CN103058881A

CN103058881A - 一种染料偶合组分的合成方法

Info

Publication number: CN103058881A
Application number: CN2013100399553A
Authority: CN
Inventors: 徐万福; 唐智勇; 傅伟松; 陈华祥; 杨涛
Original assignee: ZHEJIANG DIBANG CHEMICAL CO Ltd
Current assignee: ZHEJIANG DIBANG CHEMICAL CO Ltd
Priority date: 2013-01-30
Filing date: 2013-01-30
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2033-01-30
Also published as: CN103058881B

Abstract

本发明公开了一种染料偶合组分的合成方法，包括：(1)将3-氨基-4-甲氧基乙酰苯胺和水混合，加入分散剂，搅拌打浆；(2)向步骤(1)得到的浆料中加入烃化试剂和缚酸剂，进行烃化反应，烃化反应完成后得到染料偶合组分3-(N，N-二烯丙基)氨基-4-甲氧基乙酰苯胺。与传统的染料偶合组分制做方法不同的是，本发明的染料偶合组分无需后处理，可以直接加入硫酸水溶液配成染料偶合组分打浆液，节省了相当的生产资源和成本，并且，设备要求低，简化了工艺和操作，降低了能耗，不产生废水，绿色环保。

Description

一种染料偶合组分的合成方法

技术领域

本发明涉及一种有机化合物的制备方法，具体是一种染料偶合组分的合成方法。

背景技术

3-(N，N-二烯丙基)氨基-4-甲氧基乙酰苯胺是一种分散染料中间体，可用于合成分散蓝291:1、分散蓝291:3等多种分散染料。其中，分散蓝291:3是目前国内产量较大的染料品种之一，年产量超过15000吨。随着聚酯纤维的迅速发展，国内外对分散染料的需求不断增加，因此，对分散染料偶合组分制备方法的改进具有重要意义。

传统的3-(N，N-二烯丙基)氨基-4-甲氧基乙酰苯胺生产工艺是反应釜中加入清水和3-氨基-4-甲氧基乙酰苯胺(深蓝还原物)及氯丙烯和氧化镁或氧化钙或碳酸钙等缚酸剂，在高压下反应得到烃化物，再进行稀释、压滤、洗涤而得。其缺点是反应体系压力高，比较危险；反应体系PH值较高，氯丙烯在碱性条件下易水解，氯丙烯消耗量较大，产生的副产物较多，影响质量和收率；含有较多的钙镁离子，继而影响染料的质量。更为关键的是产生了大量高COD的废水。

CN101633627A的中国专利公开了一种生产3-(N，N-二烯丙基)氨基-4-甲氧基乙酰苯胺的方法，包括：3-氨基-4-甲氧基乙酰苯胺与氯丙烯在氨水存在下进行烃化反应，得粗产品，粗产品再经稀释、碱析、压滤、水洗即得产品。其中，在反应锅内投入3-氨基-4-甲氧基乙酰苯胺和氯丙烯后，连续加压分阶段压入质量百分浓度为5～15％的氨水，氨水的加入量随着反应的进程逐渐减少，直至反应完成。此方法以氨水代替了传统的氧化镁或氧化钙或碳酸钙的缚酸剂，并且，分阶段往反应体系打入氨水，有效地解决了传统的高压、原料易水解等问题。然而，粗产品需要进行稀释、碱析、压滤、水洗，虽然其对部分产生的废水进行了套用，还是产生了大量高COD、高氨氮废水。

发明内容

本发明提供了一种染料偶合组分的合成方法，该方法工艺和操作简单，设备要求低，降低了能耗，不产生废水，绿色环保。

一种染料偶合组分的合成方法，包括：

(1)将3-氨基-4-甲氧基乙酰苯胺和水混合，加入分散剂，搅拌打浆；

(2)向步骤(1)得到的浆料中加入烃化试剂和缚酸剂，进行烃化反应，烃化反应完成后得到染料偶合组分3-(N，N-二烯丙基)氨基-4-甲氧基乙酰苯粗品；

(3)将步骤(2)得到的粗品降温，加入硫酸水溶液，配制得到染料偶合组分打浆液可直接进行后续的偶合反应。

反应过程如下式所示：

步骤(1)中，打浆过程的目的是为了保证3-氨基-4-甲氧基乙酰苯胺混合均匀，保证步骤(2)的烃化反应顺利进行。作为优选，所述打浆温度为50～90℃，打浆时间为0.5～3.0h。打浆温度太低，不利于3-氨基-4-甲氧基乙酰苯胺的分散，温度太高不利于后续的反应。

步骤(1)中，分散剂的加入进一步保证3-氨基-4-甲氧基乙酰苯胺混合的更加均匀，且在反应的整个过程中避免发生团聚现象。所述的分散剂为分散染料常用的分散剂，作为优选，所述的分散剂为木质素磺酸盐、亚甲基双甲基萘磺酸钠、亚甲基二萘磺酸钠中的至少一种。

步骤(1)中，浆料中所述的3-氨基-4-甲氧基乙酰苯胺的质量百分比含量为20～60％。分散剂的加入量可根据实际需要确定，一般为总浆料质量的0.02～0.2％。

步骤(2)中，所述的烃化试剂为氯丙烯，氯丙烯的加入量为3-氨基-4-甲氧基乙酰苯胺质量的0.8～1.4倍，所述缚酸剂为液碱，液碱加入量为3-氨基-4-甲氧基乙酰苯胺质量的1.6～2.2倍，液碱为10～50％的氢氧化钠溶液。所述的烃化反应温度为60～100℃，反应体系的pH值为4～8。

步骤(2)一般在反应锅中进行，所述的氯丙烯从反应锅底部分阶段加入，具体过程为：第一小时均匀加入氯丙烯额定量的25～35％；第二小时均匀加入氯丙烯额定量的19～27％；第三小时均匀加入氯丙烯额定量的13～23％；第四小时均匀加入氯丙烯额定量的10～19％；第五小时均匀加入氯丙烯额定量的7～15％；第六小时均匀加入氯丙烯额定量的5～10％；第七小时均匀加入氯丙烯额定量的3～8％；第八小时均匀加入氯丙烯额定量的1～5％。氯丙烯分阶段加入，加入量随着反应的进程逐渐减少，避免了一次性加入使得反应体系产生压力，导致氯丙烯水解产生丙烯醇，减少了氯丙烯的消耗。

3-氨基-4-甲氧基乙酰苯胺与氯丙烯烃化反应过程中生成3-(N，N-二烯丙基)氨基-4-甲氧基乙酰苯胺和氯化氢，液碱的作用是中和烃化反应产生的氯化氢，随着氯化氢被中和，反应体系往正方向进行。

步骤(2)中，液碱的加入速度和加入量通过分散控制系统(DistributedControl Systems，简称DCS系统)控制，DCS系统与用于检测系统pH值的pH计相连，DCS系统根据pH计的检测结果实时对液碱的加入速度和加入量进行控制。例如可将pH值预设值设定为6，通过DCS系统实现液碱阀门开启的大小与pH值离6的远近关联。

步骤(3)中硫酸水溶液的质量百分比浓度为30～98％，加入硫酸水溶液后染料偶合组分打浆液的酸值为5～30％，制备得到的染料偶合组分打浆液可直接用于后续的偶合反应。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：

(1)本发明使用液碱为缚酸剂，产生了氯化钠，而氯化钠对染料的合成没有影响，通过染料滤饼的压滤水洗可以除去。CN101633627A的中国专利采用氨水为缚酸剂，若不通过后处理除去产生的氯化铵，会大大增加染料废水的处理难度。若采用氧化镁或氧化钙或碳酸钙等传统的固体缚酸剂，反应体系会产生压力，体系的pH值不好控制，3-氨基-4-甲氧基乙酰苯胺和氯丙烯易水解，并且，钙镁离子对染料的合成有一定的影响。

(2)本发明采用分阶段往反应体系中加入氯丙烯，避免了一次性加入使得反应体系产生压力，避免了氯丙烯水解生产丙烯醇，减少了氯丙烯的消耗。

(3)本发明采用DCS系统自动控制反应体系的pH值和液碱加入速度，保证了体系处于最佳反应状态，避免了由于pH值过低或过高导致3-氨基-4-甲氧基乙酰苯胺或氯丙烯水解，避免了副产物的产生。本发明制备的3-(N，N-二烯丙基)氨基-4-甲氧基乙酰苯胺纯度达到了99％。

(4)本发明常压进行，采用DCS自动控制反应过程，有效地提高了3-(N，N-二烯丙基)氨基-4-甲氧基乙酰苯胺的收率。省去了染料偶合组分的后处理(碱析、压滤、水洗)，可以直接加入硫酸配成染料偶合组分打浆液。本发明制成的染料偶合组分，进一步合成的染料，其纯度、得量、强度、色光等质量指标与经过后处理的染料偶合组分合成的染料质量指标相当。

附图说明

图1为本发明的染料偶合组分的合成方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进行进一步详细说明，实施例所需原料均为市售成品。

一种染料偶合组分的合成方法，为研究其对染料质量指标的影响，在染料合成中，分别使用未经后处理和经过后处理的染料中间体合成291:1蓝、291:2蓝和291:3蓝三种染料，具体过程如下：

实施例1：反应过程参见图1

染料偶合组分的制备：在500mL四口烧瓶中加入100g底水，76g深蓝还原物(3-氨基-4-甲氧基乙酰苯胺)，搅拌均匀，加入分散剂木质素磺酸钠0.1g，搅拌条件下升温至80℃进行打浆，打浆时间为2h；将得到的浆料转移至1000mL玻璃反应锅，分批加入77g氯丙烯，具体过程为：第一小时均匀加入氯丙烯额定量的30％；第二小时均匀加入氯丙烯额定量的25％；第三小时均匀加入氯丙烯额定量的15％；第四小时均匀加入氯丙烯额定量的10％；第五小时均匀加入氯丙烯额定量的10％；第六小时均匀加入氯丙烯额定量的5％；第七小时均匀加入氯丙烯额定量的3％；第八小时均匀加入氯丙烯额定量的2％。同时滴入约130g液碱(质量百分比浓度为30％的氢氧化钠溶液)，液碱滴入速度根据反应体系的pH值而定，反应过程中，控制pH值为5-6，85℃反应8小时后，制得染料偶合组分粗品。

分散蓝291:1的制备：将单批染料偶合组分粗品放入2000mL烧杯中，降温，加入质量百分比浓度为60％的硫酸水溶液，调节体系的酸值为8％，制得染料偶合组分打浆液。往烧杯中滴入2，4-二硝基-6-氯重氮盐溶液102g，控制偶合反应温度为-10～10℃，反应完毕，经结晶、抽滤、水洗，制得291:1蓝滤饼。

实施例2：

染料偶合组分的制备：在500mL四口烧瓶中加入100g底水，76g深蓝还原物(3-氨基-4-甲氧基乙酰苯胺)，搅拌均匀，加入分散剂亚甲基二萘磺酸钠0.2g，搅拌条件下升温至75℃进行打浆，打浆时间为3h；将得到的浆料转移至1000mL玻璃反应锅，分批加入71g氯丙烯，具体过程为：第一小时均匀加入氯丙烯额定量的35％；第二小时均匀加入氯丙烯额定量的18％；第三小时均匀加入氯丙烯额定量的20％；第四小时均匀加入氯丙烯额定量的10％；第五小时均匀加入氯丙烯额定量的8％；第六小时均匀加入氯丙烯额定量的5％；第七小时均匀加入氯丙烯额定量的3％；第八小时均匀加入氯丙烯额定量的1％。同时滴入约100g液碱(质量百分比浓度为40％的氢氧化钠溶液)，液碱滴入速度根据反应体系的pH值而定，反应过程中，控制pH值为5-6，85℃反应8小时后，制得染料偶合组分粗品。

分散蓝291:2的制备：将单批染料偶合组分粗品放入2000mL烧杯中，降温，加入质量百分比浓度为40％的硫酸水溶液，调节体系液的酸值为10％，制得染料偶合组分打浆液。往烧杯中滴入2，4-二硝基-6-溴重氮盐溶液137g，控制偶合反应温度为-10～10℃，反应完毕，经结晶、抽滤、水洗，制得291:2蓝滤饼。

实施例3：

按照实施例1中的制备方法，制得染料偶合组分粗品。将单批染料偶合组分粗品放入2000mL烧杯中，降温，加入质量百分比浓度为80％的硫酸水溶液，调节体系液的酸值为9％，制得染料偶合组分打浆液。往烧杯中滴入质量比为3∶1的2，4-二硝基-6-氯重氮盐溶液和2，4-二硝基-6-溴重氮盐溶液共120g，控制偶合反应温度为-10～10℃，反应完毕，经结晶、抽滤、水洗，制得291:3蓝滤饼。

对比例1～3：

与实施例1-实施例3一致，将染料偶合组分粗品经碱析、抽滤、水洗制得染料偶合组分成品，将染料偶合组分成品酸溶打浆，分别合成291:1蓝、291:2蓝和291:3蓝三种染料。

对未经后处理和经过后处理的染料偶合组分合成291:1蓝、291:2蓝和291:3蓝三种染料进行质量指标测定，结果如下表1：

表1染料质量指标

从表1可知，未经后处理的染料偶合组分可以直接制成染料偶合组分打浆液，进一步合成染料滤饼，对其得量和质量无影响。本发明减去了由于后处理产生的废水，达到了清洁生产的目的。

Claims

1.一种染料偶合组分的合成方法，其特征在于，包括：

(2)向步骤(1)得到的浆料中加入烃化试剂和缚酸剂，进行烃化反应，烃化反应完成后得到染料偶合组分3-(N，N-二烯丙基)氨基-4-甲氧基乙酰苯胺；所述的缚酸剂为氢氧化钠或氢氧化钠的水溶液；所述的烃化试剂为氯丙烯。

2.根据权利要求1所述的染料偶合组分的合成方法，其特征在于，所述的打浆温度为50～90℃，打浆时间为0.5～3.0h。

3.根据权利要求1所述的染料偶合组分的合成方法，其特征在于，所述的分散剂为木质素磺酸盐、亚甲基双甲基萘磺酸钠、亚甲基二萘磺酸钠中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的染料偶合组分的合成方法，其特征在于，所述的浆料中3-氨基-4-甲氧基乙酰苯胺的质量百分比含量为20～60％。

5.根据权利要求1所述的染料偶合组分的合成方法，其特征在于，所述的氯丙烯与3-氨基-4-甲氧基乙酰苯胺的质量比为0.8～1.4∶1。

6.根据权利要求5所述的染料偶合组分的合成方法，其特征在于，所述的氯丙烯为分阶段加入，具体过程为：第一小时均匀加入氯丙烯额定量的25～35％；第二小时均匀加入氯丙烯额定量的19～27％；第三小时均匀加入氯丙烯额定量的13～23％；第四小时均匀加入氯丙烯额定量的10～19％；第五小时均匀加入氯丙烯额定量的7～15％；第六小时均匀加入氯丙烯额定量的5～10％；第七小时均匀加入氯丙烯额定量的3～8％；第八小时均匀加入氯丙烯额定量的1～5％。

7.据权利要求5所述的染料偶合组分的合成方法，其特征在于，所述的缚酸剂与3-氨基-4-甲氧基乙酰苯胺的质量比为1.6～2.2∶1。

8.据权利要求1所述的染料偶合组分的合成方法，其特征在于，所述的烃化反应温度为60～100℃，烃化反应体系的pH值为4～8。

9.据权利要求8所述的染料偶合组分的合成方法，其特征在于，所述的缚酸剂的加入量通过烃化反应体系的pH值大小控制。