Тетра-4-({4 -[(4"-октилоксибензоил)окси]бензоил}окси)фталоцианин меди

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к новому химическому соединению тетра-4-({4′-[(4″-октилоксибензоил)окси]бензоил}окси)фталоцианину меди, которое может быть использовано в качестве жирорастворимого красителя для крашения углеводородов, восков, полимерных материалов и резины.

По сравнению с ближайшим аналогом по строению и применению - тетра-[(4′-октилоксибензоил)окси]-фталоцианином меди предложенное соединение обеспечивает получение более насыщенной и равномерной окраски на парафине и полистироле. 3 ил.

 

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к получению нового замещенного металлофталоцианина, а конкретно тетра-4-({4′-[(4″-октилоксибензоил)окси]бензоил}окси)фталоцианина меди, растворимого в органических растворителях, который может быть использован в качестве жирорастворимого красителя для крашения восков, углеводородов, полимерных материалов и резины.

Уровень техники

Известно соединение [Электронные спектры фталоцианинов и родственных соединений. Каталог. / Под ред. Лукьянца Е.А. Черкассы: НИИТЭХим., 1989. С. 31], являющееся структурным аналогом заявляемого соединения тетра-4-гидроксифталоцианин меди, однако данное соединение не обладает растворимостью в органических растворителях и не может быть использовано как жирорастворимый краситель.

Наиболее близким структурным аналогом заявляемого соединения является тетра-4-[(4′-октилоксибензоил)окси]фталоцианин меди [Синтез и мезоморфные свойства алкоксибензоилпроизводных тетраамино(гидрокси)фталоцианинов меди / Тарарыкина Т.В., Майзлиш В.Е., Шапошников Г.П., Жарникова Н.В., Быкова В.В., Усольцева Н.В. // Жидкие кристаллы и их практическое использование. 2005. Вып.3-4 (13-14). С.23] формулы:

Однако использование тетра-4-[(4′-октилоксибензоил)окси]-фталоцианина меди, который хотя и является жирорастворимым красителем, не позволяет получить насыщенный цвет и равномерность окрасок независимо от количества красителя.

Сущность изобретения

Изобретательская задача состояла в поиске нового металлофталоцианина на основе тетра-4-[(4′-октилоксибензоил)окси]фталоцианина меди, который, обладая свойствами жирорастворимого красителя для крашения углеводородов, восков, полимерных материалов и резины, позволял бы получить насыщенный цвет и равномерную окраску.

Поставленная задача решена тетра-4-({4′-[(4″-октилоксибензоил)окси]бензоил}окси)фталоцианином меди формулы:

Структура этого соединения доказана данными элементного анализа, ИК и электронной спектроскопии.

Так, в ИК-спектре заявляемого соединения (фиг.1) можно выделить ряд общих полос поглощения, характерных для соединений фталоцианинового ряда [Сидоров А.Р., Котляр И.П. Инфракрасные спектры фталоцианинов. I. Влияние кристаллической структуры и центрального металла на молекулу фталоцианина в твердом состоянии // Оптика и спектроскопия. 1961. T.11. Вып.2. С.175-184], а также поглощения, отвечающие колебаниям соответствующих ацильных остатков [Дайер Д.Р. Приложения абсорбционной спектроскопии органических соединений. М.: Химия. 1970. С 43-48].

В электронных спектрах поглощения тетра-4-({4′-[(4″-октилоксибензоил)окси]бензоил}окси)фталоцианина меди (фиг.2) наблюдается интенсивное поглощение при 617 и 672 нм, регистрируемое в хлороформе и ДМФА. Характер спектра показывает, что соединение существует в растворах преимущественно в ассоциированной форме.

Тетра-4-({4′-[(4″-октилоксибензоил)окси]бензоил}окси)фталоцианин меди представляет собой вещество темно-синего цвета, обладающее растворимостью в органических растворителях (хлороформ, бензол, ДМФА).

Изобретение позволяет получить следующее преимущество.

Использование тетра-4-({4′-[(4″-октилоксибензоил)окси] бензоил}окси)фталоцианина меди в качестве жирорастворимого красителя для крашения углеводородов, восков, полимерных материалов и резины позволяет получать насыщенные цвета и равномерность окрасок.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.

Для реализации способа используются следующие вещества:

ацетат меди - ГОСТ 5852-70

Поскольку 4-({4′-[(4″-октилоксибензоил)окси]бензоил}окси)-фталодинитрил является новым соединением и не выпускается промышленностью, он был получен следующим способом: сначала взаимодействием 4-октилоксибензойной кислоты с тионилхлоридом получают хлорангидрид 4-октилоксибензойной кислоты и, используя его в качестве ацилирующего агента, проводят ацилирование n-гидроксибензойной кислоты в среде пиридина, в результате чего получают 4-[(4′-октилоксибензоил)окси]бензойную кислоту. Затем взаимодействием с тионилхлоридом ее переводят в хлорангидрид и используют его для O-ацилирования 4-гидроксифталодинитрила. В результате получают 4-({4′-[(4″-октилоксибензоил)окси]бензоил}-окси)фталодинитрил.

Стадия 1. Получение хлорангидрида 4-октилоксибензойной кислоты.

В колбу, снабженную термометром и обратным холодильником, помещают 0.50 г (2 ммоль) 4-октилоксибензойной кислоты, 0.28 мл (4 ммоль) тионилхлорида и реакционную массу нагревают до 40-50°С. Выдерживают при этой температуре до прекращения выделения пузырьков газа и отгоняют избыток тионилхлорида. Полученный хлорангидрид 4-октилоксибензойной кислоты без выделения используют на стадии 2 для O-ацилирования n-гидроксибензойной кислоты.

Стадия 2. Ацилирование n-гидроксибензойной кислоты хлорангидридом 4-октилоксибензойной кислоты.

В колбу, содержащую хлорангидрид 4-октилоксибензойной кислоты, помещают 0.28 г (2 ммоль) n-гидроксибензойной кислоты и несколько капель пиридина, нагревают до 80°С и выдерживают при этой температуре в течение 16 часов. Полученную реакционную массу выливают в воду и отфильтровывают образовавшийся осадок. Целевой продукт сушат в вакууме при 50°С.

Найдено, %: С - 74.2; Н - 8.0. С₁₉Н₂₈O₄.

Вычислено, %: С - 74.6; Н - 7.4.

Выход: 0.67 г (90.2%).

Полученный продукт 4-[(4′-октилоксибензоил)окси]бензойная кислота - твердое вещество белого цвета, растворимо в хлороформе.

Стадия 3. Получение хлорангидрида 4-[(4′-октилоксибензоил)окси]-бензойной кислоты.

В колбу, снабженную термометром и обратным холодильником, помещают 0.56 г (1.5 ммоль) 4-[(4′-октилоксибензоил)окси]-бензойной кислоты и 0.21 мл (3 ммоль) тионилхлорида. Реакционную массу нагревают до 40-50°С и выдерживают при этой температуре до прекращения выделения пузырьков газа, отгоняют избыток тионилхлорида, и образовавшийся хлорангидрид 4-[(4′-октилоксибензоил)-окси]бензойной кислоты без выделения используют на стадии 4 в реакцию ацилирования 4-гидроксифталодинитрила.

Стадия 4. Ацилирование 4-гидроксифталодинитрила хлорангидридом 4-[(4′-октилоксибензоил)окси]бензойной кислоты.

В колбу с полученным хлорангидридом 4-[(4′-октилоксибензо-ил)окси]бензойной кислоты помещают 0.22 г (1.5 ммоль) 4-гидроксифталодинитрила и несколько капель пиридина. Температуру реакционной массы поднимают до 80°С и выдерживают с обратным холодильником в течение 14-16 часов. Полученную массу выливают на воду, отфильтровывают выпавший осадок и сушат в вакууме при 40°С. Первую экстракцию целевого продукта проводят хлороформом для удаления непрореагировавшего 4-гидроксифталодинитрила, а затем экстрагируют ацетоном.

Найдено, %: С - 71.0; Н - 5.9, N - 5.5. С₃₀Н₃₆О₅N₂.

Вычислено, %. С - 71.4; Н - 6.2, N - 5.6.

Выход: 0.64 г (85.7%).

ИК (KBr): 2235 (C≡N), 1738 (C=O), 2935. 2857 (CH), 1259 (Ar-O-Alk) (фиг.3).

Полученный 4-({4′-[(4″-октилоксибензоил)окси]бензоил}окси)-фталодинитрил - воскообразное вещество кремового цвета, растворимо в ацетоне, хлороформе, бензоле, не растворимо в воде.

Пример 1. Синтез тетра-4-({4′-[(4″-октилоксибензоил)окси]бензоил}-окси)фталоцианина меди.

В пробирку из кварцевого стекла помещают 0.50 г (1 ммоль) 4-({4′-[(4″-октилоксибензоил)окси]бензоил}окси)фталодинитрила и 0.06 г (0.3 ммоль) ацетата меди (II). Смесь нагревают до 170-180°С и выдерживают при этой температуре в течение 1,5 часов. Целевой продукт экстрагируют хлороформом. Дальнейшую очистку проводят методом колоночной хроматографии на окиси алюминия смесью хлороформ: метанол (4:1 об.).

Найдено, %: С - 70.6; Н - 5.7, N - 5.4. C₁₂₀H₁₁₂N₈Cu.

Вычислено, %. С - 71.3; Н - 5.5, N - 5.5.

Выход: 0.40 г (19.6%).

ЭСП в хлороформе, λ_max, нм: 617, 672 (фиг.2, кривая 1); в ДМФА, λ_max, нм: 615, 670 (фиг.2, кривая 2).

Полученный тетра-4-({4′-[(4″-октилоксибензоил)окси]бензоил}окси)фталоцианин меди - темно-синее вещество, обладает растворимостью в органических растворителях, таких как хлороформ, бензол, ДМФА.

Пример 2. Использование тетра-4-({4′-[(4″-октилоксибензоил)окси]-бензоил}окси)фталоцианина меди в качестве жирорастворимого красителя для крашения парафина и полистирола.

Крашение парафина. 2 г парафина помещают в фарфоровую чашку и нагревают до расплавления, затем вливают раствор 5 мл хлороформа, в котором растворено 0.003 г тетра-4-({4′-[(4″-октилоксибензоил)окси] бензоил}окси)фталоцианина меди. Выдерживают при нагревании до полного удаления хлороформа и выливают полученную массу в форму.

Крашение полистирола. 0.1 г полистирола растворяют при нагревании в 1 мл бензола и добавляют 1 мл бензола, в котором растворено 0.002 г тетра-4-({4′-[(4″-октилоксибензоил)окси] бензоил}окси)фталоцианина меди. Раствор кипятят в течение 3 минут и полученную массу выливают в форму.

Крашение парафина и полистирола тетра-[4-(4′-октилокси-бензоил)окси]фталоцианином меди (аналогом) проводили аналогично крашению этих объектов заявляемым соединением.

Тетра-4-({4′-[(4″-октилоксибензоил)окси]бензоил}окси)фталоцианин меди формулы