專利名稱：苯并咪唑酮化合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能夠用作紫色顔料的苯并咪唑酮化合物。
背景技術(shù)：
以往作為代表性紫色顔料已知有二嗪(dioxazine)系顔料(C.I.Pigment Violet 23)。該二嗪系顔料具有鮮艷的紫色色相，但是存在耐溶劑性差的問題(例如參照非專利文獻(xiàn)1)。另外，在作為紫色顔料用于涂料中時(shí)，該涂料也存在觸變性高、貯藏穩(wěn)定性差的問題。
非專利文獻(xiàn)1H.Gaertner，J.Oil&Colour Chemists Assoc.46，13(1963)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種具有鮮艷的紫色色相、能夠用作耐溶劑性優(yōu)異的紫色顏料并且作為紫色顏料用于涂料中時(shí)也能夠得到觸變性低、貯藏穩(wěn)定性優(yōu)異的涂料的苯并咪唑酮化合物。
本發(fā)明人為了解決上述問題，進(jìn)行了銳意的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在蒽醌骨架上導(dǎo)入了苯并咪唑酮骨架的苯并咪唑酮化合物，能夠成為具有鮮艷的紫色色相的紫色顔料。另外，該化合物耐溶劑性優(yōu)異，進(jìn)而在作為紫色顔料用于涂料中時(shí)，該涂料觸變性低、貯藏穩(wěn)定性也優(yōu)異。
即，本發(fā)明提供下述通式(1)所示的苯并咪唑酮化合物。
(式中、R1、R2、R3及R4各自獨(dú)立表示氫原子、碳原子數(shù)1～5的烷基或碳原子數(shù)1～5的烷氧基。)本發(fā)明的苯并咪唑酮化合物，由于具有鮮艷的紫色色相，因此能夠用作紫色顔料。另外，該化合物耐溶劑性優(yōu)異、進(jìn)而在作為紫色顔料用于涂料中時(shí)，該涂料觸變性低、貯藏穩(wěn)定性也優(yōu)異。


圖1是表示實(shí)施例1中所得的本發(fā)明的化合物(5)的使用了Cu-Kα特性X射線的X射線衍射光譜。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的通式(1)所示的苯并咪唑酮化合物的合成例如下所示。
(合成方法1)在通式(1)所示的化合物中R1和R4為相同基團(tuán)并且R2和R3為相同基團(tuán)的苯并咪唑酮化合物，例如可以通過下述方法獲得。即，使1當(dāng)量的下記式(2)所示的化合物(以下稱為“化合物(2)”)、1當(dāng)量的下述通式(3)所示的化合物(以下稱為“化合物(3)”)、及1當(dāng)量的下述通式(4)所示的化合物(以下稱為“化合物(4)”，在1，3-二甲基-2-咪唑啉酮(imidazolidinone)、二甲基亞砜、N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮等非質(zhì)子性極性溶劑中，于150～200℃的溫度下反應(yīng)8～25小時(shí)。此時(shí)，為了除去反應(yīng)中生成的鹽酸，也可以使醋酸鈉、醋酸鈣、醋酸鉀等存在于反應(yīng)液中。之后，將所得的反應(yīng)液冷卻至室溫，通過常法對析出的結(jié)晶進(jìn)行過濾、清洗、干燥、粉碎就可以得到目的化合物。
(式中、R1及R2各自獨(dú)立表示氫原子、碳原子數(shù)1～5的烷基或碳原子數(shù)1～5的烷氧基。) (式中、R3及R4各自獨(dú)立表示氫原子、碳原子數(shù)1～5的烷基或碳原子數(shù)1～5的烷氧基。)(合成方法2)在通式(1)所示的化合物中R1和R4為不同的基團(tuán)、或R2和R3為不同的基團(tuán)的苯并咪唑酮化合物，可以在與上述合成方法1同樣的反應(yīng)條件下通過兩步反應(yīng)而獲得。即，首先作為第一步反應(yīng)，使1當(dāng)量的化合物(2)和1當(dāng)量的化合物(3)反應(yīng)，然后作為第二步反應(yīng)，使1當(dāng)量的化合物(4)與第一步反應(yīng)中所得的反應(yīng)產(chǎn)物反應(yīng)。將所得反應(yīng)液冷卻至室溫，通過常法對析出的結(jié)晶進(jìn)行過濾、清洗、干燥、粉碎就可以得到目的化合物。
在通式(1)所示的化合物中R1、R2、R3及R4均為氫原子的下記式(5)所示的化合物(以下稱為“化合物(5)”)，由于能夠得到特別鮮艷的紫色結(jié)晶，因此是優(yōu)選的。
所得的化合物(5)的紫色結(jié)晶，是在利用Cu-Kα特性X射線的X射線衍射光譜中的布喇格角(Bragg’s angle)2θ為14.5±0.2°、19.7±0.2°、22.2±0.2°及27.7±0.2°的位置有衍射峰的結(jié)晶。
通過上述制備方法獲得的化合物(5)的結(jié)晶，由于具有紫色的色相，因此可以直接用作顏料，另外，也可以與其他的著色剤合用而制備著色組合物。另外，為了提高著色力、耐候性以及透明性，也可以通過后處理而調(diào)整顔料結(jié)晶的大小。
在使顔料的結(jié)晶生長為更大的結(jié)晶時(shí)，例如可以采用在有機(jī)溶劑、水或它們的混合溶劑中于常壓或加壓下對化合物(5)實(shí)施熱處理的方法。作為上述的有機(jī)溶劑，例如可以舉出苯、二甲苯、甲苯等芳香族系溶劑；吡啶、吡考啉、喹啉等吡啶系溶劑；丙酮、甲基乙基酮、環(huán)己酮等酮類溶劑；甲醇、丁醇、異丁醇等醇系溶劑；乙二醇單甲醚、單乙醚等醚系溶劑；二甲基亞砜、N-甲基-2-吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺等非質(zhì)子性極性溶劑等。另外，這些溶劑可以單獨(dú)使用，也可以兩種以上組合使用。
另外，在使顔料的結(jié)晶微細(xì)化時(shí)，例如可以采用用葉片混砂機(jī)、球磨機(jī)、顆粒粉碎機(jī)等磨碎裝置進(jìn)行磨碎的方法。此時(shí)根據(jù)需要，可以在氯化鈉等磨碎介質(zhì)或二甘醇等的液狀磨碎助劑的存在下進(jìn)行磨碎處理。
實(shí)施例以下，通過實(shí)施例說明本發(fā)明。另外，在沒有特別限定的情況下，“份”、“％”是以質(zhì)量為基準(zhǔn)的。
(實(shí)施例1)將5-氨基苯并咪唑酮44.7份、1，5-二氯蒽醌33份、及醋酸鈉21.5份加入1，3-二甲基-2-咪唑啉酮500份中，在175℃下攪拌25小時(shí)。在冷卻至室溫后，過濾析出物，利用1，3-二甲基-2-咪唑啉酮200份、丙酮600份進(jìn)行清洗，在110℃減壓干燥8小時(shí)得到紫色結(jié)晶32.6份(收率54％)。
對所得的紫色結(jié)晶進(jìn)行紅外光譜分析及FD-MS分析，得到下述結(jié)果。
<紅外光譜分析>
3400cm-1芳香族胺的N-H伸縮振動(dòng)3200cm-1咪唑酮環(huán)的N-H伸縮振動(dòng)1700cm-1芳香族酮的C＝O伸縮振動(dòng)<FD-MS>
質(zhì)量分析的結(jié)果，檢測出分子量502的分子離子峰(M+)。
從上述的分析結(jié)果可以確認(rèn)，所得的紫色結(jié)晶是具有式(5)所示的結(jié)構(gòu)式的化合物(5)。
另外，對于所得的紫色結(jié)晶，使用理學(xué)電機(jī)株式會(huì)社制X射線衍射裝置“RINT Ultima+”，在下述條件下進(jìn)行基于Cu-Kα線照射的粉末X射線衍射分析。
使用電力40kV、30mA取樣角度0.020°發(fā)散·散射狹縫(slit)(1/2)發(fā)光狹縫0.3mm掃描速度2°/分鐘圖1表示該X射線衍射光譜?；衔?5)的紫色結(jié)晶，在使用Cu-Kα特性X射線的X射線衍射光譜中的布喇格角2θ為14.5±0.2°、19.7±0.2°、22.2±0.2°、27.7±0.2°的位置處具有衍射峰。
<評價(jià)用涂料的調(diào)制>
將烤漆用醇酸樹脂(日本油墨化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制的制品名“ベツコゾ一ルJ-524-IM-60))70％與蜜胺樹脂(日本油墨化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制的制品名“ス一パ一ベツカミンG-821-60”)30％的混合樹脂66份溶解在二甲苯∶正丁醇＝7∶3的混合溶劑12份中，得到樹脂組合物。
使用涂料調(diào)節(jié)器(東洋精機(jī)株式會(huì)社制、使用3.0mmφ的玻璃珠)，對上述樹脂組合物78份與上述所得的化合物(5)2份的混合物進(jìn)行2小時(shí)的研磨而得到顔料分散液。在該顔料分散液12份中，加入以上述混合樹脂∶上述混合溶媒＝4∶3而混合的樹脂溶液18份進(jìn)行稀釋，調(diào)制評價(jià)用涂料。
<評價(jià)用涂膜的制作>
利用涂敷器將由上述得到的評價(jià)用涂料涂敷在銅版紙(art-paper)上，之后在130℃烘烤30分鐘得到涂膜。所得的涂膜呈有光澤的紫色。
<評價(jià)用涂膜的測色>
使用色差計(jì)(日本電色工業(yè)株式會(huì)社制的“SZ-Σ90”、使用C/2光源)對上述得到的評價(jià)用涂膜進(jìn)行測色，求出色度(L*、a*、b*)。
<耐溶劑性試驗(yàn)>
將化合物(5)0.5份加入到乙醇、甲苯或醋酸乙酯10ml中，進(jìn)行30分鐘的超聲波分散后，利用孔徑0.45μm的注射過濾器進(jìn)行過濾。根據(jù)所得的濾液有無著色來判斷對各溶劑的耐溶解性。
<分解溫度的測定>
對于化合物(5)，利用差示熱分析裝置(株式會(huì)社リガク制的“TG8101D”)在下述條件下進(jìn)行熱分析，測定了分解溫度。
測定溫度范圍30～800℃升溫速度10℃/分鐘流通氣體氮?dú)饬魍怏w流量200ml/分鐘測定容器鉑鍋<觸變性試驗(yàn)>
對于由上述所得的剛調(diào)制后的評價(jià)用涂料，利用粘彈性測定裝置(HAAKE社制的“RheoStress RS150”)，在下述條件下進(jìn)行穩(wěn)態(tài)流動(dòng)粘度測定。計(jì)算出用經(jīng)測定所得的剪切速度50s-1時(shí)的粘度除剪切速度5s-1時(shí)的粘度的值(TI值；觸變指數(shù))。
錐形盤(cone plate)大小60mm錐形盤角度2°預(yù)剪切剪切速度10s-1、60秒測定前靜置時(shí)間60秒測定剪切速度域1～100s-1<貯藏穩(wěn)定性試驗(yàn)(平均粒徑)>
對于由上述所得的剛調(diào)制后的評價(jià)用用涂料和調(diào)制后靜置4天后的涂料，使用粒度分布測定裝置(日機(jī)裝株式會(huì)社制的“マイクロトラツクUPA150”)測定各自的體積平均粒徑。利用通過測定所得的體積平均粒徑，通過下式計(jì)算出平均粒徑的變化率。
變化率(％)＝[調(diào)制4天后的平均粒徑(μm)-剛調(diào)制后的平均粒徑(μm)]/剛調(diào)制后的平均粒徑(μm)×100<貯藏穩(wěn)定性試驗(yàn)(粘度)>
對于將評價(jià)用涂料在調(diào)制后靜置一周后的涂料，通過與上述觸變性評價(jià)試驗(yàn)相同的方式測定粘度。對于通過測定所得的剪切速度5s-1時(shí)的粘度和50s-1時(shí)的粘度，通過下式算出各自的粘度變化率。變化率(％)＝[調(diào)制1周后的粘度(mPa·s)-剛調(diào)制后的粘度(mPa·s)]/剛調(diào)制后的粘度(mPa·s)×100(比較例1)代替化合物(5)而使用二嗪系顏料(日本油墨化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制的制品名“Fastogen Super Violet RVS”；C.I.Pigment Violet 23)進(jìn)行與上述同樣的評價(jià)。
實(shí)施例1及比較例1的評價(jià)結(jié)果如表1所示。
表1


從表1的評價(jià)結(jié)果可以確認(rèn)以下事實(shí)。
(耐溶劑性)本發(fā)明的苯并咪唑酮化合物不溶于甲苯及酢酸乙酯，而二嗪系顔料稍溶解于甲苯以及醋酸乙酯。因此可以確認(rèn)，本發(fā)明的苯并咪唑酮化合物與二嗪系顏料相比，其耐溶劑性更優(yōu)異。
(分解溫度)
可以確認(rèn)本發(fā)明的苯并咪唑酮化合物，顯示504℃的高分解溫度，即使在高溫下也比較穩(wěn)定。
(觸變性)使用了本發(fā)明的苯并咪唑酮化合物的涂料，其TI值為1.10，顯示牛頓粘性。與此相反，使用了二嗪系顔料的涂料，其TI值為1.71，為非牛頓粘性。因此，可以確認(rèn)使用了本發(fā)明的苯并咪唑酮化合物的涂料，具有無論在何種條件下進(jìn)行涂敷其粘性均不發(fā)生變化的優(yōu)良特性。
(貯藏穩(wěn)定性)使用了本發(fā)明的苯并咪唑酮化合物的涂料，涂料中含有的苯并咪唑酮化合物的平均粒徑的經(jīng)時(shí)變化小，涂料粘度的經(jīng)時(shí)變化也小。與此相對，使用了二嗪系顔料的涂料，涂料中含有的二嗪系顔料的平均粒徑隨時(shí)間的推移逐漸變大，涂料的粘度也大幅度增加。因此，可以確認(rèn)使用了本發(fā)明的苯并咪唑酮化合物的涂料，與使用二嗪系顔料的涂料相比，其貯藏穩(wěn)定性更優(yōu)異。
本發(fā)明的苯并咪唑酮化合物能夠用作紫色顔料并且耐溶劑性優(yōu)異。另外，在作為紫色顔料用于涂料中時(shí)，可以獲得觸變性低、貯藏穩(wěn)定性優(yōu)異的涂料，因此可以廣泛應(yīng)用于印墨、涂料、著色塑料、調(diào)色劑、噴墨用油墨、濾色器等中。
權(quán)利要求
1.一種下述通式(1)所示的苯并咪唑酮化合物， 式中R1、R2、R3及R4各自獨(dú)立表示氫原子、碳原子數(shù)1～5的烷基或碳原子數(shù)1～5的烷氧基。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的苯并咪唑酮化合物，其特征在于，在所述通式(1)中R1、R2、R3及R4全部為氫原子。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的苯并咪唑酮化合物，其特征在于，在使用了Cu-Kα特性X射線的X射線衍射光譜中的布喇格角2θ為14.5±0.2°、19.7±0.2°、22.2±0.2°及27.7±0.2°的位置具有衍射峰。
全文摘要
一種下述通式(1)所示的苯并咪唑酮化合物，(式中R
文檔編號C09B1/32GK1878838SQ200480033010
公開日2006年12月13日 申請日期2004年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月9日
發(fā)明者保坂正喜 申請人:大日本油墨化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社