活性染料化合物制造技术

一种活性染料化合物，包含（ａ）至少一个发色团部分；（ｂ）至少一个含氮杂环；和（ｃ）连接各发色团与各含氮杂环的连接基团；特征在于至少一个含氮杂环被至少一个Ｙ基团取代，其中Ｙ是膦酸酯或硼酸酯衍生物。本发明专利技术化合物均具有高上染率（Ｅ）、高固色值（Ｆ）和高效能值（Ｔ），并且在降低排放物中的废染料、增加染料对底物的亲合力、增加染料－底物的共价结合、增加在室温下将底物染色的能力、减少染色后“皂洗脱过程”中除去的染料量并因此简化传统上与用纤维活性染料染色棉花有关的染色后“皂洗脱过程”以及降低将邻近白色织物弄污的可能性方面显示出明显的改善。此外，对于染色棉质底物，如上制备的化合物提供了更强的染色并需要较少量的盐。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及活性染料化合物。尤其是本专利技术涉及具有改进的染浴上染率(Exhaustion，E)和改善的染料-纤维共价固色值(Fixation，F)的活性染料化合物。
技术介绍
活性染料化合物在将各种底物染色的领域中是已知的。所述底物包括例如蛋白质物质如角蛋白，例如头发、皮肤和指甲以及动物体的各个部分如角、蹄和羽毛中的角蛋白，以及其他天然存在的含蛋白的物质，例如丝和糖衍生的物质如由纤维素衍生的物质或纤维素衍生物，例如天然产物如棉花和合成纤维如聚酰胺。本领域中众所周知的这类活性染料的实例包括包含一氯-或二氯-或氟-1，3，5-三嗪基、三氯-或一氟-或二氟-嘧啶基、β-卤素-丙酰基、β-卤代乙基-磺酰基、β-卤代乙基氨磺酰基、氯乙酰氨基、β-(氯-甲基)-β-硫酸根合乙基氨磺酰基或乙烯基磺酰基的染料。在包含三嗪基或嘧啶基的染料情况下，可使用在碱(alkali)的存在下解离的其它基团代替活性卤原子。例如，加拿大专利771632公开了这类其它基团的实例，包括磺酸、硫氰酸、磺基苯氧基、磺基苯硫基、硝基磺基苯氧基和季铵基团。“The Synthesis and Properties of some Triazine-Stilbene FluorescentBrighteners”(I.Grabtchev)公开了某些包含甲基丙烯酸基的三嗪(均)二苯乙烯(stilbene)荧光增白剂的合成方法。The Journal of Macromolecular Chemistry 64(1977)，205-210(Nr.951)公开了在某些不饱和三嗪衍生物的存在下，丙烯腈在二甲基甲酰胺中的聚合反应。The Journal of Macromolecular Chemistry 50(1976)1-8(Nr.728)公开了在包含可共聚基团的1，3，5-三嗪的偶氮衍生物和某些有色蒽醌存在下的苯乙烯的聚合反应。S.Horrobin在The Journal of the Chemical Society，1963，4130-4144页的“某些氯代-1，3，5-三嗪的水解”中公开了二氯-间-磺基苯氨基三嗪在乙酸盐(pH4.7)或邻苯二甲酸盐(pH4.0)缓冲溶液中迅速水解。有许多不同类型的市售活性染料用于染色纤维素类和聚酰胺类底物。但是，今天的纺织品染色工业仍然面临的一个严重的问题是，大量的染料物质在染色过程完成之后留在排放的废水中。该问题的工业量度标准已知为染浴的上染率(E)。对于具体染料化合物，高上染率意味着在染色过程完成后低水平的废染料留在排放物中，而低上染率意味着高水平的废染料留在排放物中。因此，非常清楚地是需要新的染料化合物，它们比市售的染料化合物具有更高的上染率，并且在降低废染料在排放水中的含量方面带来有益效果。与具有高上染率同样重要的是，染料化合物具有高染料-纤维共价固色值(F)。该活性染料化合物的固色值(F)是以染色过程中最初吸收的染料为基础，与底物共价结合的程度的量度。因此，100％固色意味着100％已被吸收的染料与底物共价结合。因此，非常清楚的是需要提供固色值增加的染料化合物。高固色值可以使传统的与纤维活性染料化合物有关的染色后“皂洗脱过程”简化。尤其是，高固色值可以减少花在“皂洗脱过程”中的时间以及降低成本。现在出人意料地发现，一类新的包含被至少一种膦酸酯衍生物(phosphonate derivative)取代的含氮杂环的纤维活性染料化合物表现出明显提高的上染率值(E)和固色值(F)。这些染料可用于各种底物上。它们尤其适用于纤维素底物如棉质底物和如角蛋白、毛发、羊毛和丝的材料，并且在降低排放物中的废染料、增加染料对底物的亲合力、增加染料-底物共价反应的效能和简化传统上与活性染料有关的染色后“皂洗脱过程”方面显示出明显的改善。此外，本专利技术化合物提供了明显更强的染色，并且既可用于高温染色、又可用于低温染色，因此使染色过程的成本降低。此外，本专利技术化合物可以与用于纤维素底物染色的特定发色团结合使用，以显著降低染色所需的盐的水平。专利技术概述本专利技术提供了活性染料化合物，该化合物包含(a)至少一个发色团部分； (b)至少一个含氮杂环；和(c)一个连接各发色团与各含氮杂环的连接基团；其特征在于至少一个含氮杂环被至少一个Y基团取代，其中Y是膦酸酯衍生物(phosphonate derivative)或硼酸酯衍生物(borate derivative)，优选其中膦酸酯衍生物选自优选具有式-O-(P＝O)(OH)R’的多膦酸酯基团，其中R’是适宜的亲核基团，但不是OH。本专利技术化合物具有提高的上染率(E)和固色值(F)，并且在减少排放物中的废染料、增加染料对底物的亲合力、增加染料-底物共价反应的效能、在室温和升高的温度下进行大浴比染色过程的能力以及简化传统上与纤维活性染料有关的染色后“皂洗脱过程”方面有所改善。此外，本专利技术化合物提供了明显更强的染色，即在染色的底物上具有更大的着色强度，而没有使匀染性受到损害。本专利技术化合物与产物的典型上染率值为大于95％。本专利技术化合物与产物的典型固色值为大于95％。专利技术详述本文所用术语“活性染料”是指含有一个或多个能够与被染色底物形成共价键的活性基团的染料，或者指就地(in situ)形成这样的活性基团的染料。与活性染料相关的本文所用术语“上染率”是指在染色过程结束时、在漂洗和皂洗之前，从染料溶液中转移到所处理底物上的染料百分比。因此，100％上染率是指100％的染料从染料溶液中转移到底物上。本专利技术染料化合物的典型上染率＞95％。与活性染料相关的本文所用术语“固色值”是指在染色过程中，基于最初吸收的染料，与底物共价结合的染料百分数。因此，100％固色值是指100％被吸收的染料与底物共价结合。本专利技术染料化合物的典型固色值为＞95％。活性染料的总效能可以由其效能值(Efficiency Value，T)测量，该效能值(T)可以使用下列等式而由上染率(E)和固色值(F)计算％T＝(F×E)/100本专利技术化合物包含通过连接基团相连的发色团和含氮杂环。含氮杂环被至少一个Y基团取代，其中Y是膦酸酯或硼酸酯衍生物。发色团部分本专利技术的活性染料化合物可以含有一个或多个发色团(chromophoricmoieties)(D或D′)。在含有两个或多个发色团的活性染料化合物中，这些发色团可以相同或不同。本专利技术的活性染料化合物优选包含一至三个发色团部分。任何适用于将底物染色的发色团均可用于本专利技术。本文所用术语发色团是指任何光敏化合物，并且包括任何有色或无色但吸收光的化合物，例如荧光增白剂、紫外(UV)吸收剂、红外(IR)吸收染料。适用于本专利技术染料化合物的发色团部分包括单偶氮、二偶氮或多偶氮染料的残基或者从中衍生得到的重金属配合物偶氮染料的残基或者蒽醌、酞菁、甲、甲亚胺、二噁嗪、吩嗪、二苯乙烯、三苯甲烷、占吨(xanthene)、噻吨、硝基芳基(nitroaryl)、萘醌、芘醌(pyrenequinone)或苝四碳酰亚胺(perylenetetracarbimide)染料中的残基。适用于本专利技术染料化合物中的发色团包括EP-A-0,735,107(Ciba-Geigy，该专利引入本文作为参考)中所述的那些，包括其中所本文档来自技高网...

【技术保护点】
活性染料化合物，包含： （ａ）至少一个发色团部分； （ｂ）至少一个含氮杂环；和 （ｃ）连接各发色团与各含氮杂环的连接基团； 其特征在于至少一个含氮杂环被至少一个Ｙ基团取代，其中Ｙ是膦酸酯或硼酸酯衍生物，优选其中膦酸基团选自具有式－Ｏ－（Ｐ＝Ｏ）（ＯＨ）Ｒ’的多膦酸酯，其中Ｒ’是非ＯＨ的适宜亲核基团。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：戴维M刘易斯，何东卫，塔尔I尤萨夫，吉勒斯YMF吉纳因，
申请(专利权)人：北卡罗来纳大学，
类型：发明
国别省市：US[美国]