一种黑色染料的合成工艺研究

一种黑色染料的合成工艺研究

该黑色染料为酸性黑220，是一种1 ：2型不对称金属络合染料，具有出色染色性能和良好配伍性。它是由6-硝基1、2、4酸氧体与2-萘酚偶合后，再与铬试剂进行络合反应生成的一络合物和由4-硝基-2-氨基苯酚、亚硝酸重氮化后与7-萘酚进行偶合反应生成二偶合物进行络合反应而成，本文详细介绍了该染料的合成过程。

标签：分步络合；铬络合

0 前言：

染料按其应用性能分为酸性染料、活性染料、分散染料、冰染染料、直接染料、硫化染料、碱性染料等。C.I.酸性黑220属于染料大类中的酸性染料，其具有优良的染色性能和配伍性能，其英文名称为C.I. Acid Black 220，黑色均匀粉末，易溶于水，是一种很好的环保性偶氮染料；

目前C.I.酸性黑220工艺在还未见于报道，其合成工艺仍处于保密状态，现在根据对国外产品的结构剖析，参考现有工艺，通过实验验证，完成本工艺；

本文主要介绍C.I.酸性黑220的合成工艺路线以及合成条件的确定[1]。

1.产品介绍

1.1 分子式：C38H26N6O12SCr

1.2 相对分子量：84

2.51

1.3 产品指标：

色光：近似-微（与标准品相比）。

2.生产基本原理[2]

本产品为6-硝基1、2、4酸氧体与2萘酚偶合制得偶合物B1，偶合物B1在高温高压进行一络合反应生成一次络合物C1，4-硝基-2-氨基苯酚与亚硝酸钠在酸性条件下重氮化反应生成重氮物A，A与1-乙酰氨基-7萘酚偶合反应生成偶合物B2，C1与B2在碱性条件下络合反应生成最终产品C2。

3.实验部分

3.1 試验器材

200ml烧杯一个、400ml烧杯一个、10ml、100ml量筒各一个、250ml三口瓶四个、高压釜、400ml锥形瓶、5ml移液管、电子天平、酸度计、调温电热器、滴液漏斗。

3.2 实验试剂

6-硝基1、2、4酸氧体（工业）、液碱（30%工业碱）、4-硝基-2-氨基苯酚（工业）、亚硝酸钠（工业）、纯碱（工业）、1-乙酰氨基-7-萘酚（工业）、盐（工业）、盐酸（工业）、水杨酸（工业）、铬明矾（工业）、甲酸钠（工业），硫酸（工业）间苯二酚指示剂，BN。

3.3 操作步骤

3.3.1 氧体偶和[3]

3.3.1.1 2-萘酚溶解

于200ml烧杯中加入水80ml，启动搅拌7ml，流加液碱，用调温电热器升温至60-65℃，加入2-萘酚12g，于60-65℃搅拌30分钟，检查全溶后吸滤，滤液备偶合。

3.3.1.2 偶合

于400ml烧杯中加水160ml，启动搅拌，均匀加入6-硝基1、2、4酸氧体17.2g（100%），控制温度25-35℃，搅拌30分钟。加BN调pH=7-8，迅速将已吸滤好的2-萘酚滤液在15分钟内加入到其中，升温至40-45℃保温2小时后，继续升温至60-65℃保温1小时，如终点不到继续保温直至终点，终点到后降温35℃待盐析。

3.3.1.3 偶合物酸化，盐析，过滤

向溶液中加入精盐15g，搅拌均匀后加盐酸调pH=3-4，再加入精盐10g，检查晕圈，晕圈较深继续加精盐直至晕圈为淡黄色放射状，继续搅拌30分钟，吸滤，滤饼备络合。

3.3.2 一次络合

400ml锥形瓶中加入水，启动搅拌，加入偶合物滤饼一批，打浆均匀后，升温至40℃，加入甲酸钠5.9g（100%），铬明矾溶液及水杨酸1g，浓硫酸调pH≤1.5，密封升温到110-120℃，保温反应8小时。降温到40-45℃压滤。

3.3.3 二次重氮化

250ml三口瓶中加入水，启动搅拌，加入4-硝基-2-氨基苯酚8.2g（100%）、

盐酸3.9ml（100%），搅拌至全溶，降温至0-5℃，流加亚硝酸钠溶液3.6g（100%），约30min加完，终点到，继续保温1小时，偶合前加入适量氨基磺酸破坏过量的亚硝酸钠。

3.3.4 二次偶合

于250ml三口瓶中加入水，启动搅拌，加入依次加入1-乙酰氨基-7-萘酚10.8g，二重氮液，加完用液碱调PH值≥9.5，在10-15℃下反应至终点，终点到后继续保温1小时，加入精盐18g盐析，搅拌30分钟，压滤。

3.3.5 二络合

于250ml三口瓶中加入水60ml，启动搅拌，加入一次络合物、二次偶合物滤饼，打浆均匀后，升温至85℃，调pH=6.0-7.0，保温至反应完成，然后调pH≥9.5，升温并在95-102℃保温反应3小时，然后热过滤得滤饼。

3.3.6反应条件的确定

以上实验条件的确定，是基于实验条件验证得到的，主要通过研究的二络合反应时间及物料配比的验证和偶合中物料配比的确定等。

对于偶合及二络合实验条件的确定是通过正交实验对最佳反应条件进行的，同时最终产品结果符合商业要求，达到近似级别。

4、最终确定的关键条件如下：

①二络合反应，反应物料配比为1 ：1.05，反应温度为≥95℃，保温时间为3小时；②偶合反应过程中重氮组分与偶合组分的配比为1 ：0.9-1 ：1.0之间。

参考文献：

[1]周雷云.金属络合交联染料的合成和应用[D].大连：大连理工大学，2009.

[2]任再新，杨军浩.液体酸性染料的制备方法和监测[J].染料与染色，2006，43（5）：3-5.

[3]周小明.聚丙烯酸大分子染料的合成及应用研究[D].大连：大连理工大学，2013.