CN104119691A - 一种橙红色活性染料化合物及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有腙式结构的橙红色活性染料化合物（Ⅰ）及其应用。该化合物不仅具有优异的耐汗-光牢度，还具有极高的固色率、较好的染深性、较佳的匀染性和湿处理牢度，且非固着部分易于洗除。本发明所述的活性染料化合物，应用于纤维材料的印染时，其耐汗-光性能优异，上染率和固色率高，提升性、匀染性、染色稳定性好，色泽鲜亮饱满。

Description

一种橙红色活性染料化合物及其应用

（一）技术领域

本发明涉及一种橙红色活性染料化合物，具体涉及一种具有腙式结构的橙红色活性染料化合物及其应用。

（二）背景技术

活性染料上染织物的固色率、湿摩擦牢度一直是印染生产中的重点和难点，一般仅在50～80％，导致织物上未固着染料必须经充分水洗、皂洗去除，不仅造成了资源浪费，而且降低了纺织品的色牢度特别是湿处理牢度，而且未固着染料与棉纤维之间存在分子间作用力，皂洗后仍有部分残留在织物上，同时，部分活性染料与棉纤维间的共价键受外界条件的影响，易发生断键水解，从而引起染色织物的色牢度下降。

另外，随着人们对纺织品生态环保性能要求的提高，对活性染料的耐汗光牢度提出了更高的要求，因为在汗和日光双重作用下，由于汗液中的氨基酸或相关物质与金属络合染料的金属离子螯合，使其脱离染料母体，于是便褪色或变色。脱离纺织品的染料及其反应副产物还会直接接触皮肤，对人体的使用安全性造成侵害。棉用活性染料耐汗-光牢度的问题目前比较突出。

（三）发明内容

本发明的目的是提供一类经济的、具有腙式结构的新型橙红色活性染料化合物，该化合物不仅具有优异的耐汗-光牢度，还具有极高的固色率、较好的染深性、较佳的匀染性和湿处理牢度，且非固着部分易于洗除。

本发明采用的技术方案是：

一种橙红色活性染料化合物，其结构如式（Ⅰ）所示：

式（Ⅰ）中：

R₁、R₂、R₃各自独立为H、C₁～C₄烷基、C₁～C₄烷氧基或-SO₃M，Y₁、Y₂各自独立为-CH=CH₂或-C₂H₄OSO₃M，M为H或碱金属。

所述式（Ⅰ）优选的结构如下：

所述化合物更优选为下式之一：

优选的，所述化合物中M为H或Na。

本发明所述的式（Ⅰ）的染料化合物，可以游离酸或优选以碱金属盐的形式来制备，按照通常的方法，它可以由游离酸形式转化成碱金属盐的形式。具体的，所述方法包括：先将式（a）和（b）的化合物加水搅拌，在硫酸或盐酸的存在下，按照本领域常规方法，与亚硝酸钠在0℃～10℃分别进行重氮化得到相应的重氮盐，再将式（b）的重氮盐与式（c）所示的化合物在pH值≤1.5的条件下进行一次偶合，反应完毕后再与式（a）的重氮盐在pH值4～6的条件下进行二次偶合，制得所述的橙红色活性染料化合物；

式（a）～（b）中：

R₁、R₂、R₃各自独立为H、C₁～C₄烷基、C₁～C₄烷氧基或-SO₃M，Y₁、Y₂各自独立为-CH=CH₂或-C₂H₄OSO₃M，M为H或碱金属；

优选的，所述方法可如下：

（1）重氮化：将化合物（a）加到水中搅拌均匀后，冷却到0-5℃，加入盐酸，打浆30～90min，在0～5℃从液面下滴加亚硝酸钠溶液，滴加和反应过程中保持亚硝酸钠微过量。重氮化到终点后，用氨基磺酸消除过量的亚硝酸钠，得到化合物（a）的重氮液；

（2）重氮化：将化合物（b）加到水中搅拌均匀后，冷却到0-5℃，维持0-5℃慢慢滴加盐酸和亚硝酸钠，在此温度下搅拌0.5～2小时，用氨基磺酸消除过量的亚硝酸钠，得到化合物（b）的重氮液；

（3）一次偶合：化合物（c）加水搅拌，控制温度0～5℃，加入步骤（2）得到的式（b）的重氮液，在pH≤1.5的条件下进行偶合。偶合反应3～6小时，得到一次偶合液；

（4）二次偶合：将步骤（1）反应得到的式(a)重氮液缓慢滴加到步骤（3）反应得到的一次偶合液中，调节pH值4～6，并控制温度为5～10℃，偶合反应3～6小时，进行第二次偶合反应，反应完成后，盐析、干燥，获得式（Ⅰ）所示腙式结构的染料化合物。

式（a）～（c）化合物均为已知的染料中间体，可方便的制备或从市场购得。制得的式（Ⅰ）的染料化合物可按照已知的方法进行分离，例如用碱金属盐（优选钠盐）进行盐析，过滤和干燥。

本发明还涉及所述的化合物在制备橙红色活性染料中的应用。

利用本发明化合物制成的染料成品可以固体颗粒、粉末状或液体形式存在，且通常含有常见的活性染料合成中的电解质盐类，如氯化钠、氯化钾和硫酸钠，固体形式的染料还含有常见于商用染料中的助剂，如能够将水溶液的pH值稳定在3～7的缓冲物质，如硼酸钠、碳酸氢钠、柠檬酸钠、磷酸二氢钠和磷酸氢二钠，以及少量干燥剂，或者，如果它们作为液体或水溶液（包含用于印染浆料中的常见的增稠剂）存在。

本发明的活性染料化合物，适用于纤维素纤维、聚酰胺纤维及其织物的印染，其中，纤维素纤维优选棉纤维和再生纤维，当然也可包括其它的植物性纤维，如麻类纤维或织物；聚酰胺纤维优选包括皮、毛或丝在内的动物性纤维材料，以及合成的尼龙6、尼龙66等纤维材料。采用本发明所述的活性染料印染上述纤维材料时，可遵照已知的活性染料染色方法进行，如常用的活性染料浸染染色法和轧染染色法，所述的浸染染色是将织物浸渍于染液中，使染料逐渐上染织物的方法，通常需经染色－固色－水洗－皂煮－水洗－脱水－烘干等工序。所述的轧染则是先把织物浸渍于染液中，然后使织物通过轧辊，把染液均匀轧入织物内部，再经汽蒸或热熔等处理的染色方法，通常需经浸轧染液－烘干－（浸轧固色液）－汽蒸或焙烘－水洗－皂洗－水洗－烘干等工序。

通常，由于织物上染色泽要求的不同，染料使用量也会有所不同，使用浸染法染色时，染色深度一般为0.1～10%（染料对织物重），浴比1:2～1:60，优选1:10～1:30，初染温度控制30～60℃，染色时间10～30分钟，皂煮温度85～95℃，皂煮时间10～15分钟，固色温度60～100℃，固色时间10～50分钟，固色pH值9～11。使用轧染方法染色时，纤维素纤维的轧余率一般为60～80%，汽蒸温度100～103℃，汽蒸时间1～3分钟。轧染方法中，目前较多使用的是冷轧堆染色法，将染料和碱性物质引入到轧染机中，并在室温下打卷堆置2～30小时进行固色，之后进行彻底漂洗。

本发明所述的活性染料化合物，应用于纤维材料的印染时，其耐汗-光性能优异，上染率和固色率高，提升性、匀染性、染色稳定性好，色泽鲜亮饱满。

（四）附图说明

图1为实施例1化合物NMR图谱。

（五）具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：

实施例中以化学式表示的化合物以其钠盐的形式写出，这是因为它们通常以其钠盐的形式进行制备和分离，并且也以钠盐的形式用于染色。在下列实施例中所述的起始化合物可以游离酸形式或同样地以其钠盐的形式用于合成中。

实施例1：

（1）重氮化：将36.1g的4-β-硫酸酯乙基砜基苯胺-2-磺酸加到150mL水中搅拌均匀后，冷却到0～5℃，加入105.9g31%（w/w）的盐酸，打浆30min，在0～5℃从液面下滴加24.5g30%（w/w）的亚硝酸钠溶液，在此温度下搅拌1小时，滴加和反应过程中保持亚硝酸钠微过量，用氨基磺酸消除过量的亚硝酸钠，得到4-β-硫酸酯乙基砜基苯胺-2-磺酸重氮液。

（2）重氮化：将28.1g的对位酯（即对（β-羟乙基砜硫酸酯）苯胺）加到150mL水中搅拌均匀后，冷却到0～5℃，维持0～5℃慢慢滴加105.9g31％盐酸和24.2g30%的亚硝酸钠溶液，在此温度下搅拌1小时，用氨基磺酸消除过量的亚硝酸钠，得到对位酯的重氮液。

（3）偶合：将24.3g的2-氨基-5-萘酚-7-磺酸加水，搅拌打浆1～2小时，缓慢加入步骤（1）的重氮液，调pH≤1.5，并控制温度5～8℃，偶合反应5小时，得到一次偶合液。

（4）偶合：将步骤（2）得到的重氮液缓慢滴加到步骤（3）反应得到的一次偶合液中，调pH值4.0～6.0，并控制温度为5～10℃，偶合反应5小时，进行第二次偶合，反应完成后，盐析、干燥，主要获得式（Ⅰ-1）所示腙式结构的染料化合物（见图1核磁共振图谱），以及不超过30％（占总含量）的式（Ⅱ-1）、式（Ⅱ-2）的副产物，该染料上染织物为橙红色色调。

上述式（Ⅰ-1）、（Ⅱ-1）、（Ⅱ-2）为钠盐形式，即M为Na；

上述式（Ⅱ-1）、（Ⅱ-2）的副产物无须特别分离，可存在于式（Ⅰ-1）的染料中共同用于纤维材料的着色。

谱图解析：16ppm应为形成分子内氢键的腙H，10.8ppm是腙式NH，5.3ppm苯基胺H的吸收峰；

3-4ppm出现CH₂的吸收峰（有一组CH₂被埋在溶剂峰中）；7.0-8.4ppm为苯环和原萘环上的10个H。

实施例2～5：

按照实施例1所述的制备方法或类似的方法，不同的是：分别采用表1中等摩尔量的芳胺1、芳胺2替代步骤（1）、步骤（2）中的芳胺进行重氮化，即可制得如表1所示的腙式染料，上染织物呈现出明亮的橙红色。

表1

应用实施例：

在60℃，分别将100克棉织物加至1500克45g/L氯化钠和2克根据实施例1～5得到的活性染料的染浴中。在此温度下染色45分钟后，加入20g/L的碳酸钠溶液，保持此温度再染色45分钟。然后，冲洗染色物，用非离子洗涤剂皂洗15分钟，再漂洗并干燥，测得其基本染色性能特征值见表2：

表2：基本染色特征值S.E.R.F

上表中：

S值代表染料对纤维亲和力的大小。S值大，表明染料对纤维的亲和力大，吸色快，但移染性会变差，染后未结合的染料易洗性差。

E值代表染料的竭染率。E值大，表示染料的吸净率高，一般说明染料的利用率高，染深性好，染色污水的污染程度小。

F值代表染料的固色率。F值大，说明与纤维共价键反应而固着的染料多,而发生水解的染料以及未反应的染料少，染料利用率高。

R值表示染料反应性的高低。R值大，说明在碱性条件下染料与纤维发生共价键反应的能力强，反应速率快，但太高容易造成头尾色差。

由上述表1可知，本发明的活性染料S值和R值适中，说明亲和力和匀染性俱佳；E值和F值大，说明染料染深性好，固色率高，染料利用率高。

此外，分别按GB/T3921、GB/T3920和GB/T14576中确定的方法测试其耐水洗、耐摩擦及耐汗-光复合色牢度，结果见表3：

表3：色牢度

综上，本发明所述的腙式结构活性染料化合物，应用于染色时，具有较好的综合染色性能，染深性好、固色率高、匀染性佳、湿处理牢度优异。

Claims (4)

1.一种橙红色活性染料化合物，其结构如式（Ⅰ）所示：

式（Ⅰ）中：

R₁、R₂、R₃各自独立为H、C₁～C₄烷基、C₁～C₄烷氧基或-SO₃M，Y₁、Y₂各自独立为-CH=CH₂或-C₂H₄OSO₃M，M为H或碱金属。

2.如权利要求1所述的化合物，其特征在于所述化合物为下式之一：

3.如权利要求1或2所述的化合物，其特征在于所述化合物中M为H或Na。

4.如权利要求1所述的化合物在制备橙红色活性染料中的应用。