Brevet FR2573434A1 — publié le 19860523

La présente invention concerne un procédé de préparation de colorants de cuve à base de dérivés anthraquinoniques non cuvables, les colorants de cuve obtenus par ce procé- dé et les produits textiles teints par ces colorants. La préparation de colorants de cuve anthraquinoniques à par- tir de dérivés anthraquinoniques non cuvables est connue. Toutefois, ces procédés connus présentent de nombreux incon- vénients. Dans certains de ces procédés, les dérivés anthra- quinoniques sont obtenus après plusieurs réactions chimiques successives. Ceci réduit considérablement les rendements. Ainsi, pour synthétiser le colorant Brun BR, on condense tout d'abord la 1,4 diaminoanthraquinone avec l'a-chloro- anthraquinone, pour former la trianthrimide qui subit une autre réaction chimique pour former le colorant Brun BR (Schultz Tab N 1 294; Beil 24 II 320; Beil H 200, I 463, II 114). D'autres procédés qui permettent de transformer les dérivés anthraquinoniques non cuvables,en une seule étape, en des colorants de cuve, sont également connus. Par exemple, la synthèse du colorant Bleu indanthrène RS par fusion alcaline oxydante de la monoaminoanthraquinone a été décrite par Fredl 24.868; CA 32.4176). La fusion alcaline a lieu à une température élevée, environ 220 , et est très violente, ce qui décompose une partie du colorant de départ et une partie du colorant synthétisé. Le rendement est donc faible % environ. D'autres réactions en une seule étape doivent être conduites dans des conditions très corrosi- ves, et n'ont pu être appliquées industriellement à la transformation des dérivés anthraquinoniques polyaminés ou polyhvdroxvlés. La présente invention remédie à ces inconvénients. Elle propose un procédé de préparation de colorants de cuve à partir de dérivés anthraquinoniques non cuvables en une seule étape de synthèse, avec un rendement supérieur au rendement des procédés connus, et qui donnent lieu à des colorants ayant de très bonnes propriétés de solidité à la lumière, aux intempéries et au lavage. La présente invention concerne donc un procédé de prépa- ration de colorants de cuve à partir de dérivés anthraqui- noniques non cuvables, caractérisé en ce que l'on dissout un dérivé anthraquinonique et un auxiliaire de condensa- tion dans un solvant, on effectue la condensation en chauf- fant selon un profil de température approprié le dérivé anthraquinonique et l'auxiliaire de condensation dissous, on récupère le colorant produit de la condensation,et on lave et/ou on sèche le colorant récupéré. Afin d'améliorer les qualités techniques des colorants ou leurs nuances, ces colorants obtenus peuvent subir d'autres réactions chimiques telles que l'alkylation, l'halogénation ou l'acylation, ces types de procédé étant connus dans leurs principes. Les dérivés anthraquinoniques produits de départ du procédé selon l'invention, comportent un ou plusieurs radicaux choi- sis parmi les radicaux hydroxy,amino, halogéno, tels que fluoro, chloro, bromo ou iodo, alkyles inférieurs, en particulier C1 à C5, certaines liaisons pouvant en outre être hydrogénées. En particulier, on utilise la 1,4-dihydro- xyanthraquinone, la 1,4-diaminoanthraquinone, la 1,4-hydroxy- aminoanthraquinone, ou la 1,5-diaminoanthraquinone. Dans le mode préféré de mise en oeuvre du procédé, l'auxi- liaire de condensation utilisé est l'acide borique. Le solvant approprié doit présenter de préférence un point d'ébullition élevé compatible avec les températures réac- tionnelles et en outre, ce solvant doit être capable de former le complex borique avec le dérivé anthraquinonique de départ. Ces solvants sont en général des alcools à point d'ébullition élevé, des lactones ou des dérivés glycoliques. Dans un mode particulier de réalisation, le solvant utilisé est la ybutyrolactone. Dans un autre mode particulier de réalisation, on utilise le diéthylèneglycol. Ces solvants ont un bon pouvoir de solubilisation des dérivés anthraquino- niques, un point d'ébullition élevé, et favorisent la for- mation des complexes d'acide borique et des dérivés anthra- quinoniques. La température à laquelle on conduit la condensation est choisie en général entre 100 et 220 C, de préference entre 1 30 et 210 C. Le profil de température comprend en général une montée-en température, en 10 mn à 3 h 1/2, puis au moins un palier ou la température est maintenue constante entre 3 et 10 h. Afin de favoriser la réaction, on peut utiliser des quantités additionnelles d'au moins un catalyseur. Les catalyseurs appropriés peuvent être des acides forts, faibles, ou des bases que l'on ajoute au mélange initial ou en cours de réac- tion. En particulier, on utilise le bicarbonate de soude- l'acide paratoluènesulfonique, l'acide sulfurique, les sels d'ammonium tels que le chlorure d'ar.,onium et l'acétate d'ammonium. La durée de la réaction est comprise en général entre 2 et 12 h. A la fin de la réaction, on peut récupérer le colorant par évaporation du solvant. On peut alors recycler le sol- vant. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, on récupère le colorant qui précipite après que l'on ait ajouté de l'eau au mélange issu de la condensation. Par filtration, on récupère alors le colorant en gâteau, on le lave à l'eau, chaude de préférence, afin de le débarasser de l'acide borique restant. et on sèche le gâteau pour obte- nir le colorant en poudre. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, on préci- pite le colorant par l'addition d'un solvant différent du solvant de condensation, par exemple du 1,2-dichloroéthane. On lave alors le gâteau obtenu par filtration avec le même solvant 1,2dichloroéthane. Puis on lave à l'eau pour éliminer l'acide borique, et on sèche le gâteau pour obte- nir le colorant en poudre. Après l'adjonction d'eau et la filtration, on récupère le filtrat pour en extraire les solvants, afin de le recycler. Les rendements sont excellents, de l'ordre de 9o à 100 %. La présente invention concerne également les colorants de cuve produits par le procédé selon l'invention. Il possè- de de très bonnes qualités de solidité à la lumière, aux lavages et aux intempéries. Ces colorants peuvent être employés en particulier pour la teinture de matières textiles, particulièrement pour teindre le coton d'un bain d'hydrosulfites. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront à la lecture des exemples ci-aDrès Dans ces exemples, -les narties de matière indiquées, s'entendent en poids, sauf mentions contraires. EX-EMPLE 1 Dans un appareil mun d'un refrigérant descendant1d'un ther- momètre et d'un agitateur, on introduit 24 parties 1,4diaminoanthraquinone, 12 parties d'acide borique, 90 parties, en volume, de y-butyrolactone, et 3 parties de bicarbonate de soude. En deux heures à deux heures et demi, on monte la température du mélange à 180 - 185 et on maintient le mélange pendant 8 heures à 185 - 195 . On distille alors le solvant sous pression réduite, on ajoute de l'eau, on filtre et on lave à l'eau. On obtient une poudre noire qui teint le coton, d'un bain d'hydrosulfite brun-jaune, en noir bleuté très solide à la lumière, aux lavages et aux intempéries. Poids de colorant obtenu: 23,3 parties. Le rendement est de 97 %. EXEMPLE 2. Dans un appareil identique à celui de l'exemple 1, on intro- duit 24 parties de 1,4- diaminoanthraquinone, 12 parties d'acide borique et 50 parties,en volume, de butyrolactone. On monte la température du mélange en une heure à 160 , puis en 20 minutes à 180-185 , puis on maintient cette température pendant 7 heures. On laisse refroidir à 80 . On ajoute alors 70 parties, en volume, de 1,2-dichloro- éthane. Ce qui provoque la précipitation complète du 9olo- rant, ensuite on filtre, on lave le gâteau de colorant avec 3 x 30 parties,en volume, du même solvant? On chauffe le gâteau pour en récupérer le reste du solvant, on le traite à l'eau chaude pour en extraire l'acide bori- que et on sèche le colorant. On obtient une poudre noire qui teint le coton, d'un bain d'hydrosulfite en noir. Poids de colorant obtenu: 22,6 parties. Le rendement est de 94 %. EXEMPLE 3: Dans un appareil identique à celui de l'exemple 1, on mélan- ge 24 parties de 1,4-diaminoanthraquinone, 10 parties d'aci- de borique, 5 parties de borate de soude dans 100 parties en volume de ybutyrolactone. On monte en une heure la température du mélange à 160 et on la maintient pendant heures. On ajoute 500 parties d'eau, on filtre, on lave à l'eau, et on sèche. On obtient une poudre noirâtre qui teint le coton, d'un bain d'hydrosulfite en un brun foncé. Poids de colorant obtenu: 23,2 parties. Le rendement est de 97 %. EXEMPLE 4: Dans un appareil identique à celui de l'exemple 1, on mélange 36 parties de 1,4-diaminoanthraquinone, 18 parties d'acide borique, 1,5 parties d'acide paratoluènesulfonique et parties en volume de butyrolactone. On monte la température du mélange,en une heure et demie, à 160 -165 puis on maintient pendant 6 heures la température entre 165 et 180 (en suivant la marche de réaction par des prises de chromato) après environ 7 heures, on vérifie par chromato la disparition du colorant de départ. On récupère le solvant sous pression réduite, on ajoute de l'eau, on filtre, on lave à l'eau et on sèche. On obtient une poudre noire qui teint le coton à partir d'un bain d'hydrosulfite en brun foncé vif. Le colorant obtenu a une très bonne soli- dité générale. Poids de colorant obtenu: 36 parties Le rendement est de 100 %. EXEMPLE 5: Dans un appareil identique à celui de l'exemple 1, on mélan- ge 16 parties de 1,4-diaminoanthraquinone, 7 parties d'acide borique, 5 parties de chlorure d'ammonium et 50 parties en volume de butyrolactone. On monte la température de mélan- ge,sous reflux,en 10 minutes à 150 , en 3 heures à 165 , puis on maintient le mélange,sous reflux, 5 heures entre -175 . On verse dans l'eau, on filtre, on lave à l'eau et on sèche. On obtient une poudre foncée qui teint le coton d'une cuve d'hydrosulfite en gris bleuté. EXEMPLE 6: On chauffe au bain-marie un mélange de 12 parties de 1,4diaminoanthraquinone, 10 parties d'acide borique, 2 parties de carbonate de soude et 40 parties en volume de butyrolactone, On monte la température du mélange en une demi heure à 175 et on maintient pendant 4 heures et demi cette température. On ajoute 300 parties de l'eau, on filtre, on lave à l'eau et on sèche. On obtient un colorant qui teint le coton à partir d'un bain d'hydrosul- fite en gris bleuté de très bonne solidité. Poids de colorant obtenu: 11,9 parties. Le rendement est de 99 %. EXEMPLE 7. On chauffe un mélange de 12 parties de 1,4-dihydroxyanthra- quinone, 8 parties de l'acide borique, 2,5 parties de borate de soude et de 40 parties de butyrolactone. On monte la température une heure à 160 et puis on maintient la tem- pérature pendarnt quatre heures et demie entre 165 et 180 . On ajoute 7 parties de borate de soude et puis après 2 heures, on ajoute 12 parties en volume de sulfate de méthyle en maintenant la température à 160 -180 pendant encore une heure. On reprend à l'eau, on filtre,on lave à l'eau et on sèche. On obtient une poudre foncée qui teint le coton d'une cuve d'hydrosulite en brun foncé rougeâtre. Poids de colorant obtenu: 1 3,3 parties. EXEMPLE 8 On chauffe un mélange de 12 parties de quinizarine (1,4-dihy- droxyanthraquinone), 6 parties d'acide borique, 4 parties de chlorure d'ammonium, 8 parties d'acétate d'ammonium, et 42 parties en volume de diéthylèneglycol. On chauffe et on monte la température à 120 et on maintient pendant 3 heures cette température entre 120 et 1300, on ajoute trois par- ties d'acétate d'ammonium. On chauffe en maintenant la tem- pérature entre 1 30 et 150 pendant 3 heures. On coule dans l'eau, on filtre et on lave à l'eau. On obtient une poudre foncée qui teint le coton en brun foncé, à partir d'une cuve d'hydrosulfite. Poids de colorant obtenu: 12,4 parties. EXE4PLE 9: On monte la température d'un mélange de 16 parties de 1,5diaminoanthraquinone, 8 parties d'acide borique et parties en volume de butyrolactone, en 20 minutes à 160 . et on maintient la température pendant 6 heures et demie entre 172 et 185 , on dilue avec de l'eau, on filtre, on lave à l'eau et on sèche. On obtient une poudre foncée qui teint le coton d'une cuve d'hydrosulfite en brun gris. On extrait la butyrolactone de la solution aqueuse au moyen des solvants non miscibles à l'eau et puis on sépare par distillation pour récupérer le solvant. Poids de colorant obtenu: 16,8 parties. E EM4PLE 1 0: On monte la température d'un mélange de 12 parties de 1,4aminohydroxyanthraquinone, 6 parties d'acide borique, 3 parties de borate de sodium et 50 parties, en volume, de butyrolactone, en une heure et demie à 165-170 et on maintient la température pendant 7 heures entre 170-185 , et puis on distille le solvant sous pression réduite, on ajoute de l'eau, on filtre, on lave le gâteau de colorant à l'eau et on sèche. On obtient une poudre foncée qui teint le coton d'un bain d'hydrosulfite en brun foncé. REENDICATIONS 1. Procédé de préparation de colorants de cuve anthra- quinoniques à partir de dérivés anthraquinoniques non cuva- bles, caractérisé en ce que a) on dissout un dérivé anthraquinonique et un auxiliaire de condensation dans un solvant7 b) on effectue la condensation en chauffant,selon un profil de température approprié,le dérivé anthraquinonique et l'auxiliaire de condensation dissous, c) on récupère le colorant obtenu à l'étape b), et d) on lave et/ou on sèche le colorant récupéré. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'auxiliaire de condensation est l'acide borique. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre l'alkylation, l'halogénation ou l'acylation du colorant récupéré à l'étape d) ou à la fin de la réaction de condensation de l'étape b). 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, carac- térisé en ce que l'on récupère le colorant par précipitation du colorant en ajoutant un solvant différent du solvant de condensation et/ou par filtration. 5. Procédé selon l'une des revendication 1 à 4, caractérisé en ce que l'on effectue la condensation à une température comprise entre 100 C et 220 C, de préférence C a 210 C. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, carac- térisé en ce que le dérivé anthraquinonique comporte un ou plusieurs radicaux choisis parmi les radicaux hydroxy, amino, halogene, alkyles inférieurs, certaines liaisons pouvant être hydrogénées. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dérivé anthraquinonique est choisi parmi 1,4 dihydroxyanthraquinone 1,4 diaminoanthraquinone 1,4 hydroxyaminoanthraquinone 1,5 diaminoanthraquinone. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le solvant a un point d'ébullition élevé et favorise la formation d'un complexe borique du dérivé anthraquinonique. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le solvant est choisi parmi les y-lactones, les al- cools à point d'ébullition élevé et les dérivés glycoliques. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le solvant est la y-butyrolactone ou le diéthylèneglycol. 11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'on ajoute une quantité active d'au moins un catalyseur. 12. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que les catalyseurs additionnels sont des acides forts ou faibles ou des bases. 1 3. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que les catalyseurs sont choisis parmi le bicarbonate de soude, le carbonate de soude, l1e borate de soude, l'acide paratoluènesulfonique, l'acide sulfurique, les sels d'ammonium tels que le chlorure d'ammonium et l'acétate d'ammonium. 14. Colorant cuvable produit par le procédé selon l'une des revendications 1 à 1 3. 15. Produit textile, en particulier à base de coton, teint par un colorant selon la revendication 14.