CN100494287C - 一种阳离子染料母体季胺化的新工艺 - Google Patents
一种阳离子染料母体季胺化的新工艺 Download PDFInfo
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Abstract
一种用阳离子母体与季胺化试剂在有机溶剂中季胺化合成阳离子染料的新型环保节能工艺，工艺中所用缚酸剂为有机碱。本发明转化率高、所得原染料中不含无机盐、季胺化试剂用量小、不产生废水污染、对环境友好、溶剂可以回收、选择性好、方法简便、易于工业化生产。
Description
一、技术领域：
本发明涉及一种阳离子染料合成的新工艺，特别是一种阳离子染料母体季胺化合成阳离子染料的新型环保节能工艺。
二、背景技术：
阳离子染料是聚丙烯腈纤维及织物和与其它纤维制成的混纺织物染色与印花用的专用染料，具有色泽鲜艳、应用性能优异、使用方便、吸尽率高等显著特点。近年来，随着纺织纤维技术和印染技术的快速发展，特别是世界各国对绿色纺织品和废水排放的严格规定，对阳离子染料合成的工艺提出了更高的要求。美国专利USP3991043公开了两种阳离子染料季胺化的生产工艺。
1、离子染料母体在有机溶剂中直接和硫酸二烷酯反应，生产季胺盐，蒸馏溶剂，得到原染料。
2、在碱金属或碱土金属的氧化物、碳酸盐或醋酸盐存在下，阳离子染料母体在水溶液中和硫酸二烷酯发生季胺化反应，然后加入氯化盐进行盐析，过滤，得到原染料
但这两种方法在实际生产中都存在一定的缺点。前一种方法直接使用有机溶剂作为反应溶剂，母体季胺化的转化率较低，产物中副产物和未反应物较多，副产物的存在，将使在印染过程中染料颜色发生不可预测的偏离。GB1547368对此进行了改进，在有机溶剂中加入碱金属或碱土金属的氧化物、碳酸盐或醋酸盐，待季胺化后，将溶液倒入水中，过滤、盐析、过滤，得到原染料。这种方法提高了母体的转化率，但原染料中含盐较多，影响印染，并且后处理过程中产生大量的废水，对环境产生污染。
后一种方法使用碱金属或碱土金属的氧化物、碳酸盐或醋酸盐在水溶液中作为缚酸剂，季胺化转化率高，缺点也是由于使用无机碱，水溶液中含盐率较高，有时甚至高达40％，无机盐的存在，将影响染料的稳定性，降低着色强度和色牢度，为了提高染料的质量，需要对合成染料进行纯化精制。采用盐析等工艺，但得到的产品质量差，盐消耗量达10～15％，染料流失率在5％左右，废水污染严重。同时为了使阳离子析出，往往采用重金属盐使其成为复盐，这样以重金属复盐形式存在的阳离子染料往往对人体有害。同时由于季胺化试剂在水溶液中较易水解，反应则需要大量的季胺化试剂，造成试剂的浪费。
三、发明内容：
本发明的目的是提供一种在合成阳离子染料过程中染料母体季胺化的新工艺，该方法季胺化转化率高，所得原染料中不含无机盐，季胺化试剂用量小，不产生废水污染。
本发明具体合成工艺步骤如下：
1)用有机溶剂溶解已合成的阳离子染料的母体，母体与溶剂的摩尔比为1∶5～200，优选为1∶10～100，溶剂在苯、甲苯、二甲苯、乙基苯、氯苯、二氯苯、溴苯、硝基苯、一氯乙烷、一氯丙烷、二氯甲烷、二氯乙烷、二氯丙烷、氯仿，四氯化碳、N，N—二甲基甲酰胺、甲酸、乙酸、丙酸、四氢呋喃、环己烷、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、甲醚、乙醚、甲乙醚中选用一种或几种；
2)在溶液中加入缚酸剂，缚酸剂在乙胺、二乙胺、三乙胺、三甲胺、N—乙基二异丙胺、二环己乙胺饱和烷基取代胺中选用一种；
3)升高温度至20℃～120℃，待阳离子染料母体全部溶解后，加入季胺化试剂，季胺化试剂在硫酸二烷酯、苯磺酸酯、卤代芳香烃、卤代烷烃、强无机酸酯选用一种，缚酸剂与季胺化试剂的摩尔比为1∶0.2～2，优选为1∶0.5～1.5，季胺化试剂与母体的摩尔比为1∶1～5，优选为1∶1～3，继续升温回流0.5～10小时；
4)反应完毕后，采用蒸馏的方法分离溶剂与原染料，分离出的溶剂回收，直接得到染料成品。
所述的阳离子染料母体在下述染料中任选一种：
1)阳离子蓝41(C.I Basic Blue 41，C.I11105/11154)的母体为E1，其结构式为
2)阳离子金黄X-GL(C.I.48054)的母体为E2，其结构式为
3)阳离子碱性红29(C.I.11460)的母体为E3，其结构式为
4)阳离子碱性红22(C.I.11055)的母体为E4，其结构式为
5)阳离子碱性紫18(C.I.11043)的母体为E5，其结构式为
本发明的有益效果是季胺化转化率高，所得原染料中不含无机盐，季胺化试剂用量小，不产生废水污染，对环境友好，溶剂可以回收，是一种高效、绿色、环保的新型合成工艺。用此种工艺所得的原染料能非常方便的制成目前日益广泛使用的液体阳离子染料。
四、具体实施方式：
为了更好地实施本发明，现举出如下实施例对本发明作进一步的说明，但实施例不是对本发明的限制。
实施例1：
将35.6克(0.1mol)的E1和10.1g(0.2mol)的三乙胺溶解在900克(8mol)的氯苯中，升温至60℃，滴加25.2克(0.2mol)的硫酸二甲酯和112.5克(1mol)氯苯的混合溶液，保持温度继续反应3个小时，直接蒸馏溶剂，得到阳离子蓝41#(C.I Basic Blue41，C.I11105/11154)的原染料，经检测原染料纯度为95.3％，染料母体转化率为99.8％，继续经过商品化处理制成染料成品。
实施例2：
将61.4克(0.2mol)的E2和33.6克(0.46mol)的二乙胺溶于850克(10mol)的二氯甲烷中，在回流温度下滴加39.6克(0.23mol)的苯磺酸甲酯和170克(2mol)的二氯甲烷的混合溶液，继续回流6个小时，然后蒸馏溶剂，得到阳离子金黄X-GL(C.I.48054)的原染料，经检测原染料纯度为96.6％，染料母体转化率为99.7％，继续经过商品化处理制成染料成品。
实施例3：
将31.8克(0.1mol)的E3和16.77克(0.13mol)的N-乙基-二异丙胺溶于337.5克(3mol)的氯苯中，在70℃下滴加13.9克(0.11mol)的硫酸二甲酯和112.5克(1mol)氯苯的混合溶液，继续反应3.5小时，然后蒸馏溶剂，得到阳离子碱性红29(C.I.11460)的原染料，经检测原染料纯度为95.6％，染料母体转化率为98.4％，继续经过商品化处理制成染料成品。
实施例4：
将36.5克(0.15mol)的E4和35.4克(0.35mol)的三乙胺溶于444克(6mol)的乙酸中，在50℃下滴加37.8克(0.3mol)的硫酸二甲酯和74克(1mol)乙酸的混合溶液，继续反应5小时，然后蒸馏溶剂，得到阳离子碱性红22(C.I.11055)的原染料，经检测原染料纯度为91.6％，染料母体转化率为94.6％，继续经过商品化处理制成染料成品。
实施例5：
将22.6克(0.1mol)的E5和8.08克(0.08mol)的三乙胺溶于836.5克(7mol)的氯仿中，在回流温度下滴加25.2克(0.2mol)的硫酸二甲酯和119.5克(1mol)氯仿的混合溶液，继续回流6小时，然后蒸馏溶剂，得到阳离子碱性紫18(C.I.11043)的原染料，经检测原染料纯度为92.6％，染料母体转化率为99.4％，继续经过商品化处理制成染料成品。
Claims (3)
1.一种阳离子染料母体季胺化的新工艺，其特征在于：1)用有机溶剂溶解已合成的阳离子染料的母体，母体与溶剂的摩尔比为1∶5～200，溶剂在苯、甲苯、二甲苯、乙基苯、氯苯、二氯苯、溴苯、硝基苯、一氯乙烷、一氯丙烷、二氯甲烷、二氯乙烷、二氯丙烷、氯仿，四氯化碳、N，N—二甲基甲酰胺、甲酸、乙酸、丙酸、四氢呋喃、环己烷、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、甲醚、乙醚、甲乙醚中选用一种或几种；
2)搅拌下，在溶液中加入缚酸剂，缚酸剂在乙胺、二乙胺、三乙胺、三甲胺、N—乙基二异丙胺、二环己乙胺饱和烷基取代胺中选用一种；
3)升高温度至20℃～120℃，待阳离子染料母体全部溶解后，加入季胺化试剂，季胺化试剂在硫酸二烷酯、苯磺酸酯、卤代芳香烃、卤代烷烃、强无机酸酯选用一种，缚酸剂与季胺化试剂的摩尔比为1∶0.2～2，季胺化试剂与母体的摩尔比为1∶1～5，继续升温回流0.5～10小时；
4)反应完毕后，采用蒸馏的方法分离溶剂与原染料，分离出的溶剂回收，直接得到染料成品；
所述阳离子染料是一类具有不饱和的氮杂环，且氮杂环中存在—C—N＝N—结构，在下列材料中选择一种：
a)阳离子蓝41的母体为E1，其结构式为
b)阳离子金黄X-GL的母体为E2，其结构式为
c)阳离子碱性红29的母体为E3，其结构式为
d)阳离子碱性红22的母体为E4，其结构式为
e)阳离子碱性紫18的母体为E5，其结构式为
2.根据权利要求1所述的阳离子染料母体季胺化的新工艺，其特征在于：步骤(1)中阳离子染料母体与有机溶剂的摩尔比为1∶10～100。
3.根据权利要求1所述的阳离子染料母体季胺化的新工艺，其特征在于：步骤(3)中缚酸剂与季胺化试剂的摩尔比为1∶0.5～1.5；季胺化试剂与母体的摩尔比为1∶1～3。
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