Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von Perylen-3,4- dicarbonsäureimiden, die am Imidstickstoffatom einen sterisch anspruchsvollen Substi- tuenten tragen, durch Umsetzung eines Perylen-3,4:9,10-tetracarbonsäuredianhydrids mit einem sterisch gehinderten primären Amin in einem im wesentlichen wasserfreien Reaktionsmedium. ^•

Perylen-3,4-dicarbonsäureimide eignen sich bekanntermaßen als Fluoreszenzfarb¬ stoffe und Pigmente sowie als Zwischenprodukte für Fluoreszenzfarbstoffe, Pigmente, Pigmentadditive und IR-Absorber.

Die Herstellung der Perylen-3,4-dicarbonsäureimide (N-substituierte, im Perylengerüst substituierte oder unsubstituierte Imide) kann, wie in der WO-A-96/22331 beschrieben, durch Umsetzung der Perylen-3,4:9,10-tetracarbonsäuredianhydride mit primären Aminen in einem im wesentlichen wasserfreien Reaktionsmedium in Gegenwart einer tertiären stickstoffbasischen Verbindung als Lösungsmittel und eines Übergangsme- tallkatalysators erfolgen.

Als geeignete tertiäre stickstoffbasische Verbindungen werden hier neben. tertiären aliphatischen Aminen wie Trihexylamin und cyclischen Amiden wie N-Metriylpyrrolidon insbesondere aromatische heterocyclische Imine wie Chinolin, Isochinolin und Chinal- din genannt. Mischungen dieser Verbindungen werden nicht erwähnt, und die beispiel¬ haft beschriebenen Umsetzungen werden alle in Chinolin vorgenommen.

Bei dieser Umsetzung werden die Perylen 3,4-dicarbonsäureimide zwar in hohen Aus¬ beuten erhalten, jedoch ist ihre Reinheit insbesondere für die Anwendung als Zwi- schenprodukt für Fluoreszenzfarbstoffe und IR-Absorber in vielen Fällen nicht ausrei¬ chend, so daß das ebenfalls in der WO-A-96/22331 beschriebene Reinigungsverfahren (Überführen der Rohprodukte in N-Methylpyrrolidon-Addukte und Behandeln dieser Addukte mit Basen sowie gewünschtenfalls abschließendes Behandeln der wieder isolierten Produkte mit Säuren) an das Herstellungsverfahren angeschlossen werden muß. Dieses Reinigungsverfahren ist durch die vorzunehmenden Filtrationsschritte zeit- und damit kostenintensiv.

In der EP-A-657 436 ist die zur WO-A-96/22331 analoge Umsetzung unter Druck in Gegenwart von Wasser beschrieben. Die hier erhaltenen Ausbeuten liegen jedoch nur im Bereich von 10 bis 50%.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, nach dem

Perylen-3,4-dicarbonsäureimide, die am Imidstickstoffatom sterisch anspruchsvolle Substistuenten tragen, auf vorteilhafte Weise in hoher Ausbeute und so hoher Reinheit zugänglich sind, daß eine zusätzliche Reinigung unterbleiben kann.

Demgemäß wurde ein Verfahren zur Herstellung von Perylen-3,4-dicarbonsäure- imiden, die am Imidstickstoffatom einen sterisch anspruchvollen Substituenten tragen, durch Umsetzung eines Perylen-3,4:9,10-tetracarbonsäuredianhydrids mit einem ste¬ risch gehinderten primären Amin in einem im wesentlichen wasserfreien Reaktionsme¬ dium gefunden, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Umsetzung in Ge- genwart eines tertiären Amins, eines Lösungsmittels auf Basis eines cyclischen Imins oder Amids als Lösungsmittel und einer Lewis-Säure als Katalysator vornimmt.

Wesentlich für das erfindungsgemäße Verfahren ist, daß zusätzlich zu dem cyclischen Imin als Lösungsmittel ein tertiäres Amin, also ein 3 Substituenten tragendes Amin (im folgenden als "aminischer Katalysator" bezeichnet), eingesetzt wird.

Als aminischer Katalysator eignen sich bevorzugt Amine der allgemeinen Formel I

in der die Variablen folgende Bedeutung haben:

R ¹ , R ² unabhängig voneinander Wasserstoff; C ₁ -C ₂₃ -AIkVl, dessen Kohlenstoffkette durch eine oder mehrere Gruppierungen

-O-, -S- und/oder -NR ⁴ - unterbrochen sein kann und das durch Hydroxy, Cya- no, Halogen, Nitro, C ₆ -C ₁₀ -Aryl, das ein bis drei Heteroatome im Ringsystem enthalten kann, und/oder C ₄ -C ₁₂ -Cycloalkyl, das ein bis vier Heteroatome im Ringsystem enthalten kann, substituiert sein kann; C ₄ -C ₁₂ -Cycloalkyl, dessen Kohlenstoffkette durch eine oder mehrere Gruppie¬ rungen -O-, -S- und/oder -NR ⁴ - unterbrochen sein kann und das durch C ₁ -C ₁₈ - Alkyl, Hydroxy, Cyano, Halogen und/oder Nitro substituiert sein kann; C ₆ -C ₁₀ -ArVl, das durch d-Cie-Alkyl, Hydroxy, Cyano, Halogen und/oder Nitro substituiert sein kann; zusammen einen die Gruppierung -CH ₂ -NR ³ -CH ₂ - enthaltenden 4- bis 9-glie- drigen gesättigten Ring, der durch weitere Gruppierungen -O-, -S- und/oder -NR ⁴ - unterbrochen sein kann und durch C _r C ₆ -Alkyl, C ₆ -C ₁₀ -Aryl, Hydroxy, Cyano, Halogen und/oder Nitro substituiert sein kann;

R ³ C ₄ -C ₂₄ -Alkyl, dessen Kohlenstoffkette durch eine oder mehrere Gruppierungen -0-, -S- und/oder -NR ⁴ - unterbrochen sein kann und das durch Hydroxy, Cya- no, Nitro, C ₆ -C ₁₀ -Ai^l, das ein bis drei Heteroatome im Ringsystem enthalten kann, und/oder C ₄ -C ₁₂ -Cycloalkyl, das ein bis vier Heteroatome im Ringsystem enthalten kann, substituiert sein kann;

C ₄ -C ₁₂ -Cycloalkyl, dessen Kohlenstoffkette durch eine oder mehrere Gruppie¬ rungen -O-, -S- und/oder -NR ⁴ - unterbrochen sein kann und das durch C ₁ -C ₁₈ - Alkyl, Hydroxy, Cyano, Halogen und/oder Nitro substituiert sein kann; C ₆ -C ₁₀ -Aryl, das ein bis drei Heteroatome im Ringsystem enthalten kann und durch CrC-ia-Alkyl, Hydroxy, Cyano und/oder Nitro substituiert sein kann;

R ¹ , R ² und R ³ miteinander unter Ausbildung eines gesättigten, bicyclischen, die Gruppierung

— CH- N— CH-

und gegebenenfalls weitere Gruppierungen -O-, -S- und/oder -NR ⁴ - enthalten¬ den 8- bis 12-gliedrigen Ringsystems verbunden; R ⁴ Wasserstoff; C _r C ₁₂ -Alkyl.

Besonders bevorzugt sind aminische Katalysatoren der Formel I, in der die Variablen folgende Bedeutung haben:

R ¹ , R ² unabhängig voneinander Wasserstoff;

CrC^-Alkyl, das durch Hydroxy substituiert sein kann; zusammen einen die Gruppierung -CH ₂ -NR ³ -CH ₂ - enthaltenden 4- bis 9- gliedrigen gesättigten Ring, der durch weitere Gruppierungen -NR ⁴ - unterbro¬ chen sein kann; R ³ C ₄ -C ₁₂ -Alkyl, das durch Hydroxy substituiert sein kann;

Pyridyl; R ¹ , R ² und R ³ miteinander unter Ausbildung eines bicyclischen, die Gruppierung

— CH- N— CH-

und ein weiteres Stickstoffatom enthaltenden 8-gliedrigen Ringsystems ver¬ bunden;

R ⁴ Wasserstoff; C _r C ₁₂ -Alkyl.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt zur Herstellung von Perylen-3,4- dicarbonsäureimiden der allgemeinen Formel Il

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in der die Variablen folgende Bedeutung haben:

R C ₃ -C ₂₄ -Alkyl, das in 1 -Position verzweigt ist, dessen Kohlenstoffkette durch eine oder mehrere Gruppierungen -O-, -S-, -NR ⁴ -, -CO- und/oder -SO ² - unterbrochen sein kann und das durch Carboxy, Sulfo, Hydroxy, Cyano, Ci-C ₆ -Alkoxy, C ₃ -C ₈ - Cycloalkyl, das ein bis vier Heteroatome im Ringsystem enthalten kann, und/oder C ₆ -Ci ₀ -ArVl, das ein bis drei Heteroatome im Ringsystem enthalten kann, ein- oder mehrfach substituiert sein kann;

Phenyl, das durch mindestens einen der Substituenten (a) bis (e) in einer ortho- Position substituiert ist und denselben oder einen oder mehrere davon verschie¬ dene Substituenten in den weiteren Ringpositionen tragen kann und das ein bis zwei Heteroatome im Ring enthalten kann: (a) C ₁ -C ₂₄ -AIkVl, dessen Kohlenstoffkette durch eine oder mehrere Gruppie¬ rungen -O-, -S-, -NR ⁴ -, -CO- und/oder -SO ₂ - unterbrochen sein kann und das durch Carboxy, Sulfo, Hydroxy, Cyano, Halogen, Nitro, Ci-C ₆ -Alkoxy, C ₃ -C ₈ - Cycloalkyl, das ein bis vier Heteroatome im Ringsystem enthalten kann, und/oder C ₆ -Cio-Aryl, das ein bis drei Heteroatome im Ringsystem enthalten kann, ein- oder mehrfach substituiert sein kann;

(b) C ₁ -C ₂₄ -AIkOXy oder CrC ₂₄ -Alkylthio, das jeweils durch C-i-Cβ-Alky! und/oder Phenyl ein- oder mehrfach substituiert sein kann;

(c) C ₃ -C ₈ -Cycloalkyl, das ein bis vier Heteroatome im Ringsystem enthalten kann, ungesättigte Bindungen enthalten kann und durch Carboxy, Sulfo, Hydro- xy, Cyano, Halogen, Nitro, C _r C ₆ -Alkoxy und/oder C ₆ -Ci ₀ -Aryl, das ein bis drei

Heteroatome im Ringsystem enthalten kann, ein- oder mehrfach substituiert sein kann;

(d) C ₆ -Cio-Aryl, das ein bis drei Heteroatome im Ringsystem enthalten kann, an das weitere 5- bis 7-gliedrige, gesättigte, ungesättigte oder aromatische Ringe anneliert sein können und das durch Ci-Ci ₂ -Alkyl ein- oder mehrfach substituiert sein kann;

(e) Carboxy, Hydroxy, Cyano, Halogen, Nitro, -SO ₂ NR ⁴ ₂ ;

1-Naphthyl, das in ortho-Position durch einen der für Phenyl genannten Substi¬ tuenten (a) bis (e) substituiert ist und in den weiteren Ringpositionen denselben oder einen oder mehrere davon verschiedene Substituenten tragen kann und das ein bis drei Heteroatome im Ringsystem enthalten kann;

2-Naphthyl, das in beiden ortho-Positionen durch einen oder verschiedene der für Phenyl genannten Substituenten (a) bis (e) substituiert ist und in den weiteren Ringpositionen denselben oder einen oder mehrere davon verschiedene Substi¬ tuenten tragen kann und das ein bis drei Heteroatome im Ringsystem enthalten kann;

R ¹ unabhängig voneinander Wasserstoff; Halogen; CrC ₁₈ -Alkyl; C ₆ -C ₁₀ -Aryloxy oder -Arylthio, das jeweils ein bis drei Heteroatome im Ringsystem enthalten kann und das jeweils durch CrC ₁₀ -Alkyl, Ci-C ₆ -Alkoxy, Cyano und/oder Carboxy substitu¬ iert sein kann; R ⁴ Wasserstoff; C _r C ₁₂ -Alkyl.

durch Umsetzung eines Perylen-3,4:9,10-tetracarbonsäuredianhydrids der allgemeinen Formel IM

mit einem primären Amin der Formel IV

R-NH ₂ IV

angewendet.

Besonders bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Pery- len-3,4-dicarbonsäureimiden der allgemeinen Formel Il angewendet, in der die Variab- len folgende Bedeutung haben:

R C ₃ -C ₂₄ -AIM, das in 1 -Position verzweigt ist;

Phenyl, das in beiden ortho-Positionen durch sekundäre C ₃ -C ₁₂ -Alkylreste oder in einer ortho-Position durch einen tertiären C ₄ -C ₁₂ -Alkylrest substituiert ist und das an den anderen Positionen durch C _r C ₁₂ -Alkyl, C ₆ -Ci ₀ -Aryl und/oder Halogen substituiert sein kann; R' Wasserstoff; Halogen; C ₆ -C ₁₀ -Aryloxy oder -Arylthio, das jeweils durch C ₁ -C ₁₀ -

Alkyl, C ₁ -C ₆ -AIkOXy, Cyano und/oder Carboxy substituiert sein kann.

Als Beispiele für die in den Formeln I bis IV genannten Reste R, R ¹ und R ¹ bis R ⁴ sowie deren Substituenten seien im einzelnen genannt:

Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, Butyl, Isobutyl, tert.-Butyl, Pentyl, Isopentyl, Neopentyl, tert.-Pentyl, Hexyl, 2-Methylpentyl, Heptyl, 1-Ethylpentyl, Octyl, 2-Ethylhexyl, Isooctyl, Nonyl, Isononyl, Decyl, Isodecyl, Undecyl, Dodecyl, Tridecyl, Isotridecyl, Tetradecyl, Pentadecyl, Hexadecyl, Heptadecyl, Octadecyl, Nonadecyl und Eicosyl (die obigen Bezeichnungen Isooctyl, Isononyl, Isodecyl und Isotridecyl sind Trivialbezeichnungen und stammen von den nach der Oxosynthese erhaltenen Alkoholen);

2-Methoxyethyl, 2-Ethoxyethyl, 2-Propoxyethyl, 2-lsopropoxyethyl, 2-Butoxyethyl, 2- und 3-Methoxypropyl, 2- und 3-Ethoxypropyl, 2- und 3-Propoxypropyl, 2- und 3-Butoxy- propyl, 2- und 4-Methoxybutyl, 2- und 4-Ethoxybutyl, 2- und 4-Propoxy-butyl, 3,6-Di- oxaheptyl, 3,6-Dioxaoctyl, 4,8-Dioxanonyl, 3,7-Dioxaoctyl, 3,7-Dioxanonyl, 4,7-Dioxa- octyl, 4,7-Dioxanonyl, 2- und 4-Butoxybutyl, 4,8-Dioxadecyl, 3,6,9-Trioxade-cyl, 3,6,9- Trioxaundecyl, 3,6,9-Trioxadodecyl, 3,6,9,12-Tetraoxatridecyl und 3,6,9, 12-Tetraoxa- tetradecyl;

2-Methylthioethyl, 2-Ethylthioethyl, 2-Propylthioethyl, 2-lsopropylthio-ethyl, 2-Butylthio- ethyl, 2- und 3-Methylthiopropyl, 2- und 3-Ethylthiopropyl, 2- und 3-Propylthiopropyl, 2- und 3-Butylthiopropyl, 2- und 4-Methylthiobutyl, 2- und 4-Ethylthio-butyl, 2- und 4-Pro- pylthiobutyl, 3,6-Dithiaheptyl, 3,6-Dithiaoctyl, 4,8-Dithianonyl, 3,7-Dithiaoctyl, 3,7-Di- thianonyl, 2- und 4-Butylthiobutyl, 4,8-Dithiadecyl, 3,6,9-Trithiadecyl, 3,6,9-Trithia- undecyl, 3,6,9-Trithiadodecyl, 3,6,9,12-Tetrathiatridecyl und 3,6,9,12-Tetrathiatetra- decyl;

2-Monomethyl- und 2-Monoethylaminoethyl, 2-Dimethylaminoethyl, 2- und 3- Dimethyl- aminopropyl, 3-Monoisopropylaminopropyl, 2- und 4-Monopropylaminobutyl, 2- und 4- Dimethylaminobutyl, 6-Methyl-3,6-diazaheptyl, 3,6-Dimethyl-3,6-diazaheptyl, 3,6-Di- azaoctyl, 3,6-Dimethyl-3,6-diazaoctyl, 9-Methyl-3,6,9-triazadecyl, 3,6,9-Trimethyl-3,6,9- triazadecyl, 3,6,9-Triazaundecyl, 3,6,9-Trimethyl-3,6,9-triazaundecyl, 12-Methyl- S.e.θ.^-tetraazatridecyl und S.e.θ.^-Tetramethyl-S.e.g.^-tetraazatridecyl;

Propan-2-on-1-yl, Butan-3-on-1-yl, Butan-3-on-2-yl und 2-Ethylpentan-3-on-1-yl;

2-Methylsulfonylethyl, 2-Ethylsulfonylethyl, 2-Propylsulfonylethyl, 2-lsopropylsulfonyl- ethyl, 2-Butylsulfonylethyl, 2- und 3-Methylsulfonylpropyl, 2- und 3-Ethylsulfonylpropyl, 2- und 3-Propylsulfonylpropyl, 2- und 3-Butylsulfonylproypl, 2- und 4-Methylsulfonyl- butyl, 2- und 4-Ethylsulfonylbutyl, 2- und 4-Propylsulfonylbutyl und 4-Butylsulfonylbutyl;

Carboxymethyl, 2-Carboxyethyl, 3-Carboxypropyl, 4-Carboxybutyl, 5-Carboxypentyl, 6- Carboxyhexyl, 8-Carboxyoctyl, 10-Carboxydecyl, 12-Carboxydodecyl und 14-Carboxy- tetradecyl;

Sulfomethyl, 2-Sulfoethyl, 3-Sulfopropyl, 4-Sulfobutyl, 5-Sulfopentyl, 6-Sulfohexyl, 8- Sulfooctyl, 10-Sulfodecyl, 12-Sulfododecyl und 14-Sulfotetradecyl;

2-Hydroxyethyl, 2- und 3-Hydroxypropyl, 1-Hydroxyprop-2-yl, 3- und 4-Hydroxybutyl, 1- Hydroxybut-2-yl und 8-Hydroxy-4-oxaoctyl;

2-Cyanoethyl, 3-Cyanopropyl, 3- und 4-Cyanobutyl, 2-Methyl-3-ethyl-3-cyanopropyl, 7- Cyano-7-ethylheptyl und 4-Methyl-7-methyl-7-cyanoheptyI;

2-Chlorethyl, 2- und 3-Chlorpropyl, 2-, 3- und 4-Chlorbutyl, 2-Bromethyl, 2- und 3- Brompropyl und 2-, 3- und 4-Brombutyl;

2-Nitroethyl, 2- und 3-Nitropropyl und 2-, 3- und 4-Nitrobutyl;

Methoxy, Ethoxy, Propoxy, Isopropoxy, Butoxy, Isobutoxy, sec.-Butoxy, tert.-Butoxy, Pentoxy, Isopentoxy, Neopentoxy, tert.-Pentoxy und Hexoxy;

Carbamoyl, Methylaminocarbonyl, Ethylaminocarbonyl, Propylaminocarbonyl, Butyl- aminocarbonyl, Pentylaminocarbonyl, Hexylaminocarbonyl, Heptylaminocarbonyl, Oc- tylaminocarbonyl, Nonylaminocarbonyl, Decylaminocarbonyl und Phenylamino- carbonyl;

Formylamino, Acetylamino, Propionylamino und Benzoylamino;

Chlor, Brom und lod;

Phenylazo, 2-Napthylazo, 2-Pyridylazo und 2-Pyrimidylazo;

Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, 2- und 3-Methylcyclopentyl, 2- und 3-Ethylcyclo- pentyl, Cyclohexyl, 2-, 3- und 4-Methylcyclohexyl, 2-, 3- und 4-Ethylcyclohexyl, 3- und 4-Propylcyclohexyl, 3- und 4-lsopropylcyclohexyl, 3- und 4-Butylcyclohexyl, 3- und A- sec.-Butylcyclohexyl, 3- und 4-tert.-Butylcyclohexyl, Cycloheptyl, 2-, 3- und 4-Methyl- cycloheptyl, 2-, 3- und 4-Ethyl-cycloheptyl, 3- und 4-Propylcycloheptyl, 3- und 4-lso- propylcycloheptyl, 3- und 4-Butyl-cycloheptyl, 3- und 4-sec-Butylcycloheptyl, 3- und A- tert.-Butylcycloheptyl, Cyclooctyl, 2-, 3-, A- und 5-Methylcyclooctyl, 2-, 3-, 4- und 5- Ethylcyclooctyl und 3-, A- und δ-Propyl-cyclooctyl; 3- und 4-Hydroxycyclohexyl, 3- und A- Nitrocyclohexyl und 3- und 4-Chlorcyclohexyl;

2-Dioxanyl, 4-Morpholinyl, 2- und 3-Tetrahydrofuryl, 1-, 2- und 3-Pyrrolidinyl und 1-, 2-, 3- und 4-Piperidyl;

Phenyl, 2-Naphthyl, 2- und 3-Pyrryl, 2-, 3- und 4-Pyridyl, 2-, 4- und 5-Pyrimidyl, 3-, A- und 5-Pyrazolyl, 2-, 4- und 5-lmidazolyl, 2-, 4- und 5-Thiazolyl, 3-(1 ,2,4-Triazyl), 2- (1 ,3,5-Triazyl), 6-Chinaldyl, 3-, 5-, 6- und 8-Chinolinyl, 2-Benzoxazolyl, 2-Benzothia- zolyl, 5-Benzothiadiazolyl, 2- und 5-Benzimidazolyl und 1- und 5-lsochinolyl;

2-, 3- und 4-Methylphenyl, 2,4-, 3,5- und 2,6-Dimethylphenyl, 2,4,6-Trimethylphenyl, 2-, 3- und 4-Ethylphenyl, 2,4-, 3,5- und 2,6-Diethylphenyl, 2,4,6-Triethylphenyl, 2-, 3- und 4-Propylphenyl, 2,4-, 3,5- und 2,6-Dipropylphenyl, 2,4,6-Tripropylphenyl, 2-, 3- und A- Isopropylphenyl, 2,4-, 3,5- und 2,6-Diisopropylphenyl, 2,4,6-Triisopropylphenyl, 2-, 3- und 4-Butylphenyl, 2,4-, 3,5- und 2,6-Dibutylphenyl, 2,4,6-Tributylphenyl, 2-, 3- und A- Isobutylphenyl, 2,4-, 3,5- und 2,6-Diisobutylphenyl, 2,4,6-Triisobutylphenyl, 2-, 3- und 4-sec-Butylphenyl, 2,4-, 3,5- und 2,6-Di-sec-butylphenyl und 2,4,6-Tri-seα-butyl- phenyl; 2-, 3- und 4-Methoxyphenyl, 2,4-, 3,5- und 2,6-Dimethoxyphenyl, 2,4,6-Tri- methoxyphenyl, 2-, 3- und 4-Ethoxyphenyl, 2,4-, 3,5- und 2,6-Diethoxyphenyl, 2,4,6- Triethoxyphenyl, 2-, 3- und 4-Propoxyphenyl, 2,4-, 3,5- und 2,6-Dipropoxyphenyl, 2-, 3- und 4-lsopropoxyphenyl, 2,4- und 2,6-Diisopropoxyphenyl und 2-, 3- und 4-Butoxy- phenyl; 2-, 3- und 4-Chlorphenyl und 2,4-, 3,5- und 2,6-Dichlorphenyl; 2-, 3- und A- Hydroxyphenyl und 2,4-, 3,5- und 2,6-Dihydroxyphenyl; 2-, 3- und 4-Cyanophenyl; 3- und 4-Carboxyphenyl; 3- und 4-Carboxamidophenyl, 3- und 4-N-Methylcarboxamido- phenyl und 3- und 4-N-Ethylcarboxamidophenyl; 3- und 4-Acetylaminophenyl, 3- und A- Propionylaminophenyl und 3- und 4-Buturylaminophenyl; 3- und 4-N-Phenylamino- phenyl, 3- und 4-N-(o-Tolyl)aminophenyl, 3- und 4-N-(m-Tolyl)aminophenyl und 3- und 4-(p-Tolyl)aminophenyl; 3- und 4-(2-Pyridyl)aminophenyl, 3- und 4-(3-Pyridyl)amino- phenyl, 3- und 4-(4-Pyridyl)aminophenyl, 3- und 4-(2-Pyrimidyl)aminophenyl und 4-(4- Pyrimidyl)aminophenyl;

4-Phenylazophenyl, 4-(1-Naphthylazo)phenyl, 4-(2-Naphthylazo)phenyl, 4-(4-Naphthyl- azo)phenyl,4-(2-Pyriylazo)phenyl, 4-(3-Pyridylazo)phenyl, 4-(4-Pyridylazo)phenyl, 4-(2- Pyrimidylazo)phenyl, 4-(4-Pyrimidylazo)phenyl und 4-(5-Pyrimidylazo)phenyl;

Phenoxy, Phenylthio, 2-Naphthoxy, 2-Naphthylthio, 2-, 3- und 4-Pyridyloxy, 2-, 3- und 4-Pyridylthio, 2-, 4- und 5-Pyrimidyloxy und 2-, 4- und 5-Pyrimidylthio.

Im folgenden werden Beispiele für geeignete aminische Katalysatoren im einzelnen aufgeführt, wobei die Amine besonders geeignet, deren Siedepunkt oberhalb der Reaktionstemperatur liegt:

Umsetzungsprodukte von Ammoniak, Monoalkylaminen, Dialkylaminen, Arylami- nen, Alkylarylaminen und cyclischen Dialkylaminen, deren Alkylreste vorzugsweise

θ

2 bis 24, insbesondere 2 bis 12 C-Atome und deren Arylreste bevorzugt 6 bis 10, vor allem 6 C-Atome, aufweisen, mit Alkylenoxiden und Arylenoxiden, vorzugswei¬ se C ₂ -C ₁₂ -Alkylenoxiden, insbesondere C ₂ -C ₆ -Alkylenoxiden, vor allem C ₂ -C ₃ - Alkylenoxiden, wobei die Umsetzungsprodukte von Dialkylaminen und Monoalkyl- aminen mit Alkylenoxiden besonders bevorzugt sind:

N,N-Diethylethanolamin, N,N-Dibutylethanolamin, N,N-Dipentylethanolamin, N ₁ N- Dihexylethanolamin, N,N-Dioctylethanolamin, N,N-Didodecylethanolamin, N ₁ N-Di- octadecylethanolamin, Triethanolamin, 1-Diethylaminopropan-2-ol, 1-Diethyl- aminobutan-2-ol, 1-Diethylaminopentan-2-ol, 1-Diethylaminododecan-2-ol, 1-Di- ethylaminooctadecan-2-ol, 1(Dipropylaminopropan-2-ol, 1-Dipropylaminobutan-2- ol, 1-Dipropylaminopentan-2-ol, 1-Dipropylaminododecan-2-ol, 1-Dipropylamino- octadecan-2-ol, 1-Dibutylaminopropan-2-ol, 1-Dibutylaminobutan-2-ol, 1-Dibutyl- aminopentan-2-ol, 1-Dibutylaminododecan-2-ol und 1-Dibutylamino-octadecan-2- ol; N,N-(Di-2-hydroxyethyl)butylamin, N,N-(Di-2-hydroxyethyl)hexylamin, N,N-(Di-2- hydroxyethyl)octylamin, N,N-(Di-2-hydroxyprop-2-yl)butylamin, N,N-(Di-2-hydroxy- prop-2-yl)hexylamin und N,N-(Di-2-hydroxyprop-2yl)octylamin; N-Phenyldiethanolamin, N-(p-Tolyl)diethanolamin, N-Phenyldi(2-propanol)amin, N- (p-Tolyl)di(2-propanol)amin, N-Phenyldi(2-butanol)amin und N-(p-Tolyl)di(2-buta- nol)amin;

Trialkylamine, deren Alkylreste 3 bis 24, insbesondere 3 bis 12 C-Atome aufwei¬ sen:

Tripropylamin, Tributylamin, Tripentylamin, Trihexylamin, Triheptylamin, Trioctyl- amin, Trinonylamin, Tridecylamin, Tridodecylamin, Trioctadecylamin, Diethylpro- pylamin, Dipropylbutylamin, Dibutylpentylamin, Dihexylheptylamin, Dimethyl-(2- ethylhexyl)amin und Dimethyl-(3-propylheptyl)amin;

Cyclische Trialkylamine: N-Alkylmorpholine, wie N-Methylmorpholin; 1 ,4-Diazabicyclo[2,2,2]octan (DABCO);

N,N'-Dialkylpiperazine, wie N.N'-Dimethylpiperazin; N,N'-Diarylpiperazine, wie N,N'-Diphenylpiperazin; N-Alkyl-N'-arylpiperazine, wie N-Phenyl-N'-methyl- piperazin;

Dialkylarylamine:

Dimethylanilin, Diethylanilin, Dipropylanilin und Dibutylanilin;

Dialkylaminoheteroaromaten, vorzugsweise 4-(N,N-(Di-Ci-C ₄ -alkyl)amino)pyridine, und mit cyclischen Aminogruppen substituierte Heteroaromaten: 4-(N,N-Dimethylamino)pyridin (DMAP), 4-(N,N-Diethylamino)pyridin und 4-(N ₁ N-

Dipropylamino)pyridin; 4-Pyrrolidin-1 -ylpyridin und 4-Piperidin-1 -ylpyridin.

Dabei sind die Umsetzungsprodukte von Mono- und Dialkylaminen mit Ethylenoxid und/oder Propylenoxid, cyclische Trialkylamine und Dialkylaminoheteroaromaten und mit cyclischen Aminogruppen substituierte Heteroaromaten als aminische Katalysato¬ ren bevorzugt.

Besonders bevorzugt sind C ₃ -C ₆ -Dialkylethanolamine, z.B. Dibutylethanolamin, C ₃ -C ₁₀ - Alkyldiethanol- und vor allem -dipropanolamine, z.B. Octyldipropanolamin, 1 ,4-Diaza- bicyclo[2,2,2]octan und 4-(N,N-(Di-C ₁ -C ₄ -alkyl)amino)pyridine, z.B. 4-(N,N-Dimethyl- amino)pyridin, 4- Pyrrolidin-1 -ylpyridin und 4-Piperidin-1 -ylpyridin.

Selbstverständlich können auch Mischungen der aminischen Katalysatoren verwendet werden.

In der Regel werden 0,01 bis 4 mol, vorzugsweise 0,5 bis 2 mol, aminischer Katalysa- tor je mol Perylen-3,4:9,10-tetracarbonsäuredianhydrid eingesetzt.

Als Lösungsmittel kommen beim erfindungsgemäßen Verfahren cyclische Imine oder Amide zum Einsatz. Geeignet sind neben cyclischen Amiden wie N-Methylpyrrolidon vor allem cyclische Imine wie Chinolin, Isochinolin und Chinaldin, wobei Chinolin als Lösungsmittel bevorzugt ist. Selbstverständlich können auch Lösungsmittelmischungen eingesetzt werden.

Die Menge an Lösungsmittel ist an sich nicht kritisch und liegt üblicherweise bei 2 bis 20 kg, vorzugsweise bei 1 bis 8 kg, je kg Perylen-3,4:9,10-tetracarbonsäuredianhydrid.

Als weiterer Katalysator wird beim erfindungsgemäßen Verfahren eine Lewis-Säure eingesetzt. Bevorzugt handelt es sich dabei um einen Übergangsmetallkatalysator auf der Basis von Eisen und vor allem Zink oder Kupfer. Besonders bevorzugt sind die anorganischen und die organischen Salze dieser Metalle. Selbstverständlich kann man auch Mischungen dieser Katalysatoren verwenden.

Beispiele für bevorzugte Salze sind Kupfer(l)oxid, Kupfer(ll)oxid, Kupfer(l)chlorid, Kup- fer(ll)acetat, Zinkacetat und Zinkpropionat.

In der Regel kommen 0,1 bis 10, vorzugsweise 0,5 bis 3 Moläquivalente Lewis-Säure- Katalysator, bezogen auf das Perylen-3,4:9,10-tetracarbonsäuredianhydrid, zum Ein¬ satz.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird in einem im wesentlichen wasserfreien Reak- tionsmedium gearbeitet. D.h., das bei der Umsetzung freiwerdende Reaktionswasser wird kontinuierlich abdestilliert oder durch einen Trägergasstrom, z.B. einen Stickstoff¬ strom, ausgetrieben und alle Reaktionskomponenten werden in möglichst wasserfreier

Form eingesetzt. Es ist jedoch auch möglich, in den Reaktionskomponenten enthalte¬ nes Wasser, z.B. Hydratwasser von Katalysatorsalzen, während der Reaktion abzu- destillieren.

Als primäre Amine werden beim erfindungsgemäßen Verfahren sterisch gehinderte primäre Amine eingesetzt, insbesondere die Amine der Formel IV.

In der Regel werden je mol Perylen-3,4:9,10-tetracarbonsäuredianhydrid 1 bis 6 mol, bevorzugt 1 ,5 bis 4 mol, primäres Amin eingesetzt.

Die Reaktionstemperatur beträgt im allgemeinen 120 bis 25O ⁰ C, vorzugsweise 180 bis 250 ⁰ C.

Es empfiehlt sich, unter Verwendung einer Schutzgasatmosphäre (z.B. Stickstoff) zu arbeiten.

Üblicherweise ist die erfindungsgemäße Umsetzung in 2 bis 40 h, insbesondere in 5 bis 30 h beendet.

Verfahrenstechnisch geht man beim erfindungsgemäßen Verfahren zweckmäßigerwei¬ se wie folgt vor:

Man gibt Perylen-3,4:9,10-tetracarbonsäuredianhydxrid, Lewis-Säure-Katalysator, pri¬ märes Amin und aminischen Katalysator in das Lösungsmittel, spült die Apparatur mit Stickstoff und erhitzt das Gemisch unter Rühren auf die Reaktionstemperatur. Dabei wird entstehendes Reaktionswasser sowie eventuell in den eingesetzten Reaktions¬ komponenten enthaltenes Wasser abdestilliert. Nach etwa 5 bis 30 stündigem Rühren bei der Reaktionstemperatur kühlt man auf 50 bis 8O ⁰ C ab und verdünnt durch Zugabe eines primäres aliphatischen Alkohols, z.B. Methanol, Ethanol, Propanol oder Ethylen- glykol.

Das auf diese Weise ausgefällte Perylen-3,4-dicarbonsäureimid kann durch Filtration isoliert werden. Zur Entfernung eines metallhaltigen Lewis-Säure-Katalysators kann es in anorganischer Säure (z.B. 5 bis 20 gew.-%iger Salzsäure oder Schwefelsäure) bei 50 bis 80 ⁰ C ausgerührt werden. Diese Behandlung kann auch in Kombination mit ei¬ nem primären aliphatisches Alkohol, wie Ethanol, vorgenommen werden. Das abfiltrier¬ te Produkt wird abschließend üblicherweise mit Ethanol sowie Wasser gewaschen und getrocknet.

Die auf diese Weise erhaltenen Perylen-3,4-dicarbonsäureimide weisen so hohe Wert¬ gehalte auf (in der Regel > 94%), daß sie keiner weiteren Reinigung unterzogen wer-

den müssen und direkt für alle gewünschten Anwendungszwecke eingesetzt werden können.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich hervorragend zur Herstellung aller Pery- len-3,4-dicarbonsäureimide, die sterisch gehinderte Substituenten am Imidstickstoff- atom tragen. Es können sowohl im Rylenkem substituierte als auch unsubstituierte Perylen-3,4-dicarbonsäureimide in hohen Ausbeuten (üblicherweise 45 bis 65%) her¬ gestellt werden.

Beispiele

Beispiel 1

Zu einer Mischung von 1500 ml Chinolin, 585 g (3 mol) Diisopropylanilin und 294 g (1,2 mol) N,N-(Di-2-hydroxyprop-2-yl)octylamin wurden 400 g (1 mol) Perylen-3,4:9,10- tetracarbonsäuredianhydrid und 400 g (1,8 mol) Zinkacetat unter starkem Rühren zu¬ gegeben. Dann wurde die Mischung auf 210 ⁰ C erhitzt und 30 h bei dieser Temperatur gerührt. Dabei destillierten etwa 50 ml Wasser ab.

Nach Abdestillieren des Chinolins wurde der Rückstand zweimal mit 2000 g 20 gew.- %iger Schwefelsäure bei 70 ⁰ C aufgerührt, abfiltriert und zuerst mit Wasser und dann so lange mit Ethanol gewaschen, bis das Filtrat farblos war, und danach getrocknet.

Es wurden 258 g N-(2,6-Diisopropylphenyl)perylen-3,4-dicarbonsäureimid mit einem Wertgehalt von 95% erhalten, was einer Ausbeute von 51 % entspricht.

Beispiel 2

Zu einer Mischung von 1500 ml Chinolin, 585 g (3 mol) Diisopropylanilin und 200 g (1,2 mol) N,N-Dibutylethanolamin wurden 400 g (1 mol) Perylen-3,4:9,10-tetracarbonsäure- dianhydrid und 395 g (1,8 mol) wasserfreies Zinkacetat unter starkem Rühren zugege¬ ben. Dann wurde die Mischung auf 215 ⁰ C erhitzt und 28 h bei dieser Temperatur ge¬ rührt. Dabei destillierten etwa 50 ml Wasser ab.

Nach Abdestillieren eines Teils des Chinolins, Abkühlen auf 75°C und Verdünnen mit 1400 ml Ethanol wurde das ausgefällte Produkt abfiltriert und zunächst mit etwa 2 I Ethanol und dann wiederholt mit insgesamt 4400 g 16 gew.-%iger Schwefelsäure bei 7O ⁰ C gerührt und abschließend mit Wasser neutral gewaschen und im Vakuum ge¬ trocknet.

Es wurden 247 g N-(2,6-Diisopropylphenyl)perylen-3,4-dicarbonsäureimid mit einem Wertgehalt von 96% erhalten, was einer Ausbeute von 50% entspricht.

Beispiel 3

Zu einer Mischung von 100 ml Chinolin, 58,5 g (0,3 mol) 2,6-Diisopropylanilin und 13,4 g (0,12 mol) 1 ,4-Diazabicyclo[2.2.2]octan und 14,3 g (0,18 mol) Kupfer(ll)oxid wurden 40 g (0,1 mol) Perylen-3,4:9,10-tetracarbonsäuredianhydrid unter starkem Rühren zu¬ gegeben. Dann wurde die Mischung unter einem leichten Stickstoffstrom zum Austrei¬ ben des Reaktionswassers 20 h auf 200 ⁰ C erhitzt.

Nach Abdestillieren des Chinolins unter leicht vermindertem Druck wurde der Rück¬ stand in einer Mischung von 40 ml 20 gew.-%iger Schwefelsäure und etwa 200 ml Ethanol bei 50 ⁰ C aufgerührt. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wurde das Produkt abfiltriert, nochmals bei 5O ⁰ C in frischer Schwefelsäure/Ethanol-Mischung aufgerührt, erneut abfiltriert und wiederholt bei Raumtemperatur mit Ethanol gewaschen. Nach abschließendem Waschen mit Wasser wurde das Produkt im Vakuum getrocknet.

Es wurden 24,1 g N-(2,6-Diisopropylphenyl)perylen-3,4-dicarbonsäureimid mit einem Wertgehalt von 94% erhalten, was einer Ausbeute von 47% entspricht.