專利名稱：：蒽吡啶酮染料及其制備和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及新的蒽吡啶酮(anthrapyridone)染料、其鹽、其制備方法及其在染色和打印操作中的用途。本發(fā)明還涉及含有這些染料的液體染料制備，特別涉及用于噴墨打印的水性記錄液。
背景技術(shù)：
：噴墨打印在許多領(lǐng)域取代或補(bǔ)充了圖像復(fù)制的傳統(tǒng)方法。盡管噴墨打印達(dá)到了顯著的成熟程度，但是進(jìn)一步的改善仍然是必需的，特別是在圖形和照片領(lǐng)域?，F(xiàn)代的噴墨打印機(jī)需要在這些領(lǐng)域中提供在各種記錄片材如聚合物基記錄片材或快干納米多孔記錄片材上的最佳打印品。在這些領(lǐng)域中，對光和氧化氣體(臭氧、NOx)的穩(wěn)定性，以及打印圖像的大的色空間的體積(色域)是基本的。這可以通過僅使用適合這些記錄片材的精細(xì)地調(diào)節(jié)記錄液的系統(tǒng)(分別地，包含于其中的染料)來實(shí)現(xiàn)。大部分可商購的用于噴墨打印的記錄液中的品紅色染料沒有滿足與聚合物基和納米多孔記錄片材結(jié)合的所有必要的要求。目前使用的品紅色染料不具有所需的全部性質(zhì)，比如合適的色調(diào)、非常高的亮度(brilliance)(飽和度)、良好的光穩(wěn)定性、對臭氧導(dǎo)致的劣化的良好抵抗性、在記錄片材的表面上沒有染料聚集("擦金(bronzing)")、優(yōu)異的擴(kuò)散堅(jiān)牢度以及在主要為水性的記錄液中優(yōu)異的溶解度和低粘度。盡管已經(jīng)提出了將非常多的不同品紅色染料作為用于噴墨打印的染料，但是沒有一種滿足所有必要的要求。在專利申請WO98/1H67中描述了式(I)(實(shí)施例第25號)和式(II)(實(shí)施例第27號)的品紅色染料。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>(I)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>(II)如果將這些代表現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)的蒽吡啶酮染料用在噴墨打印用的記錄液的制劑中，則它們不滿足所需的全部要求，所述噴墨打印用的記錄液的制劑應(yīng)當(dāng)在任何類型的記錄片材，比如普通或涂覆的紙張、涂覆或未涂覆的、不透明的或透明的合成材料上提供品紅色圖像或具有純的或盡可能帶藍(lán)色色調(diào)的著色(具有高的b"直的L/^i^的值)。它們還應(yīng)當(dāng)不引起水性記錄液中的粘度增加。在這樣的記錄液中使用的染料需要具有在基本上水性的記錄液中的高溶解度，它們必須滲透到記錄片材中并且不應(yīng)當(dāng)顯示在記錄片材表面上的染料聚集("擦金")。它們需要提供具有高光密度、良好的耐水堅(jiān)牢度、良好的光穩(wěn)定性和即使在不利條件下也良好的儲存穩(wěn)定性的打印圖像。即使當(dāng)記錄液長時(shí)間儲存于不利條件下時(shí)，它們也需要在記錄液中保持穩(wěn)定。各種類型的組合物己經(jīng)作為記錄液被提出。典型的記錄液包含一種或多種染料或顏料、水、有機(jī)共溶劑和其它成分。記錄液必須滿足以下標(biāo)準(zhǔn)(1)記錄液在任意種類的記錄片材上均提供具有優(yōu)異質(zhì)量的圖像。(2)記錄液提供表現(xiàn)出良好的耐水堅(jiān)牢度的圖像。(3)記錄液提供表現(xiàn)出良好的光穩(wěn)定性的圖像。(4)記錄液提供表現(xiàn)出優(yōu)異的耐磨性的圖像。(5)記錄液提供表現(xiàn)出在高溫和高濕度的條件下的優(yōu)異儲存穩(wěn)定性的圖像。(6)即使在記錄長時(shí)間暫停時(shí)，噴墨打印機(jī)的噴嘴保持未封蓋的情況下，記錄液也不阻塞噴墨打印機(jī)的這些噴嘴。(7)記錄液可以長時(shí)間儲存而質(zhì)量不劣化。(8)記錄液的物理性質(zhì)，比如粘度、導(dǎo)電性和表面張力均在良好適合于預(yù)期用途的限定范圍內(nèi)。(9)記錄液必須無毒、不易燃和安全。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個(gè)目的是提供新的、良好水溶性的蒽吡啶酮染料，所述蒽吡啶酮染料具有純品紅色以及盡可能的藍(lán)色色調(diào)，同時(shí)具有優(yōu)異的光穩(wěn)定性和對臭氧導(dǎo)致的劣化的優(yōu)異抵抗力。它們提供顯示出總體良好性質(zhì)的圖像或著色，它們尤其在噴墨打印中與綠青色(greenishcyan)染料和擰檬-黃黃色染料一起提供具有最大現(xiàn)色性的圖像，所述綠青色染料如例如在專利申請EPl'867'685中所述，所述擰檬黃黃色染料如例如在專利申請EP0'755'984中所述。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種液體染料制品，具體是用于噴墨打印的記錄液，其在任何種類的記錄片材，比如普通或涂覆的紙張、涂覆或未涂覆的、不透明的或透明的合成材料上顯示出光譜不變的色調(diào)。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供滿足所有上述要求的記錄液。本發(fā)明涉及通式(m)的新的蒽吡啶酮染料<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>(III)其中X表示氫、氯、溴，或各自含1至8個(gè)碳原子的無支鏈或有支鏈的烷基；Rl表示氫，或各自含1至8個(gè)碳原子的無支鏈或有支鏈的烷基；R2表示氫；S03M;氯；溴；含至多12個(gè)碳原子的未取代或取代的垸氧基，其中取代基選自COOM、OH、OCH3、鹵素、COOCH3和COOCH2CH3;或，取代的芳族芳氧基，其中取代基選自COOM、SC^M、OCH3、卣素、COOCH3和COOCH2CH3;R3、R4獨(dú)立地表示氫、氟、氯、溴、NH2、各自含1至6個(gè)碳原子的烷基或垸氧基、各自含至多12個(gè)碳原子的未取代的脂族酰胺基或磺酰胺基(sulphonamidegroup)，或各自含至多20個(gè)碳原子的未取代或取代的芳族酰胺基或磺酰胺基，其中所述取代基選自COOM、SO3M、OCH3、CH3、CH2CH3、Cl、Br、COOCH3和COOCH2CH3;n為0、1或2且M表示氫、金屬陽離子或銨陽離子，任選地被一個(gè)或多個(gè)各自含1至18個(gè)碳原子的垸基或取代的垸基或羥基垸氧基烷基取代。優(yōu)選的是這樣的蒽吡啶酮染料，其中R3、R4、M和n如上定義，X表示氫、氯或溴；Rl表示氫或CH3并且R2表示氫、S03M或苯氧基。特別優(yōu)選的是這樣的蒽吡啶酮染料，其中X、Ri、R2和n如上定義，R3、R4獨(dú)立地表示氫、氟、氯、溴、NH2、各自含1至4個(gè)碳原子的垸基或烷氧基、各自含至多12個(gè)碳原子的未取代的酰胺基或磺酰胺基并且M表示氫、堿金屬陽離子(Li、Na或K)、堿土金屬陽離子(Mg或Ca)或銨陽離子，任選地被一個(gè)或多個(gè)含1至4個(gè)碳原子的烷基或含1至6個(gè)碳原子的被OH取代的垸基取代。所制備的通式(III)的染料與它們在水溶液中最大吸收的位置一起列在表1中("或在1:1的NMP/H2O溶液中)10表1<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>通式(in)的化合物可以為游離酸的形式或其無機(jī)或有機(jī)鹽的形式。優(yōu)選地，它們?yōu)樗鼈兊膲A金屬或銨鹽的形式，其中銨陽離子可以被取代。這樣的取代的銨陽離子的實(shí)例為2-羥基乙基銨、雙-(2-羥基乙基)-銨、三-(2-羥基乙基)-銨、雙-(2-羥基乙萄-甲基銨、三-[2-(2-甲氧基乙氧基)-乙基]-銨、8-羥基-3,6-二氧雜辛基銨和四垸基鉸，比如四甲基銨或四丁基銨。本發(fā)明不僅涉及純的通式(in)的蒽吡啶酮染料，還涉及這些化合物的混合物。本發(fā)明還涉及制備根據(jù)本發(fā)明的通式(m)的染料的方法，其特征在于以下事實(shí)其中X如上定義的通式(IV)的(3-酮酸酯與(V)的化合物在形成式(VI)的蒽吡啶酮的條件下反應(yīng)，在式(V)中R4和R2如上定義，并且Y表示氯、溴或另一種離去基團(tuán)，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>隨后，在形成根據(jù)本發(fā)明的通式(ni)的蒽吡啶酮染料的條件下與通式(Vn)的苯胺類反應(yīng)，在式(VII)中，R3、R4和n如上定義<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>可以通過磺化反應(yīng)向通式(m)的蒽吡啶酮染料的苯胺部分中引入附加的磺基，特別是在n等于0的情況下引入1或2個(gè)磺基，或在n等于1的情況下引入l個(gè)磺基。根據(jù)本發(fā)明的通式(ni)的蒽吡啶酮染料用于將含有纖維素的材料、紙張、棉、膠粘纖維、皮革和羊毛染色，以提供具有良好的耐水堅(jiān)牢度和光穩(wěn)定性的染色材料?？梢允褂盟性诩徔椆I(yè)和造紙工業(yè)中眾所周知的用于用直接染料染色的方法，特別是用于涂膠紙或無膠紙的本體或表面處理。染料還可以用于通過由大浴比的盡染工藝(exhaustionprocessfromalongliquior)或在連續(xù)化工藝中將紗和棉布匹、膠粘纖維和亞麻染色。本發(fā)明還涉及包含至少一種的通式(III)的蒽吡啶酮染料的液體染料制品。這樣的液體染料制品的使用尤其優(yōu)選用于紙張染色。這樣的穩(wěn)定、優(yōu)選為水性的液體濃縮染料制品可以通過使用在本領(lǐng)域中眾所周知的方法，優(yōu)選通過溶解于合適的溶劑中來得到。在沒有染料的中間分離的條件下，在染料合成本身的過程中，例如在通過將反應(yīng)溶液滲濾而脫鹽的步驟之后制備這樣的穩(wěn)定、水性、濃縮制品的可能性具有特別的優(yōu)勢。通式(III)的蒽吡啶酮染料的染料或混合物是用于制備噴墨打印用記錄液的優(yōu)異染料。根據(jù)本發(fā)明的通式(m)的蒽吡啶酮染料可以與其它品紅色染料良好地結(jié)合，特別是與在專利申請W096/24'636、EP1'160'291、EP1'219'682禾口EPl'403'328中描述的染料良好地結(jié)合。在用于噴墨打印的墨水組合中，根據(jù)本發(fā)明的式(III)的蒽吡啶酮染料與黃色染料和青色染料一起覆蓋(span)最佳的色空間，所述黃色染料如例如在專利申請EP0'755'984禾QEPl'882'723中描述的，所述青色染料如例如在專利申請EPl'867'685中描述的。此外，三個(gè)一組用于記錄液中的染料具有類似的對光和臭氧導(dǎo)致的劣化的抵抗力。典型的記錄液在液體水性介質(zhì)中包含一種或多種根據(jù)本發(fā)明的蒽吡啶酮染料?；谟涗浺旱目傊亓浚涗浺喊?.5重量％至20重量％、優(yōu)選0.5重量％至8重量％的這些蒽吡啶酮染料。液體介質(zhì)優(yōu)選為水或優(yōu)選為水與水混溶有機(jī)溶劑的混合物。合適的溶劑描述于例如專利US4'626'284、US4'703'113和US4'963'189，以及專利申請GB2'289'473、EP0'425'150和EP0'597'672中。在不以任何方式限制要求保護(hù)的化合物的范圍的情況下，通過以下實(shí)施例更詳細(xì)地說明本發(fā)明。具體實(shí)施例方式實(shí)施例實(shí)施例1按下述方法制備表1中的10號蒽吡啶酮染料，其中M為K:式(VIID的溴代蒽吡啶酮化合物的制備將75.5g(0.25摩爾)的l-氨基-4-溴蒽酉昆(可得自Sigma-AldrichGmbH，Buchs，瑞士)、59.5g(0.3摩爾)的乙基-3-氧代-3-(噻吩-2-基)丙酯((ethyl-3-oxo-3-(thiophene-2-yl)propanate)W;^自BoscheScientificLLC,NewBr廳wick，美國)、3.9g(0,04摩爾)的乙酸鉀和125ml的1,2-二氯苯于14(TC的溫度，在氮?dú)夥罩袛嚢?2小時(shí)，蒸出約12mL的乙醇。隨后，將所得到的分散體冷卻到室溫，將產(chǎn)物吸出，用乙醇充分地洗滌并且干燥。用這種方法得到67.6g的通式(VIII)的產(chǎn)物。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>10號染料的制備4.8g(15毫摩爾)的濕苯胺-2,5-二磺酸(80%)(可得自BayerAG，勒沃庫森，德國)、3.7g(20毫摩爾)的三丁胺和20ml的N-甲基吡咯垸酮在玻璃過濾泵真空下加熱，蒸出約2ml至3ml的N-甲基吡咯烷酮和水。將4.4g(10毫摩爾)的式(Vm)的溴代蒽吡啶酮、1.9g(10毫摩爾)的三丁胺和0.2g的乙酸銅(II)加入到此混合物中，并且使該混合物的攪拌在15(TC的溫度持續(xù)48小時(shí)。之后，將混合物冷卻到5(TC的溫度并且過濾。通過加入2.5g的乙酸鉀和乙醇將式(10)的染料沉淀，并且吸出。將粗染料說明書第10/12頁懸浮于30mL的8(TC溫度的水中，將不溶的部分吸出，并且通過加入乙酸鉀使濾液中的染料鹽析。以這種方法得到1.2g的10號染料。記錄液的制備實(shí)施例關(guān)于涉及記錄液的本發(fā)明，通過以下使用根據(jù)本發(fā)明的表1的染料和代表現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)的染料的實(shí)施例進(jìn)行說明。對于每種染料，通過將以下物質(zhì)與水一起于5(TC的溫度在攪拌下加熱約1小時(shí)來制備100g的記錄液必要量的染料(2g-6g)、乙二醇(6g)、丙-1,2-二醇(3g)、Olin10G的水溶液(50%)(可得自ArchChemicalsInc.,No函lk，美國)(0.2g)、Surfinol465(可得自AirProductsandChemicalsInc.，Allento糧，美國)(0.3g)和生物殺滅劑的溶液(Merga1⑧K10N，可得自Riedel-de-Ha紐，Sedze，德國)(O.lg)。由于溶解度原因，對于代表現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)的染料必須加入20g的l-甲基-2-吡咯烷酮。將所得到的溶液冷卻到2(TC的溫度，將其pH值調(diào)節(jié)到7.5，并且使溶液通過0.5孔徑的Millipore⑧過濾器。以這種方法調(diào)節(jié)染料量，使得打印圖像的光密度對于所有染料均類似。記錄液的使用實(shí)施例隨后使用噴墨打印機(jī)佳能PIXMAIP4300將記錄液打印到以下記錄片材上，1:ILFORDOMNIJET速干有光澤照片RC紙(InstantDryGlossyPhotoRCPaper)ON3GP8(納米多孔記錄片材)和2:ILFORDGalerie標(biāo)準(zhǔn)有光澤紙(GalerieClassicGlossyPaper)IGCGP9(聚合物基記錄片材)測試1.染料溶解度用分光光度計(jì)在可見光譜區(qū)域中確定在pH值為7的緩沖水溶液中的染料溶解度。在5(TC的溫度制備染料的飽和水溶液。之后將這些溶液冷卻到室溫，并且在24小時(shí)的等待時(shí)間之后以使得最大吸收處的吸收介于0.8和1.5之間的方式進(jìn)行稀釋，用于測量。此稀釋因子允許計(jì)算染料溶解度。2.色坐標(biāo)用分光光度計(jì)GretagSPM100(可得自GretagAG，Regensdorf，瑞士)測量打印樣品的色坐標(biāo)L*a*b*。結(jié)果所確定的根據(jù)本發(fā)明的蒽吡啶酮染料(12)和代表現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)的式(1)的染料的溶解度列在表2中。表2染料序號在水中的溶解度(重量百分比)1213I3對表2中結(jié)果的比較直接表明，根據(jù)本發(fā)明的12號蒽吡啶酮染料比代表現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)的式(I)的染料具有更高的水溶性。所測量的根據(jù)本發(fā)明的12號蒽吡啶酮染料和代表現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)的式①的染料的1^^W的值(光源D65)列在表3中。表3染料序號在記錄片材1上的L*a*b*的值在記錄片材2上的L*a*b*的值1279.1/30.3/-18.250,9〃0.2/-29.2I81.4/22.7/-16.152.7/72.3/-27.5表3中的結(jié)果清楚地表明，根據(jù)本發(fā)明的12號蒽吡啶酮染料比代表現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)的式(I)的蒽吡啶酮染料具有更藍(lán)的色調(diào)。16在納米多孔記錄片材1上，與代表現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)的式(I)的蒽吡啶酮染料相比，根據(jù)本發(fā)明的12號蒽吡啶酮染料顯著更明亮。在聚合物基記錄片材2上，根據(jù)本發(fā)明的12號蒽吡啶酮染料具有大約與代表現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)的式(I)的蒽吡啶酮染料相同的亮度。權(quán)利要求1.通式(III)的蒽吡啶酮染料其中X表示氫、氯、溴，或各自含1至8個(gè)碳原子的無支鏈或有支鏈的烷基；R1表示氫，或各自含1至8個(gè)碳原子的無支鏈或有支鏈的烷基；R2表示氫、SO3M、氯、溴、含至多12個(gè)碳原子的未取代或取代的烷氧基，其中取代基選自COOM、OH、OCH3、鹵素、COOCH3和COOCH2CH3，或取代的芳族芳氧基，其中取代基選自COOM、SO3M、OCH3、鹵素、COOCH3和COOCH2CH3；R3、R4獨(dú)立地表示氫、氟、氯、溴、NH2、各自含1至6個(gè)碳原子的烷基或烷氧基、各自含至多12個(gè)碳原子的未取代的脂族酰胺基或磺酰胺基，或各自含至多20個(gè)碳原子的未取代或取代的芳族酰胺基或磺酰胺基，其中取代基選自COOM、SO3M、OCH3、CH3、CH2CH3、Cl、Br、COOCH3和COOCH2CH3；n為0、1或2并且M表示氫、金屬陽離子或銨陽離子，任選地被一個(gè)或多個(gè)各自含1至18個(gè)碳原子的烷基或取代的烷基或羥基烷氧基烷基取代。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的蒽吡啶酮染料，其特征在于以下事實(shí)R3、R4、M和n如權(quán)利要求1中所定義；X表示氫、氯或溴；Rl表示氫或CH3并且R2表示氫、S03M或苯氧基。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蒽吡啶酮染料，其特征在于以下事實(shí)n如權(quán)利要求1中所定義；X、&和R2如權(quán)利要求2中所定義；R3、R4獨(dú)立地表示氫、氟、氯、溴、NH2、各自含1至4個(gè)碳原子的烷基或垸氧基、各自含至多12個(gè)碳原子的未取代的酰胺基或未取代的磺酰胺基并且M表示氫、堿金屬陽離子(Li、Na或K)、堿土金屬陽離子(Mg或Ca)或銨陽離子，任選地被一個(gè)或多個(gè)含1至4個(gè)碳原子的烷基或含1至6個(gè)碳原子的被OH取代的垸基取代。4.制備根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒽吡啶酮染料的方法，其特征在于以下事實(shí)通式(IV)的(3-酮酸酯與(V怖化合物在形成式(VI)的蒽吡啶酮的條件下反應(yīng)，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>在式(IV)中X如在權(quán)利要求1中所定義，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>(V)在式(V)中，Ri和R2如在權(quán)利要求1中所定義，并且Y表示氯、溴或另一種離去基團(tuán)，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>(VI)隨后，式(vi)的蒽吡啶酮在形成所述通式(m)的蒽吡啶酮染料的條件下與通式(vn)的苯胺反應(yīng)，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>(VII)其中R3、R4和n如在權(quán)利要求1中所定義。5.制備根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒽吡啶酮染料的方法，其特征在于以下事實(shí)通過磺化反應(yīng)向所述通式(m)的蒽吡啶酮染料的苯胺部分中引入附加的磺基，特別是在n等于0的情況下引入l或2個(gè)磺基，或在n等于1的情況下引入1個(gè)磺基。6.用于在記錄片材上記錄文字和圖像以及用于將天然或合成纖維材料、納米多孔材料、皮革和鋁進(jìn)行染色和打印的方法，所述方法通過向其施加根據(jù)權(quán)利要求1至3中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的蒽吡啶酮染料進(jìn)行。7.液體染料制品，所述液體染料制品包含根據(jù)權(quán)利要求1至3中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的至少一種蒽吡啶酮染料或所述蒽吡啶酮染料的混合物。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的液體染料制品，所述液體染料制品還包含一種或多種其它的品紅色染料。9.用于噴墨打印的記錄液，所述用于噴墨打印的記錄液包含根據(jù)權(quán)利要求1至3中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的至少一種蒽吡啶酮染料或所述蒽吡啶酮染料的混合物。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于噴墨打印的記錄液，所述用于噴墨打印的記錄液還包含一種或多種其它的品紅色染料。全文摘要本發(fā)明公開了一種蒽吡啶酮染料及其制備和用途。所述蒽吡啶酮染料為通式(III)的蒽吡啶酮染料，其中X、R₁、R₂、R₃、R₄、M和n如在說明書中所定義，它是優(yōu)異的用于將含纖維素的材料和織物材料進(jìn)行染色和打印的品紅色染料，并且特別是優(yōu)異的用于制備噴墨打印用記錄液的品紅色染料。文檔編號C09D11/02GK101684201SQ20091017800公開日2010年3月31日申請日期2009年9月23日優(yōu)先權(quán)日2008年9月24日發(fā)明者庫爾特·巴塔蒂格,格拉爾德·揚(yáng)申請人:依福德成像瑞士有限公司