Способ получения полиморфной формы фталоцианина меди

 

Изобретение относится к синтезу пигментов и может быть использовано в полиграфической промышленности, при крашении пластмасс. Цель изобретения: повышение выхода целевого продукта. Сущность: ультрадисперсный порошок меди диспергируют в n-ксилоле, добавляют к 1,3-дииминоизоиндоленина (ДИИ) при молярном соотношении ДИИ: Cu, равном 4:1-8, выдерживают 5-30 мин при температуре 90-110^oC и выделяют целевой продукт.

Фталоцианин меди широко используется как ценный голубой пигмент в полиграфической промышленности, технологии крашения пластических масс, при создании фоточувствительных слоев пленочных детекторов.

Известен способ получения PcCu в одну стадию при реакции 1,3-дииминоизоиндоленина (ДИИ) или 1,2-дицианбензола с мелкодисперсным медным порошком /1/. Эта реакция проходит при температуре 250-300^oC с выходом 50-70% Продукт загрязнен смолообразными трудноотделяемыми примесями. Наиболее близким к заявляемому является способ циклотетрамеризации ДИИ в среде н-бутанола в присутствии медного порошка /2/. Оба реагента были взяты в эквивалентных весовых количествах по 0,5 г, смешаны в кипящем н-бутаноле (114^oC). Через пять минут смесь металла и пигмента была собрана и промыта метанолом. Экстрактивной кристаллизацией из хлорнафталина выделен PcCu с выходом 24% Однако выход целевого продукта в этом способе мал, кроме того, используется токсичный хлорнафталин.

Цель изобретения повышение выхода пигмента фталоцианина меди и упрощение процедуры его выделения. Поставленная цель достигае6тся тем, что ультрадисперсный порошок (УДП) меди диспергируют в n-ксилоле, добавляют к 1,3-дииминоизоиндоленина (ДИИ) при молярном соотношении ДИИ: Cu 4:1-8, выдерживают 5-30 мин при температуре 90-110^oC отфильтровывают осадок и промывают его метанолом и ацетоном до обесцвечивания промывной жидкости, сушат целевой продукт при температуре 60-80^oC.

УДП меди получен методом электрического взрыва проводника. Необычные свойства УДП меди могут быть обусловлены особенностями отдельных ультрамалых частиц и коллективным поведением, определяемым характером взаимодействия между ними. В УДП особое значение приобретают поверхностные состояния, поскольку в ультрамалой частице число атомов на поверхности становится соизмеримым с числом атомов в объеме и соответственно вклад поверхностной энергии в общую энергию частицы становится сравнимым с вкладом объемной энергии. Взрыв металлического проводника осуществляется при напряжении десятков киловольт. Часть этой энергии аккумулируется в УДП в виде запасенной энергии. Это обусловливает их аномально высокую химическую активность. Так, ведь в компактном состоянии (обычный мелко-дисперсный медный порошок) не взаимодействует с водой. Полярографические исследования УДП Cu свидетельствуют о смещении величины окислительно-восстановительного потенциала в область отрицательных величин на 0,4 В. Экспериментальным подтверждением этому является взаимодействие УДП Cu с водой при 40^oC с выделением водорода.

Примеры конкретного выполнения.

Пример 1. В стаканчик помещают 0,5 г (0,0079 моль) меди, добавляют 10 мл n-ксилола и обрабатывают ультразвуком на ультразвуковом диспергаторе при 12 КГц в течение 15 минут. Полученную тонкую дисперсию УДП Cu в ксилоле добавляют в реактор, где находится 0,5 г (0,0034 моль) ДИИ. Выдерживают 5 минут при температуре 110^oC. Реакционную массу фильтруют через стеклянный фильтр. Осадок помещают в стаканчик, добавляют 20 мл хлороформа и декантируют тонкую дисперсию пигмента от медного порошка. Затем вновь пропускают через стеклянный фильтр и промывают осадок последовательно метанолом и ацетоном до обесцвечивания промывной жидкости. Продукт сушат при температуре 60-80^oC. Выход: 0,43 г (98%). Электронный спектр PcCu в хлорнафталине содержит max при 6710 и 6030 А. Величины межплоскостных расстояний, полученных методом дифракции рентгеновских лучей, соответствуют полиморфной форме пигмента [3] 12,71(99); 9,72(70); 8,50(7); 7,23(5) 4,84(18); 4,17(11); 3,76(40); 3,41(31); 3,20(15); 2,94(18).

Пример 2. 0,07 г (0,0011 моль) УДП Cu предварительно обрабатывают как в примере 1, добавляют в реактор, где находится 0,64 г (0,0044 моль) ДИИ. Выдерживают 30 минут при температуре 100^oC. Реакционную массу пропускают через стеклянный фильтр, поочередно промывая метанолом, ацетоном, а затем сушат. Выход 0,56 г (98%). Спектральные и рентгеноструктурные характеристики как для продукта примера 1.

Пример 3. Реагенты смешивают в молярном соотношении ДИИ: Cu 4:4, как в примере 1. Выдерживают в течение 20 минут при температуре 90^oC. Продукт выделяют аналогично примеру 1. Выход 0,43 г (98%). Спектральные и рентгеноструктурные характеристики продукта аналогичны примеру 1.

Предложенный метод позволяет получить PcCu с количественным выходом, исключить стадию экстракции и кристаллизации продукта высококипящим токсичным растворителем хлорнафталином.

Все промышленные и лабораторные методы позволяют получить PcCu в виде крупных кристаллов, не пригодных к применению в качестве пигмента. Пигмент получают путем многочасового размола в шаровой мельнице грубодисперсного PcCu в присутствии различных добавок, например жирных аминов. В заявляемом способе в одну стадию без дополнительной переработки мы выделяем пигмент в тонкокристаллическом состоянии.

Литература: 1. Венкатараман К. Химия синтетических красителей. 1957. т. 11. с. 1292.

2. Elvidge J.A. Linstead R.P. // J.Chem.Soc. 1955. p. 3521-3545.

3. Lever A.B.P. // Adv. Anorg, and Radiochem./- 1965, т.7, с. 27-115.

Формула изобретения

Способ получения полиморфной формы фталоцианина меди, отличающийся тем, что ультрадисперсный порошок меди, полученный методом электрического взрыва проводника и суспендированный в п-ксилоле, добавляют к 1,3-дииминоизоиндоленину при мольном соотношении 1 8 4 соответственно, выдерживают 5 30 мин при 90 100^oС и выделяют целевой продукт с величинами межплоскостных расстояний 12,7; 9,7; 8,5; 7,8; 7,2; 5,7; 5,2; 4,8; 4,1; 3,8; 3,4; 3,2; 2,9.0