mini|200px|Strukturformel von Phthalocyanin Phthalocyaninfarbstoffe sind eine Gruppe organischer Farbstoffe, die sich von Phthalocyanin ableiten und die größtenteils als Metallkomplexfarbstoffe vorliegen. Das Phthalocyanin-Gerüst ist mit löslichmachenden Gruppen wie beispielsweise Sulfonsäuregruppen substituiert, so dass sie im Gegensatz zu den Phtalocyaninpigmenten in verschiedenen Lösemitteln löslich sind. Phthalocyaninfarbstoffe sind überwiegend blaue, grüne, aber auch rote, besonders lebhafte Farbstoffe mit einer hohen Färbekraft.
Geschichte Der erste Phthalocyaninfarbstoff, ein polysulfoniertes Kupferphthalocyanin, wurde 1929 von John Thomas et al. (Scottish Dyes Ltd.) patentiert. Das disulfonierte Produkt wird im Colour Index als C.I. Direct Blue 86 gelistet und wurde unter der Bezeichnung Siriuslichttürkisblau GL und Heliogenblau SGL vermarktet. Das trisulfonierte Produkt C.I. Direct Blue 87 wird durch Sulfonierung bei höherer Temperatur erhalten. Durch Variation der Konzentration, Reaktionstemperatur und Reaktionszeit werden ein bis vier Sulfonsäuregruppen eingeführt.
Herstellung Phthalocyaninkomplexe können mit fast allen Metallen erhalten werden, wobei es sich bei den kommerziellen Phthalocyaninfarbstoffen neben einigen Cobalt- und Nickelphthalocyaninen überwiegend um Kupferphthalocyanine handelt. Sie werden in einer stark exothermen Ein-Topf-Reaktion durch Umsetzung von o-Benzoldinitril, Phthalsäureanhydrid oder Phthalimid-Derivaten mit einem Metall, Metallhalogenid oder Metallalkoxid hergestellt werden. Metallfreie Phthalocyanine erhält man durch Zersetzung instabiler Metallphthalocyanine wie beispielsweise Dinatriumphthalocyanin mit Alkohol oder Säure oder durch eine Direktsynthese bei der o-Benzoldinitril mit einer Base wie Ammoniak oder einem tertiären Amin umgesetzt wird. mini|200px|Strukturformel von C.I. Reactive Blue 7 Wichtige Zwischenstufen bei der Herstellung von Phthalocyaninfarbstoffen sind die Sulfonsäurechloride, die man durch Umsetzung der Phthalocyanine mit Chlorsulfonsäure bei erhöhten Temperaturen erhält. Abhängig von den Reaktionsbedingungen werden dabei eine bis vier Sulfonylchloridgruppen eingeführt. Diese können in Folgeschritten beispielsweise durch Umsetzung mit Ammoniak oder Aminen zu Sulfonamide umgesetzt oder zu Sulfonsäuren hydrolysiert werden.
So wird bei der Synthese von Reactive Blue 7 zunächst Kupferphthalocyanin mit Chlorsulfonsäure und Thionylchlorid chlorsulfoniert und man erhält als Zwischenstufe das Kupferphthalocyanintetrasulfonsäurechlorid. Eine Sulfonsäurechlorid-Gruppe wird mit 2,4-Diaminobenzolsulfonsäure zu dem entsprechenden Sulfonsäureanilid umgesetzt und anschließend erfolgt die Kondensation mit 2,4,6-Trichlor-1,3,5-triazin zu dem Dichlortriazin-Farbstoff. Dieser wird anschließend mit Ammoniak zum Monochlortriazin-Farbstoff umgesetzt, wobei gleichzeitig eine der Sulfochloridgruppen zum Sulfonamid reagiert. Die verbleibenden Sulfonchlorid-Gruppen werden zu Sulfonsäure-Gruppen hydrolysiert.
Verwendung Phthalocyaninfarbstoffe werden in fast allen Farbstoffklassen, beispielsweise als Küpenfarbstoffe (z. B. C.I. Vat Blue 29, ein Cobaltphthalocyanin-Farbstoff), Reaktivfarbstoffe (z. B. C.I. Reactive Blue 7) und Direktfarbstoffe (z. B. C.I. Direct Blue 86) zum Färben von Textilien oder als Lösungsmittelfarbstoffe (z. B. C.I. Solvent Blue 55, Zapon-Farbstoffe) zum Färben von Transparentlacken, Flexodruckfarben und Tiefdruckfarben sowie Holzbeizen eingesetzt. Als funktionelle Farbstoffe sind Eisen- und andere Phthalocyaninfarbstoffe auch als Polymerisationsbeschleuniger verwendbar und katalysieren die Autoxidation von Cumol, die Zersetzung von Acetylen, die Gasphasenhydrierung und -dehydrierung und die Abspaltung bestimmter Schutzgruppen. Substituierte Kupfer- oder Palladiumphthalocyaninfarbstoffe werden als IR-Absorber in WORM- und CD-R-Systemen eingesetzt.
Einzelnachweise
Externe Links zu erwähnten Verbindungen
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