventuellement substitué par 1, 2, 3 ou 4 atomes de chlore. Plus particulièrement, A a la significa- tion de A"', le cycle A"' étant éventuellement substitué par 2, 3 ou 4 atomes de chlore. Les composés ét les mélanges préférés de l'invention sont donc les composés de formule I dans laquelle R1 signifie RI et le cycle benzénique A signifie A'. Les composés particulièrement préférés sont ceux dans lesquels R1 signifie R" et A signifie A", en particulier les composés et les mélanges dans lesquels le reste SO NHR1 est situé en position 4 et/ou 6. Conformément au procédé de l'invention, pour préparer les composés de formule I on fait réagir un ou plusieurs composés de formule II So ci -Ns (II) 0 dans laquelle le cycle benzénique A a la signification déjà donnée, avec une amine de formule III R. - NH( dans laquelle R a la signification déjà donnée. La réaction est effectuée selon des méthodes connues. Les composés de formule II et III sont connus ou peuvent être préparés selon des méthodes connues, a partir de produits de départ connus. Lorsque les produits de départ de formule II sont préparés par sulfochloration des phtalopérinones correspondantes, on obtient un mélange d'isomères, les isomères prédominants étant ceux dans lesquels le groupe chlorosuifonyle est situé respectivement en position 4 ou 6. Pour obtenir les com- posés de formule II à l'état pur, on peut séparer les isomères; cependant, dans un but commercial, la séparation n'est généralement pas souhaitée. L'invention permet donc d'obtenir en premier lieu des mélanges de composés de formule I. Lorsque le cycle A porte jusqu'à 3 substituants, c'est-à-dire lorsque le composé de formule II est obtenu à partir d'un anhydride phtalique substitué correspondant et de 1,8-diaminonaphtalène, le composé de formule II et, par conséquent, le composé de formule I sont obtenus sous la forme d'un mélange d'isomères multiples. Les composés de formule I et leurs mélanges peuvent être utilisés comme colorants pour teindre dans la masse les matières plastiques, en par- ticulier les polyesters aromatiques linéaires. De tels polyesters sont obtenus par polycondensation de l'acide téréphtalique et éventuellement l'acide isophtalique avec l'éthylène-glycol et/ou le cyclohexane-diol. On effectue la coloration dans la masse selon des méthodes connues. Selon une variante préférée, pour teindre un polyester dans la masse on mélange d'abord le colorant, avantageusement après purification et/ou broyage, avec un polyester aromatique linéaire saturé pour former un concentré ou un "mélange préparatoire"(Master-batch). De tels mélanges préparatoires contiennent généralement de 10 à 50% en poids de colorant et de 50 à 90% en poids de polyester. On ajoute ensuite ce mélange préparatoire à l'état fondu, en quantité déterminée selon l'intensité de la teinture désirée, au polyester à haut poids molé- culaire lui-même à l'état fondu et on le répartit unifor- mément dans la masse en fusion. Le mélange préparatoire est avantageusement préparé par broyage afin d'obtenir une poudre fine; le cas échéant, on transforme la poudre par extrusion en petits copeaux ou granulés. Le polyester utilisé pour le mélange préparatoire peut être un polyester ayant un faible point de fusion, c'est-à-dire compris par exemple entre 750 et 2300 et un point de ramollissement compris entre 600 et 800. Après avoir ajouté le mélange préparatoire au polyester à haut poids moléculaire, on peut transformer le mélange obtenu, en des articles tels que des films, des feuilles, des fibres ou des filaments en procédant selon Ies méthodes connues, par exemple par extrusion ou filage; avec ces articles on peut ensuite fabriquer des filés, des cordes, des câbles, des articles tissés ou non-tissés, ou des articles tricotés. Le mélange peut également être granulé ou mis sous forme de copeaux que l'on fait fondre par la suite, et avec lesquels on peut former des articles tels que ceux mentionnés. Les colorants de l'invention peuvent donc être employés pour colorer le polyester dans la masse selon la méthode décrite ci-dessus; ils-peuvent aussi être incorporés dans les polyesters au cours de leur poly- condensation. -Les colorants de formule I se dissolvent dans la masse fondue du polymère et demeurant dissous même après le refroidissement de la masse en fusion. Les colorations obtenues avec les colorants de l'invention possèdent de bonnes solidités, en parti- culier à la lumière, à la migration, aux gaz de combustion, à l'ozone et à la sublimation; elles sont remarquablement solides au mouillé. Plus particulièrement, les composés de formule I se signalent par leur remarquable stabilité lors du traitement des polyesters, par exemple l'extrusion et le traitement à la chaleur. L'invention comprend par ailleurs les matières plastiques colorées dans la masse en particulier les polyesters aromatiques linéaires, à l'aide de l'un au moins des composés de formule I. Les exemples suivants illustrent la présente invention sans aucunement en limiter la portée. Toutes les parties s'entendent en poids et les températures sont toutes indiquées en degrés Celsius. Exemple 1 io Tout en agitant à 22-26 , on ajoute 54 parties de phtalopérinone à 385 parties d'acide chlorosulfonique. Après avoir agité le mélange réactionnel pendant 1 heure à cette températureon le verse sur 700 parties de glace et on maintient la température du précipité qui s'est formé, à 0' avec de la glace. On filtre ensuite la suspen- sion, on lave le résidu de filtration avec un mélange contenant 1000 parties de glace, 1000 parties d'eau et parties d'acide chlorhydrique aqueux à 30% puis, tout en agitant rapidement, on ajoute ce résidu à un mélange composé de 400 parties de glace, de 100 parties d'eau et de 23 parties d'aniline. On refroidit le mélange afin de maintenir la température entre 1 et 30 et on ajuste le pH du mélange réactionnel qui est de 5,3 à 7,1 par addition d'une solution aqueuse à 30% d'hydroxyde de sodium. On laisse ensuite revenir la température du mélange à 250 en l'espace de 2 heures et on agite le mélange à cette température pendant 4 heures. Après filtration du précipité qui s'est formé, on le lave avec de l'eau et on le sèche à 1000. On obtient ainsi 77 parties d'un composé de formule I, dans laquelle R1 signifie un groupe phényle et le cycle A est non substitué. Le produit obtenu est constitué en majeure partie (96%) d'un mélange de deux isomères; dans l'un des isomères le groupe SO 2NHR1 est situé en position 6 etdans l'autre isomèrece groupe est fixé en position 4. Le produit obtenu colore les polyesters aromatiques linéaires dans la masse en nuances jaune d'or. Au lieu de neutraliser avec une solution aqueuse à 30% d'hydroxyde de sodium, on peut avantageu- sement utiliser du bicarbonate ou du carbonate de sodium. - Exemple 2 En procédant comme décrit à l'exemple 1, on peut préparer un colorant par sulfochloruration d'un mélange de dichlorophtalopérinones et conden- sation avec de l'aniline, le mélange de dichlorophta- lopérinones étant obtenu à partir de l,8-diaminonaphta- lène et d'anhydride 3,4-dichlorophtalique. Le produit résultant comprend essentiellement 4 isomères; dans l'un de ces isomères, le groupe SO2NHR1 est situé en position 4 et les positions 2 et 3 du cycle A sont occupées par des atomes de chlore; un autre de ces isomères porte le groupe SQ2NHR dans la même position et les atomes de chlore sont fixés aux positions 4 et du cycle A; dans un autre encore de ces isomères, le groupe SQ NHR est situé en position 6 et les atomes 2 1 de chlore sont fixés aux positions 2 et 3, et dans le dernier le groupe SO2NHR1 est situé à la même position et les atomes de chlore occupent les posi- tions 4 et 5. En procédant comme décrit à l'exemple 1, on peut préparer les colorants figurant dans le tableau I ci-dessous. Ces colorants répondent à la formule I dans laquelle le cycle A est non substitué, R1 signifie un groupe phényle substitué dont les substituants sont indiqués dans le tableau. Comme pour le colorant de- l'exemple 1, on obtient un mélange d'isomères comprenant essentiellement (à 96%) un composé o le groupe S02NHR1 est situé en position 4 et un composé portant le groupe SO2NHR1 en position 6. TABLEAU I Exemple 12 On chauffe a'ébullitionen l'espace d'une heure, 26,3 parties de 1,8diaminonaphtalène et 38 parties d'anhydride phtalique chloré (préparé comme décrit ci- dessous), dans 110 parties de N-méthyl-pyrrolidone et on maintient ce mélange à la même température pendant 1 heure; l'eau formée au cours de la réaction est éliminée par distillation. On refroidit ensuite le mélange à la température ambiante puis, tout en agitant vigoureusement, on verse lentement ce mélange sur 1000 parties d'eau, on filtre le précipité et on le sèche. Au lieu de N-méthyl- pyrrolidone, on peut utiliser du nitrobenzène ou de dichlorobenzène. La chloration de l'acide phtalique est effectuée selon des méthodes connues; on opère dans de l'eau à 45-50 en faisant passer du chlore sous forme de gaz, tout en maintenant le pH à environ 5 par addition d'une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium. Apres environ 10 heures de réaction, on obtient un mélange contenant approximativement 63% d'acide 4,5-dichlorophta- lique, 17% d'acide 3,4-dichlorophtalique, 9% d'acide Ex. Substituant sur R Couleur du produit Nuance de la colo- is1 obtenu ration du polyester 3 3,4-dichloro orange-jaune jaune 4 2-CH3 brun-jaune brun 4-Cl3 jaune ocre jaune 6 2,5-diméthyle jaune 7 2-CH -4-C1 jaune orange 8 2-OCH3 orange-jaune 9 2-OCH -4-CH jaune orange i!23 OH3 2 jaune ocre brun il 3-CONH2 jaune orange jaune 3,6-dichlorophtalique, 6% d'acide trichlorophtalique et 4% d'acide 4-chlorophtalique (déterminé par chromato- graphie). On chauffe le mélange à environ 200 sous pression réduite, ce qui donne les anhydrides chlorophta- ligues correspondants. On utilise le produit obtenu tel quel pour la réaction avec le 1,8-diaminonaphtalène. On ajoute en l'espace de 30 minutes 34 parties du mélange de périnones à 178 parties d'acide chloro- sulfonique et on poursuit la réaction en procédant comme décrit à l'exemple 1. On obtient ainsi un produit qui colore les polyesters aromatiques linéaires dans la masse en nuances brun-jaune. En procédant de manière analogue, on peut préparer les colorants du tableau II ci-dessous. Ils répondent à la formule I dans laquelle R1 signifie un groupe phényle non substitué et se présentent essentielle- ment sous la forme d'un mélange d'isomères des positions 4 et 6. T A B L E A U II Exemple 18 En procédant comme décrit aux exemples précé- dents, on soumet 13,5 parties de phtalopérinone et 20,4 parties de tétrachlorophtalopérinone à une réaction Ex. Substituants sur A Nuance du polyester Ex. Substiuantssteint dans la masse 13 3,4 -dichloro orange 14 mélange de 3 - et de 4 -chloro brun-jaune 2,3,4,5 -tétrachloro rouge-brun 16 2,3,4,5 -tétrabromo " 17 mélange de 3 - et de 4 -nitro brun de sulfochlorination puis on condense avec 40 parties d'aniline. Le colorant ainsi obtenu teint les polyesters linéaires aromatiques en nuances orange. Exemple d'application A Dans un broyeur à couronnes dentées, on broie 1000 parties d'un polyester du commerce obtenu à partir d'acide téréphtalique et d'éthylèneglycol jusqu'à l'obtention d'une poudre dont les particules de poly- ester ont un diamètre compris entre 300 et 600 u. On mélange ensuite intimement à la température ambiante, cette poudre avec 150 parties du colorant de l'exemple 1 puis on extrude ce mélange à 1300 en un câble que l'on coupe en granulés. On fait fondre ce mélange préparatoire au moyen du courant dérivé d'une extrudeuse à vis et on l'ajoute, à l'aide d'un dispositif de dosage,à du polyester du même type chauffé à 270-275 par le courant principal de la machine à filer. On règle le dispositif de dosage de manière à ajouter à la masse de polyester 4 parties du concentré ou du mélanae préparatoire pour 48 parties de polyéthylènetéréph- talate. On file ensuite ce mélange à 270-275 à une vitesse de filature de 200 mètres par minute, on étire les fibres à 900 dans une étireuse dans le rapport 1:4, puis on les retord selon les méthodes habituelles sur un métier à retordre à anneaux. On obtient ainsi un filé teint dans la masse de nuance jaune ayant de bonnes solidités. En procédant comme décrit ci-dessus, mais en utilisant les colorants des exemples 2 à 18, on obtient des filés teints dans la masse possédant les nuances indiquées dans ces exemples. Exemple d'application B On agite pendant 3 heures et demie à 180 , 1360 parties d'éthylèneglycol et 1700 parties de téréphtalate de diméthyle avec 0,55 partie d'acétate de manganèse, puis on élimine par distillation le méthanol qui s'est formé. On introduit cette masse dans un réacteur sous vide approprié pour la polycondensation et on y ajoute un mélange composé de 80 parties d'éthylèneglycol, de 0,45 partie de trioxyde d'antimoine, de 20 parties de phosphite de trinonylphényle et de 17 parties du colorant de l'exemple 1 (sous forme de poudre). On chauffe le tout à 2750 tout en agitant et en diminuant progressivement la pression jusqu'à 1 mm Hg,de manière à obtenir une viscosité intrinsèque de [dl 0,70, l'éthylèneglycol étant éliminé par distillation. Le polyester ainsi teint est extrudé dans de l'eau pour le refroidir, puis on le transforme en granulés. On sèche les granulés sous pression réduite pendant 16 heures à 1400. On procède ensuite au filage, on étire les fils et on les retord comme décrit à l'exemple A. On obtient ainsi un filé teint en jaune d'or. On peut procéder comme décrit ci-dessus, en utilisant les colorants des exemples 2 à 18. REVENDICATIONS 1.- Nouveaux dérivés de la phtalopérinone, caractérisés en ce qu'ils répondent à la formule I $0 NHR! 2 11 dans laquelle R1 représente un reste aromatique monocyclique ou bicyclique,et le cycle benzénique A peut porter jusqu'à 4 substituants choisis parmi ceux habituellement utilisés dans la chimie des colorants, la molécule devant être exempte de groupes sulfo et de groupes carboxy. 2.- Les dérivés de la phtalopérinone selon la revendication l, caractérisés en ce que R1 représente un groupe naphtyle ou un groupe phényle portant éven- tuellement 1 ou 2 substituants choisis parmi un ou deux atomes de chlore et de brome, un ou deux groupes méthyle, méthoxy, éthoxy, méthoxycarbonyle et éthoxy- carbonyle et un groupe nitro, cyano et carbamoyle. 3.- Les dérivés de la phtalopérinone selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisés en ce que le cycle benzénique A peut porter éventuel- lement 1, 2, 3 ou 4 substituants choisis parmi 1,2,3 ou 4 atomes de chlore et de brome et un seul groupe nitro. 4.- Nouveaux dérivés dela phtalopérinone, caractérisés en ce qu'ils répondent à la formule I S 02NHR /5 (I) dans laquelle R1 représente un groupe phényle portant éventuellement 1 ou 2 substituants choisis parmi un ou deux atomes de chlore, un ou deux groupes méthyle, méthoxy et éthoxy et un groupe carbamoyle et nitro, le cycle benzénique A étant éventuellement substitué par 1, 2, 3 ou 4 atomes de chlore. 5.- Nouveaux dérivés de la phtalopérinone, caractérisés en ce qu'ils répondent à la formule SO2WHC6H5 i o 6.- Nouveaux dérivés de la caractérisés en ce qu'ils répondent à phtalopérinone, la formule oCl S2NHC6H5 ô o 7.- Nouveaux dérivés de la phtalopérinone, caractérisés en ce qu'ils répondent à la formule N t N " 'N S02N HC6H5 0 c 8.- Les dérivés de la phtalopérinone selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caracté- risés en ce que le reste S02NHR1 est situé en position 4 ou 6. 9.- Les dérivés de la phtalopérinone selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisés en ce qu'ils se présentent sous forme de mélanges. 10.- Les dérivés de la phtalopérinone selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisés en ce qu'ils se présentent sous la forme d'un mélange comprenant un composé de formule I o le reste S02NHR1 est situé en position 4 et un composé de formule I o le reste S02NHR1 est situé en position 6. 11.- Un procédé de préparation des dérivés de la phtalopérinone de formule I S02NHR1 N'> (I) dans laquelle R1 représente un reste aromatique monocyclique ou bicy- clique, et le cycle benzénique A peut porter jusqu'à 4 substituants choisis parmi ceux habituellement utilisés dans la chimie des colorants, la molécule devant être exempte de groupes sulfo et de groupes carboxy, caractérisé en ce qu'on fait réagir un ou plusieurs composés de formule II S02Cl (II) N/ INA$I o dans laquelle le cycle benzénique A a la signification déjà donnée, avec une amine de formule III R1 - NH (III) dans laquelle R1 a la signification déjà donnée. 12.- L'application des dérivés de la phtalo- périnone spécifiés à l'une quelconque des revendications 1 à 10 comme colorants pour teindre les matières plastiques dans la masse. 13.- L'application des dérivés de la phtalo- périnone spécifiés à l'une quelconque des revendications 1 à 10 comme colorants pour teindre les polyesters aromatiques linéaires dans la masse. 14.- Les matières plastiques, caractérisées en ce qu'elles ont été colorées dans la masse à l'aide des dérivés de la phtalopérinone spécifiés à l'une quelconque des revendications 1 à 10. 15.- Les polyesters aromatiques linéaires, caractérisés en ce qu'ils ont été teints dans la masse à l'aide des dérivés de la phtalopérinone spécifiés à l'une quelconque des revendications 1 à 10.