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游離堿對苯二胺型彩色顯影劑的純化方法

文檔序號:3551994閱讀:466來源:國知局
專利名稱:游離堿對苯二胺型彩色顯影劑的純化方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種對苯二胺型彩色顯影劑的純化方法,所述顯影劑用于彩色顯影和復(fù)印中。更具體地說,本發(fā)明涉及一種將對苯二胺型彩色顯影劑純化為它們的游離堿形式的方法,使得所述顯影劑基本上不含有硫酸根離子。本發(fā)明允許以游離堿形式制備有用的對苯二胺彩色顯影劑固態(tài)和溶液組合物。在本發(fā)明另一個實施方案中,該方法提供了一種制備酸式鹽形式的對苯二胺彩色顯影劑的改進(jìn)工藝。
背景領(lǐng)域從曝光的鹵化銀彩色照相材料獲得有用的彩色圖像的基本過程包括光化學(xué)處理的幾個步驟,例如彩色顯影、銀漂白、鹵化銀定影和水洗或者使用適當(dāng)?shù)墓饣瘜W(xué)組合物進(jìn)行染料穩(wěn)像。
照相洗印加工業(yè)包含三個主要組分制造攝影化學(xué)品以提供給光化學(xué)配方設(shè)計師;將這些化學(xué)品配制成有用的組合物用于光化學(xué)處理;處理感光彩色攝像元素。提供給處理者的經(jīng)過調(diào)配的照相處理(照相洗印加工)溶液是復(fù)雜的、多部分多成分混合物,根據(jù)使用目的和配方設(shè)計師,由其構(gòu)成的特定組合物有顯著不同。
在使用和送入相片沖洗浴之前才由照片沖印師最終混合的材料的類型包括增溶劑,例如有機(jī)共溶劑;用于PH控制的堿;彩色顯影劑;防腐劑;防灰霧劑;螯合劑;緩沖劑;澄清劑;防污劑;抗菌劑或者抗真菌劑;表面活性劑;以及其它特殊功能性材料。
在常規(guī)鹵化銀彩色攝影中,在最后沖洗浴中的相片洗印溶液包括一種彩色顯影劑、一種防腐劑和一種溶劑或者溶劑的組合物。所述彩色顯影劑以游離堿形式存在,通過與一種形成染料的彩色成色劑反應(yīng)(以其氧化后的形式)用于放大在鹵化銀晶體上的潛像并且隨后產(chǎn)生曝光后的感光彩色攝像元素的彩色圖像。
在本領(lǐng)域中公知的適合彩色顯影劑包括芳香胺彩色顯影劑例如對苯二胺,特別是N,N-二烷基對苯二胺,其中烷基基團(tuán)或者芳香核可以是取代的或者非取代的。在照片洗印組合物中使用最普遍的對苯二胺彩色顯影劑包括N,N-二乙基-2-甲基對苯二胺單鹽酸鹽(CD-2);N-乙基-N-2-(甲基磺酰氨基乙基)-2-甲基-對苯二胺倍半硫酸鹽單水合物(CD-3);和N-乙基-N-2-(羥乙基)-2-甲基-對苯二胺硫酸鹽(CD-4),以通常使用的酸式鹽形式在這里列出。
因為需要將反應(yīng)性的或者在超過時間延長期時變得不穩(wěn)定的成分分開,所以彩色顯影組合物通常以多組分或者溶液形式提供。一種組分一般包括一種對苯二胺顯影劑的一種酸式鹽,通常是穩(wěn)定的水溶液形式。這些溶液是酸性的,因為在該組分中彩色顯影劑是以酸式鹽的形式配制的。另一組分通常包含一種堿或堿的組合物,一旦將這些組分混合,所述堿或堿的組合物用于中和在含有彩色顯影劑的組分中的酸并且將混合彩色顯影組合物調(diào)節(jié)至所期望的堿度。這些溶液通常在使用前才混合。一旦將所有的組分和水混合,通常就獲得了一種均勻的彩色顯影組合物,就用于沖印機(jī)中的工作濃度溶液。
在該工業(yè)中存在一種需求,即減少用于制備彩色顯影劑,特別是制備補(bǔ)充液的組分的數(shù)目。在本領(lǐng)域中描述了很寬范圍的組合物,其或者作為“即用”溶液、濃縮物或干粉制劑在市場上銷售。液體濃縮物質(zhì)只需要用水稀釋來提供工作濃度溶液。干粉制劑只需要在水中溶解。
這些彩色顯影劑的游離堿形式目前是作為從對苯二胺的酸式鹽形式制備的未分離的中間體在溶液中進(jìn)行工業(yè)處理。這些彩色顯影劑的游離堿形式是通過將所述彩色顯影劑鹽的水溶液與氫氧化鈉混合制備而成的。例如于2000年1月25日授予Darmon等人的美國專利6,017,687和例如于2000年6月20日授予Darmon等人的美國專利6,077,651公開了一種均勻的、單組分、無氯離子彩色顯影濃縮物,其是通過使用一系列嚴(yán)格的步驟制備的。在第一步中,一般從硫酸鹽和用于提供化學(xué)計量比的堿金屬離子的堿金屬堿制備彩色顯影液的水溶液以提供游離堿形式的彩色顯影劑。用這種方法獲得游離堿彩色顯影劑的缺點是從溶液中沉淀出不溶性硫酸鹽。然后該固體沉淀必須用額外的步驟從溶液中除去。另外,由于硫酸鹽的溶解性,在溶液中總是存在一些殘余硫酸根離子,根據(jù)這些專利中所講授的,這些殘余硫酸根離子不利于照片沖印溶液的組成穩(wěn)定性。
使用這些復(fù)合照片沖印溶液會使操作簡單化,同時減少了混合錯誤和照片沖印結(jié)果差的可能性。照片沖印溶液的傳統(tǒng)組分的主要不相容性在于含有對苯二胺彩色顯影劑的酸式鹽的酸性含水組分和含有堿或者堿復(fù)合物的堿性組分之間的不相容性。因為在最終的混合照片沖印組合物中的活性彩色顯影劑是彩色顯影劑的游離堿形式,完全將各組分合并形成一種單組分制劑需要一種游離堿形式的對苯二胺彩色顯影劑源作為必要成分。在這里所使用的術(shù)語“游離堿”指的是沒有或者基本上沒有對苯二胺的酸加成鹽的對苯二胺化合物。
人們掌握N,N-二取代對苯二胺化合物的制備已經(jīng)許多年了;制備這些化合物的最早的和最完整的概括在The Journal of the AmericanChemical Society(Bent,Dessloch,F(xiàn)assett,James,Ruby,Vittum和Weissberger,JACS 73,3100-3125,1951)中。對于61種N,N-二取代的對苯二胺化合物中的每一種的合成,最后的步驟都是亞硝基、硝基或者偶氮前體的還原。這些亞硝基、硝基或者偶氮前體隨后在水中在鋅和鹽酸存在的條件下或者在乙醇中進(jìn)行催化氫化,從而被還原成所期望的N,N-二取代對苯二胺化合物(游離堿)。一般地,對本發(fā)明而言,對苯二胺游離堿通過將吸水的硝基或亞硝基前體在醇溶液中,在多相氫化催化劑的存在下,在一定溫度和壓力的氫化條件下制備而得。將多相催化劑從溶液中分離出來,從而提供了具有典型組成的對苯二胺游離堿溶液,即范圍在25-40重量%的對苯二胺游離堿,40-50重量%的醇溶劑,15-25重量%的水和2-6重量%(有所不同)的全部雜質(zhì)。通過結(jié)晶或蒸餾將這些中間體游離堿進(jìn)行純化,然后再轉(zhuǎn)化為更穩(wěn)定的酸式鹽的形式。
對苯二胺彩色顯影劑的生產(chǎn)商避免了對游離堿使用傳統(tǒng)的間歇式蒸餾處理技術(shù),因為其容易氧化和熱降解。已發(fā)現(xiàn)降解副產(chǎn)物對相片質(zhì)量有不利影響,會導(dǎo)致蒸餾產(chǎn)物不適合用作攝影彩色顯影劑。避免傳統(tǒng)蒸餾的第二個因素是低的工藝收率。
通過結(jié)晶回收對苯二胺彩色顯影劑也并不是沒有問題。所得的游離堿彩色顯影劑溶液一般通過將該溶液與脫色劑如活性炭接觸進(jìn)行純化,這導(dǎo)致在脫色劑上顯著的產(chǎn)品收率損失。在脫色之后,向溶液中加入適當(dāng)?shù)臒o機(jī)酸將該游離堿轉(zhuǎn)變?yōu)楦髯缘乃崾禁}。將溶液降溫并通過過濾將彩色顯影劑的酸式鹽分離出來。雖然濾液一般含有大量的所期望產(chǎn)品,但是由于在液體中含有高濃度的雜質(zhì),所以通常將其丟棄。另外,在濾液中水的存在增加了彩色顯影劑酸式鹽的溶解度并且造成在濾液中進(jìn)一步的產(chǎn)率損失。一般來說,分離后的酸式鹽沉淀物經(jīng)過一個重結(jié)晶步驟以達(dá)到可接受的純度。重結(jié)晶可以在醇或者醚溶劑中進(jìn)行,與最初的結(jié)晶相比,產(chǎn)率損失可以忽略。從這個第二步結(jié)晶中得到的濾液通常具有足夠的純度,從而可以循環(huán)使用該濾液的全部或者大部分。因此,在目前的工業(yè)應(yīng)用中,存在顯著的產(chǎn)率損失,這種損失對工藝經(jīng)濟(jì)性和轉(zhuǎn)化為酸式鹽的游離堿前體的純度有不利影響。
因此,存在對一種方法的需求,通過所述方法,可以實現(xiàn)具有可接受純度的彩色顯影劑游離堿的直接純化和分離,并且該方法克服了目前工藝中存在的產(chǎn)率損失和額外成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種純化游離堿形式的對苯二胺彩色顯影劑的方法。所述方法包括下列步驟將含有所述游離堿彩色顯影劑的溶液進(jìn)行短程蒸餾,所述短程蒸餾的溫度小于約250℃,壓力小于約10mmHg,并且其中所述短程蒸餾包含降膜蒸發(fā)器、薄膜蒸發(fā)器、刮膜式蒸發(fā)器或者短程蒸發(fā)器中的至少一個。
本發(fā)明的另一個方面是提供一種從對苯二胺游離堿彩色顯影劑制備酸式鹽的改進(jìn)方法。該方法包括下列步驟a)將純化后的對苯二胺游離堿蒸餾物溶解在一種有機(jī)溶劑中;b)將溶解后的游離堿蒸餾物與一種適當(dāng)?shù)臒o機(jī)酸反應(yīng);c)將酸式鹽形式的彩色顯影劑結(jié)晶。
本發(fā)明的一個目的是提供一種純化游離堿形式的對苯二胺彩色顯影劑的方法。
本發(fā)明的另一方面是提供一種制備對苯二胺彩色顯影劑的酸式鹽的改進(jìn)方法。
本發(fā)明的這些和其他方面以及優(yōu)點根據(jù)下列描述和附圖
(其中類似的部件和對象具有相同的附圖標(biāo)記)對于本領(lǐng)域中的技術(shù)人員來說將變得更加清晰。應(yīng)當(dāng)理解,該發(fā)明概念不受到在這里公開的解釋的限制,而是受到附錄權(quán)利要求的限制。
附圖簡述附圖是本發(fā)明純化對苯二胺彩色顯影劑的方法的示意圖。
具體實施例方式
照片的顯影是通過將曝光的攝影膠卷在適當(dāng)?shù)臏囟群蜁r間條件下,在適當(dāng)?shù)募庸ぴO(shè)備中與彩色顯影劑接觸而進(jìn)行的。在本發(fā)明中有用的芳香伯胺彩色顯影劑包括各種已知的對苯二胺衍生物。尤其優(yōu)選的是N,N-二烷基對苯二胺衍生物,其中烷基或烯基可獨立地包括直鏈、支鏈或環(huán)狀部分。如它們的取代基可以包括鹵原子(如F,Cl,Br),芳基(如苯基和對氯苯基),烷氧基(如甲氧基、乙氧基和甲氧基乙氧基),芳氧基(如苯氧基),磺酰基(如甲磺?;蛯妆交酋;?,磺酰氨基(如甲基磺酰氨基和苯磺酰氨基),氨磺?;?如二乙基氨磺?;臀慈〈陌被酋;?,氨甲?;?如未取代的氨甲酰基和二乙基氨甲?;?,酰氨基(如乙酰氨基和苯甲酰氨基),脲基(如甲脲基和苯脲基),烷氧羰氨基(如甲氧羰基氨基),芳氧羰氨基(如苯氧羰氨基),烷氧羰基(如甲氧羰基),芳氧羰基(如苯氧羰基),腈基,羥基,羧基,磺基,硝基,氨基(如未取代的氨基和二乙氨基),烷硫基(如甲硫基),芳硫基(如苯硫基)和雜環(huán)基(如嗎啉代和吡啶基)。優(yōu)選,可依據(jù)本發(fā)明進(jìn)行純化的游離堿形式的對苯二胺彩色顯影劑為N,N-二乙基-2-甲基對苯二胺(CD-2游離堿);N-乙基-N-(2-甲磺酰氨基乙基)-2-甲基對苯二胺(CD-3游離堿);N-乙基-N-(2-羥乙基)-2-甲基對苯二胺(CD-4游離堿)及其混合物,(由EastmanChemical Company,Kingsport,TN提供)。
一般地,N,N-二取代的對苯二胺的制備方法問世已有很多年了,粗品游離堿溶液的具體制備方法不被認(rèn)為是本發(fā)明的一部分。有關(guān)制備這些化合物的最早和最完全的概要可在the Journal of AmericanChemical Society(Bent,Desssloch,F(xiàn)assett,James,Ruby,Sterner,Vittum和Weissberger,JACS 73,3100-3125,1951)中找到。對61個N,N-二取代的對苯二胺中每一個的合成,最后一步都是還原亞硝基、硝基或偶氮前體。采用鋅和鹽酸在水中還原或在醇中進(jìn)行催化氫化,這些亞硝基、硝基或偶氮前體隨后即被還原為所想要的N,N-二取代的對苯二胺,也就是游離堿。
為了本發(fā)明的目的,通過在多相氫化催化劑存在下,在氫化溫度和壓力下,氫化醇溶液中水潤濕的硝基或亞硝基前體來制備對苯二胺游離堿。將多相催化劑從溶液中分離出來,即可提供具有典型組成范圍的對苯二胺游離堿溶液,即25-40重量%的對苯二胺游離堿,40-50重量%的醇溶劑,15-25重量%的水,和2-6重量%(有所不同)的全部雜質(zhì)。在依據(jù)本發(fā)明純化對苯二胺游離堿時,將粗品對苯二胺游離堿溶液進(jìn)行短程蒸餾,短程蒸餾包括降膜蒸發(fā)器、薄膜蒸發(fā)器、刮膜式蒸發(fā)器或者短程蒸發(fā)器中的至少一個。理想地,在短程蒸餾期間,從約5秒到約500分鐘的時間內(nèi)對苯二胺游離堿材料承受的溫度低于約250℃,壓力低于約10mm汞柱。此處用到的“短程蒸餾”指高真空,低接觸時間的蒸餾技術(shù),可能包括單個或多個配置。
參照圖,將更詳細(xì)地描述本發(fā)明的一個實施方案。將對苯二胺游離堿粗品從貯罐10經(jīng)管線14進(jìn)料到薄膜蒸發(fā)器20中,以除去進(jìn)料液體中揮發(fā)性相對更強(qiáng)的材料,例如醇溶劑,和水。這些材料經(jīng)頭頂上的管線22排出并進(jìn)入冷凝器30中。該冷凝器可以是完全或者部分冷凝器并且可經(jīng)管線32將全部或者部分冷凝物返回到蒸發(fā)器20中。任選地,冷凝物可以經(jīng)管線34從純化過程中除去。然后用常規(guī)的方法處理,例如灼燒或者循環(huán)。
期望薄膜蒸發(fā)器20的操作溫度約為90-240℃,并且優(yōu)選約為140-220℃,并且更優(yōu)選為小于約200℃。薄膜蒸發(fā)器20的操作壓力約為0.001-5mmHg,并且優(yōu)選為約0.005-1mmHg。
從薄膜蒸發(fā)器20得到的產(chǎn)品經(jīng)管線24取出并且加入到短程蒸發(fā)器40中。期望短程蒸發(fā)器40的操作溫度為約90-250℃,并且優(yōu)選約為140-220℃,并且更優(yōu)選為約小于200℃。薄膜蒸發(fā)器40的操作壓力約為0.001-5mmHg,并且優(yōu)選為約0.005-1mmHg。期望在產(chǎn)品42中對苯二胺游離堿的濃度是大于約90重量%,優(yōu)選大于約92重量%,更優(yōu)選大于約95重量%,最優(yōu)選大于約97重量%。
本領(lǐng)域中的技術(shù)人員會認(rèn)識到在蒸餾分離過程中溫度和壓力相互之間是直接相關(guān)的。因此,本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將會認(rèn)識到,隨著蒸發(fā)器操作壓力的增加,溫度也將相應(yīng)地升高。在對苯二胺彩色顯影劑的精煉中溫度小于約200℃并且相應(yīng)地調(diào)整壓力是所期望的。
從短程蒸發(fā)器40得到的殘余物44用常規(guī)的方法進(jìn)行處理。本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將理解到,雖然上述短程蒸餾方法僅僅使用一個薄膜蒸發(fā)器和一個短程蒸發(fā)器,但該方法還可以進(jìn)一步包括多個串聯(lián)或者并聯(lián)放置的這些設(shè)備并且進(jìn)一步包括降膜蒸發(fā)器和刮膜式蒸發(fā)器。
對苯二胺游離堿彩色顯影劑的蒸餾溫度小于約250℃并且蒸餾時間不超過30分鐘,更優(yōu)選少于約500秒是該蒸餾方法的關(guān)鍵。期望對苯二胺型彩色顯影劑在短程蒸餾中的總時間為約5-400秒,更優(yōu)選為約20-300秒。優(yōu)選對苯二胺游離堿彩色顯影劑的蒸餾溫度小于約220℃并且蒸餾時間不超過5分鐘。這些蒸發(fā)器的操作壓力小于約10mmHg也是至關(guān)重要的,優(yōu)選小于約5mmHg,更優(yōu)選為約0.001-1mmHg。
該方法的優(yōu)點是,根據(jù)上述方法純化的對苯二胺游離堿彩色顯影劑的回收率約為粗品進(jìn)料中的該材料的90-100%。而且,純化后的對苯二胺游離堿彩色顯影劑基本上沒有硫酸根離子,含有的硫酸根離子小于約500份每百萬份(ppm)優(yōu)選含有的硫酸根離子小于約300ppm,更優(yōu)選小于約50ppm,最優(yōu)選為0。在這里使用的“基本上沒有硫酸根離子”意味著對苯二胺游離堿彩色顯影劑不是衍生自產(chǎn)生硫酸根離子的化合物,或者意味著硫酸根離子和/或產(chǎn)生硫酸根離子的化合物被有目的的加入對苯二胺游離堿彩色顯影劑中,用以形成對苯二胺彩色顯影劑的酸式鹽的任何部分。
本發(fā)明回收彩色顯影劑的方法的優(yōu)點是可以制備一種基本上沒有硫酸根離子的單組分彩色顯影劑濃縮液,所述濃縮液含有a)約10-90重量%,優(yōu)選約10-60重量%,更優(yōu)選約10-40重量%的基本上不含有硫酸根離子的對苯二胺游離堿;b)約1-60重量%,優(yōu)選約1-40重量%的防腐劑;和c)約10-90重量%,優(yōu)選10-70重量%,更優(yōu)選約10-50重量%的攝影惰性的可水混溶性或者水溶性的含羥基的有機(jī)溶劑,其中前述重量百分比基于(a)、(b)和(c)的總重量計算。
上述單組分彩色顯影劑濃縮物提供了許多超越目前可提供的或者已知的光化學(xué)組合物的優(yōu)點。除了是濃縮物(也即,含有最少量的水)的優(yōu)點以外,在運輸和貯存方面也可以節(jié)省相當(dāng)多的成本,并且該濃縮物沒有沉淀物、料漿或多種溶劑相。該濃縮物在使用之前不需要劇烈的攪拌并且可很容易和快速地計量加入到照片沖印溶液配制槽中。制備這種濃縮物的一個根本優(yōu)點是對苯二胺彩色顯影劑的酸式鹽不形成溶液,該溶液必須隨后與堿金屬堿接觸來沉淀溶液中的硫酸根離子。因此,本發(fā)明通過不必加入堿金屬堿材料和過濾所得到的硫酸鹽而降低了成本,并且提供了一種上好的對苯二胺彩色顯影劑濃縮物,該濃縮物基本上不含有硫酸根離子而且在溶液中沒有過量的堿金屬離子。
為了防止彩色顯影劑被氧化,上述彩色顯影劑濃縮物的單一部分可包括一種或多種抗氧化劑或防腐劑。該抗氧化劑可以是無機(jī)物或有機(jī)物。已知有許多類有用的抗氧化劑,包括但并不限于,亞硫酸鹽,如亞硫酸鈉、亞硫酸鉀、亞硫酸氫鈉、偏亞硫酸氫鈉和偏亞硫酸氫鉀,羥胺及其衍生物,肼,酰肼,苯酚,氨基酸,抗壞血酸及其衍生物,異羥肟酸,氨基酮,單糖和多糖,單胺和多胺,季銨鹽,硝酰基,醇和肟。尤其有用的抗氧化劑是羥胺衍生物,包括但不限于N,N-二(2,3-二羥丙基)羥胺,N,N-二(2-甲基-2,3-二羥丙基)羥胺和N,N-二-(1-羥甲基-2-羥基-3-苯丙基)羥胺。所用的具體的防腐劑或防腐劑組合物依賴于配方及其應(yīng)用。
適用于單組分彩色成像劑濃縮物的攝影惰性可水混溶性或水溶性的含羥基的溶劑包括能夠溶解一種或多種游離堿形式的彩色顯影試劑的溶劑。例如,有用的有機(jī)溶劑包括但不限于,包含2到8個碳原子的鏈烷醇,如乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、2-甲基-1-丙醇、1-戊醇、2-戊醇、3-甲基-1-丁醇和3-甲基-2-丁醇;包含2到8個碳原子的二元醇如乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,4-環(huán)己烷二甲醇,二甘醇和三甘醇;聚乙二醇如PEG-200、PEG-300、PEG-400和PEG-600;包含3到8個碳原子的乙二醇醚,如2-甲氧基乙醇、2-乙氧基乙醇、2-丙氧基乙醇、2-異丙氧基乙醇、2-丁氧基乙醇、1-甲氧基-2-丙醇、1-乙氧基-2-丙醇、3-甲氧基-1-丁醇、二噁烷、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單正丙醚、二乙二醇單異丙醚、二乙二醇單丁醚和三乙二醇單甲醚;多元醇如丙三醇;包含3到8個碳原子的多元醇醚如3-甲氧基-1,2-丙二醇和3-乙氧基-1,2-丙二醇。所使用的溶劑優(yōu)選為PEG-200、二甘醇、乙二醇或丙二醇。這些有機(jī)溶劑可單獨使用或混合使用。
所述單組分彩色顯影劑濃縮物可能包含其它通常存在于這類彩色顯影劑組合物中的材料。例如該顯影劑濃縮物可能含有水、緩沖劑、堿金屬鹵化物、金屬螯合組合物例如帶有或者不帶有鋰、鎂或其它小陽離子的多羧酸或氨基多羧酸或者聚磷酸鹽、輔助共顯影劑例如特別用于黑白顯影組合物的菲尼酮類化合物、抗起霧劑、鏈烷醇胺、顯影加速劑、增白劑例如三嗪基 化合物、潤濕劑、香料、減污劑、表面活性劑、消泡劑和水溶性或水分散性彩色成色劑。如被本領(lǐng)域中技術(shù)人員容易的理解的那樣。這些添加劑的用量在本領(lǐng)域中是公知的。
本發(fā)明的彩色顯影劑濃縮物具有為曝光后的鹵化銀相紙上提供彩色顯影的用途,所述相紙含有一個支撐體和一個或者多個鹵化銀乳劑層,所述乳劑層含有可顯影的鹵化銀乳劑顆粒的圖象分布。特別地,本發(fā)明可用于處理所有類型乳劑的彩色相紙。如在本領(lǐng)域中已知的那樣,彩色相紙的這些層可以含有任何粘接材料或媒介物,包括各種明膠和其它膠體材料。
經(jīng)過圖像曝光的照相用鹵化銀要件的彩色顯影是如下進(jìn)行的,通過將曝光的彩色相紙與由本發(fā)明的彩色顯影濃縮物制備的彩色顯影組合物相接觸,在合適的時間、溫度條件,以及合適的加工設(shè)備中得到了想要的洗印的圖像,如彩色照片。另外的加工步驟可以用傳統(tǒng)的操作實現(xiàn),包括但不限于,一個或多個顯影階段,漂白、定影、漂白/定影、沖洗或淋洗、穩(wěn)定和干燥步驟,以在本領(lǐng)域中公知的任何想要的特別順序進(jìn)行。
所加工的彩色相紙可能有單層或有多層彩色要件。多層彩色相紙典型地包含對可見光譜的三原色區(qū)都很敏感的染料成像單元,每一個單元可能由對光譜的特定區(qū)域很敏感的單個乳劑層或多個乳劑層組成。可以本領(lǐng)域中公知的任何不同的順序安排彩色相紙的各層。在另一種形式中,可以將對可見光譜的三原色區(qū)都很敏感的乳劑處理成單片的分段層,該彩色相紙也可以包含其它傳統(tǒng)的層,如濾光層、夾層、膠層、外涂層和其它對本領(lǐng)域中的技術(shù)人員來說非常顯而易見的層。
對于不同的處理步驟所使用的處理時間和溫度一般是本領(lǐng)域中常用的時間和溫度。例如,彩色顯影的操作溫度一般為約20-60℃。整體彩色顯影時間可以是約75-450秒。在工業(yè)中,特別是在已知為小型實驗室中,對于處理彩色相紙來說全部顯影時間更短時所期望的。這樣的彩色顯影時間可以是有5秒那樣短和有60秒那樣長。使用本發(fā)明單組分彩色顯影濃縮物的彩色相紙的全部處理時間,包括彩色顯影、漂白-定影以及任何淋洗步驟可以是有120秒那樣長和象30秒那樣短,并且優(yōu)選約45-90秒。
本發(fā)明的另一方面提供了一種制備傳統(tǒng)酸式鹽形式的對苯二胺彩色顯影劑的改進(jìn)方法。所述方法包括將使用上述短程蒸餾方法獲得的純化對苯二胺彩色顯影劑與一種合適的無機(jī)酸相接觸;結(jié)晶該游離堿對苯二胺顯影劑的酸式鹽;并且回收結(jié)晶后的酸式鹽。任選地,可以干燥該結(jié)晶后的酸式鹽。在一個優(yōu)選的實施方案中,將濾液循環(huán)回至下一批用于回收的任何溶解的對苯二胺彩色顯影劑中。
用于形成酸鹽的適合無機(jī)酸包括,但并不限于,硫酸、鹽酸、對甲苯磺酸、磷酸以及它們的混合物。加入適當(dāng)?shù)乃岬哪康氖菍⒂坞x堿轉(zhuǎn)變成所期望的酸式鹽。所需酸的用量為化學(xué)計量用量的1-約4.5倍,優(yōu)選為所需用量的約1.02-1.5倍。所述酸可以在加入游離堿之前加入到溶劑中,或者加入到溶劑和游離堿的混合物中然后攪拌。
本發(fā)明通過下例特殊實施例進(jìn)行更詳細(xì)地舉例說明。應(yīng)當(dāng)理解,這些實施例是示例性實施方案而并非用于限制本發(fā)明,應(yīng)在附錄權(quán)利要求的范圍和內(nèi)容內(nèi)來對其進(jìn)行廣泛的解釋。除非另有說明,所有的百分比都為重量百分比。
實施例1用高壓釜作為間歇蒸餾設(shè)備汽提除去包含32.5重量%的N-乙基-N-(2-甲磺酰氨基乙基)-2-甲基對苯二胺,22.5重量%的水,42.5重量%的的2-丙醇(溶劑),和2.5重量%的雜質(zhì)的溶液中的有機(jī)溶劑和水。2-丙醇和水在最終溫度為110℃和最終壓力為10mmHg時被除去。汽提設(shè)備中的殘留物被以流速為200g/hr連續(xù)泵入表面積為0.15m2的刮膜式蒸發(fā)器,在溫度為200-217℃和壓力為0.1mbar時運轉(zhuǎn)該刮膜蒸發(fā)器。收集的蒸餾物為171.0g,產(chǎn)品純度為98.04%。
實施例2用高壓釜作為間歇蒸餾設(shè)備汽提除去包含32.5重量%的N-乙基-N-(2-甲磺酰氨基乙基)-2-甲基對苯二胺,22.5重量%的水,42.5重量%的的2-丙醇(溶劑),和2.5重量%的雜質(zhì)的溶液中的有機(jī)溶劑和水。2-丙醇和水在最終溫度為110℃和最終壓力為10mmHg時被除去。汽提設(shè)備中的殘留物被連續(xù)輸入一個蒸餾組,該蒸餾組包含階段1)具有表面積為0.1m2,的一臺薄膜蒸發(fā)器(TFE)以及在溫度為150℃和壓力為4-7mm壓力時運行的外部冷凝器,主要用作除氣機(jī);階段2)表面積為0.15m2,帶有內(nèi)部冷凝器,石墨刮刀和防濺板的短程刮膜式蒸發(fā)器(SPE);和階段3)與第一個SPE配置相同的第二個短程刮膜式蒸發(fā)器(SPE)。依據(jù)該實施例的描述進(jìn)行的三次試驗的數(shù)據(jù),包括關(guān)鍵的操作參數(shù)見下表I。
表I

實施例3用一臺降膜蒸發(fā)器(FFE)作為第一階段,汽提除去包含34.8重量%的N-乙基-N-(2-羥乙基)-2-甲基對苯二胺,15.4重量%的水,44.4重量%的乙醇,和5.4重量%的雜質(zhì)的高壓釜溶液中的有機(jī)溶劑和水。該FFE的表面積為0.3m2,在110℃和375mmHg壓力下運行。來自第一階段FFE設(shè)備的產(chǎn)品殘留物包含86.6重量%的N-乙基-N-(2-羥乙基)-2-甲基對苯二胺和13.4重量%的雜質(zhì)。該物料被持續(xù)輸入一臺薄膜蒸發(fā)器(TFE)作為第二階段。該TFE的表面積為0.1m2,帶有在110℃和14-18mmHg壓力下運行的外部冷凝器,主要用作除氣機(jī)。來自第二階段TFE的經(jīng)過汽提的脫氣的塔底產(chǎn)物被送入第三和第四階段序列蒸發(fā)器進(jìn)行進(jìn)一步的產(chǎn)品蒸餾。第三階段是一臺表面積為0.15m2,帶有內(nèi)部冷凝器,聚四氟乙烯(PTFE)刮刀和防濺板的短程刮膜式蒸發(fā)器(SPE),第四階段為一臺表面積為0.1m2,帶有PTFE刮刀和外部冷凝器的薄膜蒸發(fā)器(TFE)。結(jié)果如下表II所示。
實施例4在實施例4中,前兩個階段與在實施例3中描述的相同,但是,第三和第四階段都是短程刮膜式蒸發(fā)器。每一個蒸發(fā)器的表面積均為0.15m2,并且都配備有內(nèi)部冷凝器、PTFE刮刀和防濺板。結(jié)果列于下面的表II中表II

在下面的實施例中,制備了含有對苯二胺彩色顯影劑的溶液組合物并且按照本發(fā)明蒸餾方法進(jìn)行純化;在一種水溶性或者可水混溶性的含有羥基的有機(jī)溶劑中;和一種防腐劑。
為了定義游離堿溶液產(chǎn)物組合物,將游離堿形式的彩色顯影劑N-乙基-N-(2-甲磺酰基氨基乙基)-2-甲基對苯二胺和N-乙基-N-(2-羥乙基)-2-甲基對苯二胺的溶解度在室溫下,一般為24℃,在許多可能的溶劑中進(jìn)行測量。對游離堿形式的彩色顯影劑N,N-二乙基-2-甲基對苯二胺沒有進(jìn)行評價,因為其在室溫下為液體并且與所有水溶性、水可混溶性的含有羥基的待選有機(jī)溶劑完全混溶。
少量的,相當(dāng)于溶劑的3重量%的N,N-二乙基羥胺(DEHA)作為防腐劑加入每一個測定物中。把經(jīng)上述方法確定的過量的彩色顯影劑游離堿加入每種溶劑中,在室溫下混合幾小時后得到其飽和溶液。通過高效液相色譜(HPLC)和核磁共振(NMR)技術(shù)確定了飽和溶液的重量百分比濃度,每種分析技術(shù)的結(jié)果都非常相似。
表III說明了在室溫下,在各種溶劑中N-乙基-N-(2-甲磺酰氨基乙基)-2-甲基對苯二胺(實施例5-14)和N-乙基-N-(2-羥乙基)-2-甲基對苯二胺(實施例15-20)的重量百分比飽和濃度。PEG-200和PEG-300指平均分子量分別為200和300的聚乙二醇。
表III

實施例21和22說明了制備酸式鹽形式的對苯二胺彩色顯影劑的改進(jìn)方法。彩色顯影劑酸式鹽的溶液顏色淺而且始終如一對沖洗膠卷的配方師來說很重要。通過測量彩色顯影劑在0.1N硫酸水溶液中的5重量%溶液的吸光度代表性地測量產(chǎn)品的顏色。N,N-二乙基-2-甲基對苯二胺單鹽酸鹽的檢測波長為437納米(nm);N-乙基-N-(2-甲磺酰氨基乙基)-2-甲基對苯二胺倍半硫酸鹽單水合物為450和540nm;N-乙基-N-(2-羥乙基)-2-甲基對苯二胺硫酸鹽為540nm。彩色顯影劑酸式鹽的高純度對沖洗膠卷的配方師來說也很重要。該分析鑒定代表性地通過將對苯二胺部分進(jìn)行鈰酸鹽滴定來進(jìn)行。最后,對沖洗膠卷的配方師來說,一種沒有顆?;蛴托问降牟蝗苄噪s質(zhì)的、澄清的最終沖洗膠卷用的溶液是另一個重要的標(biāo)準(zhǔn)。為了量化N-乙基-N-(2-甲磺酰氨基乙基)-2-甲基對苯二胺倍半硫酸鹽單水合物的洗印膠卷用溶液的澄清度性能,在完全混合的Kodak Ektachrome R-3彩色顯影液再生劑基質(zhì)中測量了以nephalalometric濁度單位表示的濁度,已知這種方法對N-乙基-N-(2-甲磺酰氨基乙基)-2-甲基對苯二胺倍半硫酸鹽單水合物的質(zhì)量和純度很敏感且具有識別力。
實施例21在一個2L的圓底三頸瓶中裝入171.0gN-乙基-N-(2-甲磺酰氨基乙基)-2-甲基對苯二胺(純度為98.0%,0.618mol),該燒瓶配有一個機(jī)械攪拌器,一個滴液漏斗和一個回流冷凝器。將三頸瓶仔細(xì)用氮氣沖洗以除去任何殘留的氧氣。向瓶中加入1Kg2-丙醇和100g水。將溶液在室溫下攪拌約10分鐘。向滴液漏斗中加入96%的硫酸(143.0g,1.400mol)。在30分鐘內(nèi)向游離堿溶液中滴入硫酸,允許溫度升至約45-50℃。然后將溶液加熱至75℃,并在此溫度保持30分鐘,然后將溶液在兩小時內(nèi)冷至10℃。酸式鹽產(chǎn)物N-乙基-N-(2-甲磺酰氨基乙基)-2-甲基對苯二胺倍半硫酸鹽單水合物形成白色沉淀。通過過濾分離出固體,用溫度為約0-20℃的2-丙醇洗滌固體,在60℃,10mm psia下將該固體干燥16小時。干燥后的N-乙基-N-(2-甲磺酰氨基乙基)-2-甲基對苯二胺倍半硫酸鹽單水合物,一種白色結(jié)晶物質(zhì),重為265.0g.(0.607mol,由游離堿計收率為98.2%)。在三次實驗中以上文描述的方法從蒸餾、純化的N-乙基-N-(2-甲磺酰氨基乙基)-2-甲基對苯二胺中分離N-乙基-N-(2-甲磺酰氨基乙基)-2-甲基對苯二胺倍半硫酸鹽單水合物的數(shù)據(jù)如下表IV所示。
表IV

實施例22在一個5L的圓底三頸瓶中裝入328.0gN-乙基-N-(2-羥乙基)-2-甲基對苯二胺(純度為98.0%,1.655mol),該燒瓶配有一個機(jī)械攪拌器,一個滴液漏斗和一個回流冷凝器。將三頸瓶仔細(xì)用氮氣沖洗以除去任何殘留的氧氣。向瓶中加入2,150g乙醇和32g水。將溶液在室溫下攪拌約10分鐘。向滴液漏斗中加入96%的硫酸(185.4g,1.815mol)。在30分鐘內(nèi)向游離堿溶液中滴入硫酸,允許溫度升至約45-50℃。然后將溶液加熱至75℃,并在此溫度保持30分鐘,然后將溶液在兩小時內(nèi)冷至10℃。酸式鹽產(chǎn)物N-乙基-N-(2-羥乙基)-2-甲基對苯二胺硫酸鹽形成白色沉淀。通過過濾分離出固體,用溫度為約0-20℃的乙醇洗滌固體,在60℃,10mm psia下將該固體干燥16小時。干燥后的N-乙基-N-(2-羥乙基)-2-甲基對苯二胺硫酸鹽,一種白色結(jié)晶物質(zhì),重為455.0g.(1.556mol,由游離堿計收率為94.0%)。在三次實驗中以上文描述的方法從蒸餾、純化的N-乙基-N-(2-羥乙基)-2-甲基對苯二胺中分離N-乙基-N-(2-羥乙基)-2-甲基對苯二胺硫酸鹽的數(shù)據(jù)如下表V所示。
表V

由上文人們會很容易地意識到這個改進(jìn)的方法允許純化、蒸餾的游離堿轉(zhuǎn)化為酸式鹽的形式可以直接進(jìn)行,而沒有任何脫色步驟以及相關(guān)的收率損失,即,將對苯二胺彩色顯影劑轉(zhuǎn)化為相應(yīng)酸式鹽的收率大于約92%。而且,由于蒸餾出的游離堿的純度高以及相應(yīng)雜質(zhì)含量低,很大一部分濾液將被返回結(jié)晶器并再循環(huán)到下一批中。這樣,就不必為了提高純度和得到要求的適合應(yīng)用的產(chǎn)品而進(jìn)行兩次結(jié)晶步驟。
上文已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明,那些本領(lǐng)域中的技術(shù)人員會理解,在不脫離此處所公開的以及描述的發(fā)明內(nèi)容的范圍和精神的情況下,可以對本發(fā)明的各個方面進(jìn)行修改。因此,本發(fā)明的范圍并非限于所說明和描述的具體實施方案,本發(fā)明的領(lǐng)域?qū)⒂筛戒浀臋?quán)利要求和它的等同方案來決定。
權(quán)利要求
1.一種純化游離堿形式的對苯二胺彩色顯影劑的方法,所述方法包括下列步驟將含有所述游離堿彩色顯影劑的溶液進(jìn)行短程蒸餾,所述短程蒸餾的溫度小于約250℃,接觸時間少于約30min,壓力小于約10mmHg,并且其中所述短程蒸餾包含降膜蒸發(fā)器、薄膜蒸發(fā)器、刮膜式蒸發(fā)器或者短程蒸發(fā)器中的至少一個。
2.權(quán)利要求1的方法,其中所述的游離堿彩色顯影劑在約5秒到400秒的時間內(nèi)承受的溫度為約90℃到約240℃,壓力約為0.001mmHg到約5mmHg。
3.權(quán)利要求1的方法,其中所述的游離堿彩色顯影劑在約20秒到300秒的時間內(nèi)承受的溫度低于約200℃,壓力約為0.005mmHg到約1mmHg。
4.權(quán)利要求1的方法,其中所述的對苯二胺游離堿彩色顯影劑選自N,N-二烷基對苯二胺衍生物,其中所述的烷基部分和所述的烯基部分可獨立選自F、Cl、Br、苯基、對氯苯基、甲氧基、乙氧基、甲氧基乙氧基、苯氧基、磺?;?、甲磺酰基、對甲苯磺?;?、甲基磺酰氨基、苯磺酰氨基、二乙基氨磺?;⑽慈〈陌被酋;糠?,未取代的氨甲?;?、二乙基氨甲?;糠?,乙酰氨基部分、苯甲酰氨基部分、甲脲基、苯脲基部分、甲氧基羰基氨基部分、芳氧羰基氨基部分、甲氧羰基部分、苯氧羰基部分、氰基部分,羥基部分,羧基部分,磺基,硝基部分,氨基部分、二乙氨基部分、甲硫基部分、苯硫基部分、嗎啉基和吡啶基部分。
5.權(quán)利要求1的方法,其中所述的對苯二胺游離堿彩色顯影劑選自N,N-二乙基-2-甲基對苯二胺、N-乙基-N-(2-甲磺酰氨基乙基)-2-甲基對苯二胺、N-乙基-N-(2-羥乙基)-2-甲基對苯二胺及其混合物。
6.權(quán)利要求1的方法,其中所述的純化對苯二胺型彩色顯影劑的純度大于約90重量%。
7.權(quán)利要求1的方法,其中所述的純化對苯二胺型彩色顯影劑的純度大于約92重量%。
8.權(quán)利要求1的方法,其中所述的純化對苯二胺型彩色顯影劑的純度大于約95重量%。
9.權(quán)利要求1的方法,其中所述的純化對苯二胺型彩色顯影劑的純度大于約97重量%。
10.一種純化游離堿形式的對苯二胺彩色顯影劑的方法,所述方法包括下列步驟將含有所述游離堿彩色顯影劑的溶液進(jìn)行短程蒸餾,所述短程蒸餾的時間為約5秒到400秒,溫度為約140℃到約220℃,壓力為約0.001mmHg到約5mmHg,并且其中所述短程蒸餾包含降膜蒸發(fā)器、薄膜蒸發(fā)器、刮膜式蒸發(fā)器或者短程蒸發(fā)器中的至少一個。
11.權(quán)利要求10的方法,其中所述的游離堿彩色顯影劑在約20秒到300秒的時間內(nèi)承受的溫度低于約220℃,壓力約為0.005mmHg到約1mmHg。
12.權(quán)利要求10的方法,其中所述的對苯二胺游離堿彩色顯影劑選自N,N-二乙基-2-甲基對苯二胺、N-乙基-N-(2-甲磺酰氨基乙基)-2-甲基對苯二胺、N-乙基-N-(2-羥乙基)-2-甲基對苯二胺及其混合物。
13.權(quán)利要求10的方法,其中所述的純化對苯二胺型彩色顯影劑的純度大于約95重量%。
14.一種制備對苯二胺游離堿彩色顯影劑的酸式鹽的方法,該方法包括a將權(quán)利要求1中經(jīng)短程蒸餾方法得到的純化后的對苯二胺游離堿溶解在一種有機(jī)溶劑中;b將溶解后的對苯二胺彩色顯影劑與一種無機(jī)酸接觸以形成所述對苯二胺彩色顯影劑的酸式鹽;c將所述酸式鹽結(jié)晶;并且d回收所述的結(jié)晶酸式鹽。
15.權(quán)利要求14的方法,其中所述的無機(jī)酸選自硫酸、鹽酸、磷酸、對甲苯磺酸及其混合物。
16.權(quán)利要求14的方法,其中所述的對苯二胺游離堿彩色顯影劑選自N,N-二乙基-2-甲基對苯二胺、N-乙基-N-(2-甲磺酰氨基乙基)-2-甲基對苯二胺、N-乙基-N-(2-羥乙基)-2-甲基對苯二胺及其混合物。
17.權(quán)利要求16的方法,其中超過約92%的對苯二胺游離堿彩色顯影劑被轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的酸式鹽。
18.權(quán)利要求16的方法,其中所述溶劑選自乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、2-甲基-1-丙醇、1-戊醇、2-戊醇、3-甲基-1-丁醇和3-甲基-2-丁醇、乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,4-環(huán)己烷二甲醇,二甘醇和三甘醇、2-甲氧基乙醇、2-乙氧基乙醇、2-丙氧基乙醇、2-異丙氧基乙醇、2-丁氧基乙醇、1-甲氧基-2-丙醇、1-乙氧基-2-丙醇、3-甲氧基-1-丁醇、二噁烷、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單正丙醚、二乙二醇單異丙醚、二乙二醇單丁醚、三乙二醇單甲醚、丙三醇;3-甲氧基-1,2-丙二醇、3-乙氧基-1,2-丙二醇及其混合物。
19.權(quán)利要求15的方法,其中,無機(jī)酸的用量為形成酸式鹽所需化學(xué)計量用量的1-約4.5倍。
20.權(quán)利要求15的方法,其中,無機(jī)酸的用量為形成酸式鹽所需化學(xué)計量用量的約1.02-約1.5倍。
全文摘要
一種純化游離堿形式的對苯二胺彩色顯影劑的方法。所述方法包括將含有所述游離堿彩色顯影劑的溶液進(jìn)行短程蒸餾,所述短程蒸餾包含降膜蒸發(fā)器、薄膜蒸發(fā)器、刮膜式蒸發(fā)器或者短程蒸發(fā)器中的至少一個。另一方面是一種從對苯二胺游離堿制備其酸式鹽的方法,該方法包括以下步驟a)將由短移蒸餾得到的純化后的對苯二胺游離堿溶解在一種有機(jī)溶劑中;b)將溶解后的游離堿蒸餾物與一種適當(dāng)?shù)臒o機(jī)酸反應(yīng);c)將彩色顯影劑酸式鹽結(jié)晶。
文檔編號C07C303/44GK1518683SQ02812600
公開日2004年8月4日 申請日期2002年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月28日
發(fā)明者P·M·胡德納爾, L·博爾迪, P M 胡德納爾 申請人:伊斯曼化學(xué)公司
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