4-дифторметилсульфоніл-4′-n-(2-оксиетил)-n-етиламіноазобензол як барвник для полімерів, що містять стирол або метилметакрилат

Изобретение относится к области органической химии, в частности, к новым моноазосоединениям, содержащим дифторметилсульфонильную группу. Используемым как красители для получения прозрачных окрашенных полимеров на основе стирола или метилметакрилата, структурной формулы: C2H5 F2HCO2S N N N (AK-13) C2H4OH Предлагаемое соединение может найти применение в анилинокрасочной промышленности для окрашивания полимеров в яркие цвета желто-красной гаммы. Заявляемое соединение в литературе не описано. Ближайшим аналогом по структуре и цвету является 4-дифторметил-сульфонил-4'-N-(2-aнeтоксиєтил)-Nєтиламиноазобензол [1]. Последний отличается от заявляемого соединения наличием ацетильной группы в азосоставляющей. Задачей изобретения является синтез нового азокрасителя, предназначенного для получения прозрачных полимерных композиций желтого, оранжевого и красного цветов, обладающих высокой термо- и светоустойчивостью. Поставленная задача решается синтезом нового соединения 4-дифторметилсуль-фонил-4'-N-(2-оксиэтил)-Nэтиламиноазо-бензола, обладающего более глубокой окраской (на 5 нм) и окрашивающего полимеры в более интенсивный и яркий цвет о более высокой светопрочностью. Способ получения заявляемого соединения заключается в диазотировании 4-дифторметилсульфониланилина водным NaNO2 в 50 % H2SO4 и сочетанием его соли диазония с N-(2-оксиэтил)-Nэтиланилином: F2 HCO2 S NH2 NaNO2 H2SO4 + N2HSO4 ] [F 2HCO2S C 2H 5 C 6H 5N C2 H 5 C 2H 4OH F 2HCO3S N N N C 2H 4OH (AK-13) После сочетания нейтрализуют водным раствором СН 3СООNа, фильтруют краситель, промывают водой, сушат, кристаллизуют. используют в крашении полимеров. Примеры, иллюстрирующие сущность изобретения. Пример 1. Получение 4-дифторметил-сульфонил-4'-N-(2-оксиэтил)-N-этиламино-азобензола (АК-13). Диазотируют 1,55 г (0,0075 моля) 4-дифторметилсульфониланилина в 4 мл 50 % H2SO4 раствором NaNO2, полученным из 0,53 г (0,0077 моля) NaNO2 и 4 мл Н2O, при 0-5°С в течение 0,5 ч. Диазораствор фильтруют и прибавляют к раствору 1,23 г (0,0075 моля) N-(2-оксиэтил)-N-этиланилина в 3 мл 50 % H2SO4. После сочетания нейтрализуют раствором CH3COONa, краситель отфильтровывают, промывают водой, сушат и кристаллизуют. Выход 2,05 г (72 %), т.пл. 130-132°С (из бензола). Найдено, %: С 53,40; Н 5,02; F 9,71, N 10,82. C17E19 F2N3 O3S Вычислено, %: С 53,50; Н 4,96; F 9,93, N 10,93. l макс = 475 нм (спирт). Получение и испытание композиций на основе красителя по примеру 1. Пример 2. Композицию готовят путем механического смешения гранул полистирола с порошкообразным красителем в шаровой мельнице в течение 10 мин. Затем проводят гомогенизацию на лабораторном шнеке (с I/D=9) в интервале температур 180-190-200°С. Из полученных гранул на машине В КМ-10 отливают стандартные диски диаметром 50 мм и толщиной 2 мм при температуре 200, 220, 240, 260 и 280°С и выдержке 15 мин и 285°С (выдержка 5 мин). За термостойкость окрашенной, композиции принимают максимальную температуру, при которой цвет образца не изменяется. Светостойкость оценивают по полному цветовому различию (D E) образцов, облученных под лампой ДРТ-375 в течение 100 ч по сравнению с' исходными необлученными образцами. Цветовые характеристики: координаты цветности (в системе координат X,Y,Z) и полное цветовое различие DE в координатах L,a,b измеряют на спектроколориметре "Радуга-2" с источником света С 31 и геометрией, измерения d/8° по программам, разработанным для вычислительной машины "Электроника-328", работающей в комплекте с прибором. Определение цветового тона l и чистоты цвета Р выполняют графическим методом по ГОСТ 19242-59. Интегральный коэффициент светопропускания t определяют на фотометре ФМШ-II. Готовят и испытывают композицию из 0,003 маc. % АК-13 и 99,97 маc. % полистирола. Состав и свойства композиций по примеру 2 и последующим примерам приведены в таблице. Примеры 3-8. Композиции получают и испытывают в условиях, аналогичных примеру 2, но варьируют соотношение компонентов. Примеры 9-11. Композиции готовят аналогично примеру 2, но вместо полистирола берут сополимер САН (ТУ 6-05-1580-85). Примеры 12-14. Композиции готовят аналогично примеру 2, но в качестве полимера используют полиметилметакрилат (ТУ 6-01-1203-79-дакрил). Примеры 15-16 - контрольные. Примеры 17-22 - контрольные по аналогу. Композиции готовят в условиях, аналогичных примеру 2, но в качестве красителя вводят аналог 4-дифторметилсульфонил-4'-N-(2-ацетоксиэтил)N-этиланилин (АК-8) [2]. Как видно из таблицы, композиции с заявляемым красителем АК-13 (содержание в пределах 0,003-0,5 мас. %, примеры 2-14) обладают высокой термостойкостью. По светостойкости, глубине и интенсивности окраски во всех концентрациях они превосходят композиции с аналогом (АК-8). При запредельных концентрациях, равных 0,001 и 0,6 мас. % (примеры 15 и 16) композиции или недостаточно интенсивно окрашены, не термо- и светостойки, или с увеличением концентрации красителя глубина окраски не возрастает. Использование заявляемого красителя дает возможность получить прозрачные интенсивно окрашенные композиции на основе стиролсодержащих полимеров и полиметилметакрилата, обладающие высокой термостабильностью (280-285°С) и исключительно высокой светостойкостью. Полное цветовое различие (D E) составляет в нескольких концентрациях 0,72-2,02 %, что значительно меньше допустимого значения разнооттеночности. Состав и св ойств а композиций Опыт Состав композиции Компон ент ы Цв ет Цв етов ые характеристик и Св етоТер мостойкость, стойкость, °С DE Содержан ие мас. % Координаты цв етности 2 АК-13 Полистирол 0,003 99,997 желтый 260 5,72 X 0,412 3 АН-13 0,005 ярко 280 3,24 0,442 Полистирол АК-13 Полистирол АК-13 Полистирол АК-13 99,995 0,01 99,99 0,05 99,95 0,1 желтый оранжев ожелтый оранжев ый 285 2,63 285 оранжев ый АК-13 0.3 красный Полистирол 9 0,5 99,7 0,003 99,997 10 АК-13 0,1 Сополиме р САН ПММА 0,1 ПММА пускания, t, % 99,997 АК-13 Интегра льный коэ ффициент св етопро 99,9 АК-13 Сополиме р САН АК-13 тон, ( l ) нм 99,9 4 5 6 7 8 11 12 13 V 0,432 Чистота цв ета. Р, % 99,90 АК-13 Полистирол АК-13 Сополиме р САН Цв етов ой 576 89 89,0 0,448 578 92 82,0 0,480 0,466 580 94 80,0 2,02 0.537 0,452 585 96 74,0 285 1,87 0,583 0,409 592 98 70,0 285 1,42 0,617 0,376 599 98 63,0 красный 285 0,83 0,646 0,351 607 99 46,0 желтый 280 3,45 0,425 0,462 574 89 90,0 оранжев ый 285 0,83 0,582 0,408 590 98 76,0 0,5 99,5 красный 285 0,72 0,637 0,358 605 99 49,0 0,003 желтый 280 4,85 0,435 0,462 574,5 78 89,0 оранжев ый 285 1,68 0,563 0,429 599 99 72,0 Продолж ение табли цы Опыт Состав композиции Компоненты Цв ет Содержание мас. % Тер мостойкость, °С Цв етов ые характеристик и Св етостойкость, Координаты DE цв етности X Интегральный Чистота цв ета. Р, % коэ ффи) нм циент св етопропускания, Цв етов ой тон, ( l V 0,5 99,5 красний 285 1,03 0,639 0,353 605,5 98 t, % 48,0 15 контАК-13 рольн ый Полистирол 16 конт АК-13 рольн ый Полистирол 17 конт АК-8 рольн ый по Полистирол анало гу 18 0,001 99,999 0,6 99,4 0,003 99,997 св етложелтый красный 240 6,12 0,352 0,408 567 57 90,0 285 0,62 0,652 0,343 607,5 99,0 34,0 бледножелтый 240 12,71 0,584 0,433 572 65 87,0 18 конт рольн ый по анало гу АК-8 Полистирол 0,005 желтый 280 4,39 0,389 0,414 576 92 84,0 19 конт рольн ый по анало гу 20 конт рольн ый по анало гу АК-8 Полистирол 00,1 99,99 ярко-же лтый 280 3,25 0,389 0,408 575 97 82,0 АК-8 Полистирол 0,1 99,90 оранжев ый 285 2,37 0,566 0,426 589 96 69,5 14 АК-13 ПММА 21 конт рольний по АК-8 Полистирол 0,3 99,7 краснов атооранжев ый 285 3,02 0,600 0,393 595 99 44,0 22 контАК-8 рольн ый по анало гу Полистирол 0,50 красный 280 2,76 0,619 0,372 605 98 38,5 анало гу 99,50