湖北华丽染料工业有限公司染料合成培训材料(DOC)

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染料合成培训材料

（一）染料合成基本知识

一、几种常用碱的使用说明

我们车间调PH值常用的几种碱有：

液碱磷酸三钠纯碱小苏打醋酸钠(25℃时，10g/l) PH值12 11.4 10.3 8 7.8

根据不同的反应情况，选用适当的碱剂来调节PH值。

液碱：其碱性最强，一般用来溶解不带活性基的中间体，如H酸、J酸、间酸，间氨基苯磺酸、邻氨基苯磺酸、间脲、磺化吐氏酸，SPMP、SPCP等。另外还用来水解乙酰化物，如活性橙122、活性橙84、活性橙16等的水解反应均要用到液碱。

磷酸三钠：碱性较强，是一种强碱弱酸盐，对溶液有缓冲作用，一般不它来调节PH值。因为它与酸作用形成的盐对PH值有缓冲作用，会使PH值调节缓慢，同时会增加其它碱或酸的用量，最后影响到强度和色光。在没有特殊要求的反应中，我们最好不用磷酸三钠来调节PH值。

纯碱：其碱性适中，可用于溶解中间体和反应时调节PH值。有些中间体虽不含活性基，但用碱性强的碱溶解时，对分子结构产生破坏作用，使中间体变质；所以对这样的中间体我们就用纯碱溶解，如2-吡啶酮的溶解。同时因其碱性没有液碱强，调节PH 值时也比较缓慢，因此许多中间体的溶解用纯碱。我们在合成染料时，对于其碱偶反应，均用纯碱溶液调节PH值，且调节的速度较快，一般1-2小时完成。

小苏打：其碱性较弱，一般用来溶解带活性基的中间体，如对、间位酯。同时因有些反应的特殊性，要求用弱碱性的碱来调节PH值，在生产不程中遇到最多的反应是：CNC或对位酯或间位酯的一缩或二缩反应；有些产品的酸偶反应，并且要求碱溶液匀速的加入，使PH值缓慢上升。

醋酸钠：其碱性最弱，与酸反应能形成缓冲溶液，因此不用来溶解中间体，一般用于对酸偶反应条件较严格的PH值控制。从现在我们所生产的产品来看，没有要用醋酸钠来调节PH值工艺条件了。

二、一种酸的使用说明

1．化工生产上，常说的“三酸两碱”是指盐酸、硫酸、硝酸、液碱、纯碱。

2．根据我们的生产需要，使用最多一种酸是盐酸。它的最高浓度可达到36%，但我们工业生产上所用盐酸的含量最高只有32%左右。从其外观看，颜色越浅，纯度越高，质量越好。我们现在车间所用盐酸均为副产酸，其外观颜色较深，一般为浅绿色（较好），有时为黄绿色（较差）。

三、原材料的溶解

1．在染料的生产过程中，溶解是最基本的一个操作过程，也是最简单的反应过程。顾名思义，溶解就是将固体物质加入到一定的溶液中，在外力作用下，使其在溶液中完全溶解，形成溶液。我们在车间生产时，常常会遇到三种溶解方式：

1）直接加水溶解：如亚钠、纯碱、小苏打、间双等，只要在水中达到一定的浓度就会自动溶解。

2）加碱将其溶解：这种溶解是我们最常见的，大多数中间体是酸性，自身PH值较低，加水不能使其溶液；但用碱将其PH值调节到5-8，就会完全溶解。如M-1、N-30、H酸、J酸、对位酯、（对、间、邻）氨基苯磺酸等。

3）加酸将其溶解：这种比较少见，先将中间体与水混合，再加入较大比例的酸，使中间体在强酸性的条件下溶解（PH小于1.5），如D-20、精细BCS等。

2．影响物质溶解的几个因素

1）溶解体积：根据中间体的品种不同，其溶解度也不同。溶解时一定要控制好浓度，浓度过低，物料体积会很大；浓度太高，中间体不会溶解，不能达到溶解要求。如H酸溶液可控制浓度15-25%，J酸溶液控制其浓度7-8%，间双溶液控制其浓度10-15%，精细BCS溶液控制其浓度5-8%，对位酯溶液控制其浓度20-25%。

2）溶解温度：我们都知道，溶液的温度越高，溶解速度越快。根据我们的生产情况，除特殊的中间体要较高温度进行溶解外，一般情况下控制温度20-30度就可使其完全溶解。

3）PH值的影响：溶解时，一定要控制好溶液的PH值：PH值控制太高会使其中的活性基水解或使物料发生氧化变质；PH值控制太低就不会使其完全溶解。在溶解时还要根据其特性，适当的选用碱，来调节PH值。如：对位酯溶解只能用小苏打，而H 酸溶解可用纯碱或液碱；2-吡啶酮溶解可用纯碱和液碱，而不用小苏打。但我们在用液碱溶解中间体时，一定要注意加碱的速度不用太快，一般控制在1-1.5小时。还如有些中间体既能在碱性条件下溶解，又能在酸性条件下溶解；但根据反应的实际情况，要求在酸性条件下溶解，如D-20加盐酸溶解后进行酸偶反应、精制BCS加盐酸溶解后进行重氮化反应。

3．中间体的溶解情况对下一步反应的影响

根据化学反应的基本原理：在相同状况下，只有液相反应进行最快。所以在反应时，最好能使反应相变成液相。但是在实际反应过程中，不能完全使各反应相转变为液相，

只能根据反应的工艺要求，将其中一种或两种物质转化成液相，然后进行反应。因此，对操作规程上要求进行溶解的中间体必须要完全溶解好，这样才能和另外一组份充分接触，反应才能完全。如果中间体不能完全溶解好，会有颗粒不能参加反应，使得物料反应不平衡，最终影响到产品质量（例如：酸偶反应）。

4．溶解终点检测

在取样检测物料溶解终点前，要确认物料的PH值和温度在工艺要求的范围内；然后根据实际情况可选用以下三种方法检测物料的溶解终点：

1）取样在烧坏中，看有无颗粒物质，是否澄清。

2）返料，确认其无颗粒物质存在。

3）用一张干净的滤纸，取样后，用玻璃棒点样后在滤纸上划一下，看溶液是否能完全渗透开。

三、染料合成几种主要反应

重氮化反应

1．定义：在一定条件下，亚硝酸与芳香族伯胺作用生成重氮盐的反应。

解释：对我们的染料生产可理解为，亚硝酸钠在强酸性条件下与芳香族伯胺作用生成重氮盐的反应。

NaNO2+HCl(H2SO4)+Ar-NH2Ar-N N+Cl-+NaCl+H2O

2．在做重氮反应时应注意以下三个方面：

1）酸的用量：重氮反应时，反应体系的PH值是十分重要的，其最佳的PH值应在1.0-1.5之间；若酸的用量不足，则会使已生成的重氮盐与末反应的芳香族伯胺偶合，生成重氮氨基化合物（自偶现象），这种化合物是一种杂质。即使再补加酸也不能使其转化为重氮盐，这样使重氮盐的转化率降低，最终影响到偶合反应收率及产品的质量。

因此，我们在做重氮化反应之前应加入充足的酸。因不同原料的总酸度不同，对所加酸的量没有一定的规律；但在实际合成时，我们发现：重氮反应前，反应体系的PH 值控制在0.8-1.2，反应过程中控制PH值1.0-1.5，最高不能超过1.8。在这个PH值控制范围内，其重氮反应的效果较好。

在做重氮化反应时，要求经常用刚果红试纸检测反应体系的酸是否过量。在检测时要注意：因刚果红试纸PH值小于3.0时开始变蓝，但此时的颜色较浅并有水圈，其颜色随着PH值降低而变深，当PH值在1.8-2.0时，也会有水圈，但此时的兰色较深，当PH值在1.0左右时为深蓝色；在重氮化反应时要求刚果红试纸显深蓝色。

2）亚钠的用量

重氮化反应的速度是由加入亚钠溶液的速度来控制的，反应时要保持一定的加料速度；亚钠加入过慢则来不及反应的芳胺会和重氮盐作用发生自偶反应，因此我们在加亚钠溶液时，一定在先快先慢，先让反应体系中亚钠微过量，即用淀粉碘化钾试纸显微蓝