(Hemi-)Indigoderivate: Synthese, Eigenschaften und Anwendung als Haarfärbemittel

Dümeland, Martin

doi:10.24355/dbbs.084-200511080100-630

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(Hemi-)Indigoderivate : Synthese, Eigenschaften und Anwendung als Haarfärbemittel

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Die vorliegende Arbeit behandelt (hemi-)indigoide Chromophore der Benzo[b]furanon- und Benzo[b]thiophenon-Reihe. Dies umfaßt Synthese, Charakterisierung und Untersuchung der Eigenschaften sowohl der Chromophorvorstufen als auch der aus ihnen gebildeten (Hemi-)Indigoderivate. Zusätzlich wurde in ersten Haarfärbetests die Anwendbarkeit dieser Farbstoffvorstufen für die Haarfärbung auf Indigo- bzw. Hemiindigobasis geprüft. Durch systematische Variation der Reaktionsbedingungen und unter Einsatz von Schutzgruppen konnten die Chromophorvorstufen (Benzo[b]furanone bzw. Benzo[b]thiophenone) im Grammaßstab erhalten werden. Semiempirische Berechnungen der Molekülgeometrie sowie experimentelle Röntgenstrukturdaten belegen, daß ihr Eindringen in das Haar möglich sein sollte. Als Modellverbindungen für die im Haar gebildeten Farbstoffe wurden die entsprechenden Indigo- bzw. Hemiindigoderivate durch oxidative Dimerisierung bzw. Aldolkondensation mit aromatischen Aldehyden synthetisiert und insbesondere 1H und 13C NMR- sowie UV/Vis-spektroskopisch untersucht. Orientierende Haarfärbetests ergaben für die Bildung von Indigoderivaten aus den Vorstufen (s.o.) im Haarinnern mäßige Ausfärbungen. Dagegen zeigten die Hemiindigoausfärbungen durchweg sehr gute rote Färbeergebnisse.

In this work (hemi-)indigoide chromophors of the benzo[b]furanone and benzo[b]thiophenone series are investigated. This covers the synthesis, characterization and properties of this dye-precursors and the chromophors obtained from these. First experiments of hair dyeing are done in order to proof the possibility of using this molecules for coloration of human hair in a indigo and hemiindigo manner. Several pathways of synthesis with or without the use of protecting groups are presented. By these it was possible to obtain the desired benzo[b]furanones and benzo[b]thiophenones each in a magnitude of several grams. Semiempirical calculations and obtained X-ray data have shown that these dye-precursors should be able to penetrate into human hair from the point of molecular geometry. Before starting the coloration experiments the indigo dyes (oxidative dimerization) and also the hemiindigo dyes (aldol condensation) have been synthesized as model compounds. Especially their 1H, 13C NMR- and UV/vis-properties have been investigated. Within the experiments of hair dyeing the indigo dyes (oxidative dimerization of benzo[b]furanone or benzo[b]thiophenone) lead to rather gentle colorations. In contrast the hemiindigo dyes (aldol condensation of an aromatic aldehyde with benzo[b]furanone or benzo[b]thiophenone) produced brilliant red colorations.