一种黄色染料的合成研究
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一种黄色染料的合成研究
作者:韩建朝
来源:《中国化工贸易·下旬刊》2017年第10期
摘要:该黄色染料为C.I.活性黄39,是一种应用性能较好、环保型的单偶氮活性染料。
它是由2,4-二氨基苯磺酸与二溴丙酰氯缩合,缩合物重氮化与2.5.4-酮偶合后,偶合物再水解而制得的偶氮染料。
本文详细介绍了C.I.活性黄39的合成过程。
关键词:C.I.活性黄39;2,4-二氨基苯磺酸;二溴丙酰氯
C.I.活性黄39的英文名称为C.I.Reactive yellow39,黄色均匀粉末或绿光黄色(日光下)均匀粉末,溶于水,遇浓硫酸、稀盐酸或稀氢氧化钠时,均为绿光黄色,其染色溶液遇铜离子显微红。
文献上[1]得到的方法一为间氯苯胺与浓硫酸发生磺化,磺化产物与α-溴代丙酰氯发生取代,生成2-氨基-4-(α-溴代丙烯酰胺基)苯磺酸发生重氮化,然后与2,5,4-酮发生偶合,得到染料产品;方法二是由2,4-二氨基苯磺酸与二溴丙酰氯缩合,缩合物重氮化与2,5,4-酮偶合后,偶合物再水解而制得的偶氮染料。
我公司的染料合成提倡单元反应较少的路线,这样工艺路线容易控制,设备等投资较少,因此我们着重于方法二的研究。
本文主要介绍C.I.活性黄39的合成工艺路线以及合成条件的确定。
1 产品介绍
1.1 分子式:C19H22BrCl2N5NaO8S2
1.2 相对分子量:699.25
1.3 产品指标
色光:近似-微(与标准品相比)
强度:100%±2
2 生产基本原理
本产品为2,4-二氨基苯磺酸与二溴丙酰氯缩合制得缩合物A,缩合物A在常温下重氮化,再与2,5,4-酮偶合,偶合物再水解而制得的偶氮染料[2]。
3 实验部分
3.1 试验器材
200ml烧杯一个;400ml烧杯一个;10ml、100ml量筒个一个;250ml三口瓶两个(配有搅拌、温度计、回流冷凝器);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
2,4-二氨基苯磺酸(工业);液碱(30%工业碱);二溴丙酰氯(工业);亚硝酸钠(工业);纯碱(工业);2.5.4-酮(湿品);氯化钾(工业);盐(工业);盐酸(工业)。
γ酸检测溶液
3.3 操作步骤
3.3.1 缩合
3.3.1.1 溶解
在250ml三口瓶中加入水80ml、2,4-二氨基苯磺酸(折百量)为15g,打浆10分钟,然后用液碱溶解,调pH=6.5-7.0至全溶,如果2,4-二氨基苯磺酸不溶,可升温至40℃,保温搅拌至全溶。
3.3.1.2 缩合
用冰水将水温冷却到0-5℃,在30-50分钟用滴液漏斗滴加二溴丙酰氯(折百量)20g,过程中控制温度0-5℃,用15%碳酸钠溶液维持pH=6.0-7.5,每隔5分钟检测一次,直到pH值不再变化时,反应完成。
加入体积10%的精盐,搅拌30分钟以上,吸滤。
3.3.1.3 后处理
滤饼干燥、标化、分析含量,应用于下面的反应。
3.3.2 重氮化
重氮化反应过程:在250ml三口瓶中,加入缩合产物A、水50ml,开搅拌,加入食盐,打浆升温至18℃,搅拌30分钟。
流加盐酸8ml,搅拌10分钟。
保温18~20℃,缓慢滴加亚硝酸钠溶液3.9ml,1小时滴完,之后在18~20℃保温3小时,其中每30分钟检测一次亚硝根,保持亚硝根微过量,否则补加。
偶合前用氨基磺酸破坏过量亚硝根。
以上溶液总体积约为90ml。
3.3.3 偶合
3.3.3.1 化料
烧杯中加入水、2,5,4-酮7ml,打浆20分钟。
用15%的碳酸钠溶液调pH=6.5-7.5,搅拌30分钟,全溶后准备吸滤,滤液备偶合。
3.3.3.2 偶合
用冰浴冷却降温至5-10℃,30分钟左右流加重氮液,流家过程中用液碱控制pH=6.0-
7.0。
流加完重氮液后,调整pH=6.5-7.0。
用γ酸溶液测试终点,两润圈相交处若显红色,则补加少量的2,5,4-酮,搅拌至γ酸溶液测试不显红色,即为终点。
终点到后,继续搅拌30分钟。
3.3.3.3 水解
偶合液维持温度5-10℃,用液碱调pH=12.0-12.5,水解1小时,用醋酸调pH=6.5-7.0,搅拌30分钟。
3.3.3.4 盐析
水解液中加入5g氯化钾,搅拌1小时,再加入5g氯化钾,搅拌2小时。
静置1小时,吸滤,滤饼干燥标化。
3.4 物料检测
物料干燥后,用研钵研磨成粉末,称重,标明批次。
送标准化分析强度、色光等各项染料指标。
4 结论
以上实验条件的确认都是通过正交实验和条件时间关系确定的,均是选择了C.I.活性黄39的最佳反应条件,其关键步骤的最佳反应条件如下:
①缩合反应pH值为6.0-7.5,反应物料配比为1:1.05,反应温度为0-5℃,反应时间为3小时;②重氮化反应温度为15-20℃;③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]黄磊,罗巨涛,张高奇.活性黄M-3ER的合成研究[J].染料与染色,2012,49(5)4-7.
[2]何烨.含双活性基红色谱系活性染料的合成及染色性能研究[D].上海:东华大学,2014.。