CN106349120A - 一种染料中间体及制备方法 - Google Patents

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张幼衡
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    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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Abstract

本发明涉及一种染料中间体及制备方法，该染料中间体结构如下式(I)所示：

Description

一种染料中间体及制备方法
技术领域
本发明涉及到一种染料中间体的分子结构和制备方法，尤其是涉及一种由2-氯-5-硝基苯磺酸经过取代、催化加氢、酸析等过程制备2-乙醇胺基-5-氨基苯磺酸的制备方法。
背景技术
目前染料行业已具有多种类型的中间体，所能制备的染料也多种多样，比如酸性染料、还原染料、金属染料、活性染料等等。但随着印染行业的发展，以及环境保护的迫切需求，一些对环境产生污染的染料将逐步被具有更好性能的新型染料所取代。染料中间体的种类和性能严重影响着合成的染料的性能和指标。因此急需进一步扩展性能优良的染料中间体的种类，研究制备新型染料中间体具有很重要的现实和长远意义。因此，为了扩展染料中间体的种类和用途，本发明介绍了一种新型染料中间体的分子结构和制备方法，能进一步推动染料行业的发展，扩充染料种类的多样性。
发明内容
本发明的目的在于扩展染料中间体的种类，进而能有利于开发合成具有更加优良性能的新型功能染料，进一步推动染料行业的发展。本发明主要介绍的是一种新型染料中间体2-乙醇胺基-5-氨基苯磺酸的结构和制备方法，由原料2-氯-5-硝基苯磺酸经过取代、催化加氢、酸析等过程制备而得，不仅方法简单，而且由此进一步合成的染料具有良好的性能。本发明制备的2-乙醇胺基-5-氨基苯磺酸中含有取代基-NHCH2CH2OH，因为其属于第一类定位基，2-氯-5-硝基苯磺酸中引入此定位基后，增加了苯环上氨基的电负性，在合成偶氮类染料时，可以增加对偶氮基的供电性，使染料发色体的共轭体系增大，因此可以提高染料的发色度。同时，当此染料中间体与染料发色体直接相连时也有上述效果和作用。
本发明采用如下技术方案：
本发明提供了一种染料中间体，该染料中间体为2-乙醇胺基-5-氨基苯磺酸，结构如下
式(I)所示：
本发明还提供了上述染料中间体的制备方法，该方法主要是由2-氯-5-硝基苯磺酸经过乙醇胺取代、加氢还原、酸析步骤制备而得。
进一步，所述的取代反应使用异丙醇作为溶剂，更优选地，所述2-氯-5-硝基苯磺酸与异丙醇的摩尔比为1：(2-5)。
进一步，取代反应的反应温度为50℃～85℃。
进一步，所述加氢还原的催化剂为雷尼镍或铁粉，更优选地，催化剂雷尼镍或铁粉占2-氯-5-硝基苯磺酸重量的1～6％，催化效果良好。
进一步，所述加氢还原的反应温度为75～115℃，反应压力为10～20bar，直到反应不消耗氢为止。
进一步，所述酸析步骤为加盐酸调节pH在1.5～4.5。
具体地，该染料中间体的制备方法，包括如下步骤：
1)、一步取代反应：
1份2-氯-5-硝基苯磺酸溶于2～5份异丙醇中，搅拌完全溶解后，加入1份乙醇胺，待完全混合均匀后，用小苏打或碳酸钠调节体系的pH＝6～8，并保持反应物料pH＝6～8，开始给体系加温到50℃～85℃，保温搅拌2h后自然降温至室温；
2)、加氢还原：
向步骤1)反应产物中占2-氯-5-硝基苯磺酸重量1～6％的催化剂雷尼镍或铁粉，在10～20bar的压力下加氢，温度75～115℃，直到反应不消耗氢为止。得到2-乙醇胺基-5-氨基苯磺酸钠；
4)、酸析：
物料降温到室温，之后向物料中加入盐酸调节pH在1.5～4.5，搅拌反应3～4h，进行酸析，反应完全后过滤，得到产物2-乙醇胺基-5-氨基苯磺酸。
本发明中所用的原料2-氯-5-硝基苯磺酸结构式如所示：
说明：本发明中涉及的份数均为摩尔份数，具体实施例中同样适用。
本发明还提供了上述染料中间体在制备染料中的应用。
本发明还提供了一种利用上述染料中间体制得的染料，该染料具有如下(Ⅱ-1)或(Ⅱ-2)的结构：
本发明所具有的有益效果：
本发明制得的染料中间体可以进一步合成活性染料、酸性染料和还原染料。制备的染料牢度性能优异、适用性强，且工艺过程易于操作。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步解释说明本发明的技术方案。
实施例1
染料中间体2-乙醇胺基-5-氨基苯磺酸的制备方法，包括如下步骤：
1)、一步取代反应：
1份2-氯-5-硝基苯磺酸溶于3份异丙醇中，搅拌完全溶解后，加入1份乙醇胺，待完全混合均匀后，用小苏打调节体系的pH＝6，并保持反应物料pH＝6，开始给体系加温到60℃，保温搅拌2h后自然降温至室温。
2)、加氢还原：
向步骤1)反应产物中加入占2-氯-5-硝基苯磺酸重量的4％的催化剂雷尼镍，在10～20bar的压力下加氢，温度95℃，直到反应不消耗氢为止。得到2-乙醇胺基-5-氨基苯磺酸钠。
3)、酸析：
物料降温到室温，之后向物料中加入盐酸，调节pH在2左右，搅拌反应3～4h，进行酸析。反应完全后过滤，得到产物2-乙醇胺基-5-氨基苯磺酸。
实施例2
染料中间体2-乙醇胺基-5-氨基苯磺酸的制备方法，包括如下步骤：
1)、一步取代反应：
1份2-氯-5-硝基苯磺酸溶于4份异丙醇中，搅拌完全溶解后，加入1份乙醇胺，待完全混合均匀后，用小苏打调节体系的pH＝7，并保持反应物料pH＝7，开始给体系加温到70℃，保温搅拌反应2h后自然降温至室温。
2)、加氢还原：
向步骤1)的反应产物中加入占2-氯-5-硝基苯磺酸重量的3％的催化剂雷尼镍，在10～20bar的压力下加氢，温度100℃，直到反应不消耗氢为止。得到2-乙醇胺基-5-氨基苯磺酸钠。
3)、酸析：
物料降温到室温，之后向物料中加入盐酸，调节pH在2左右，搅拌反应3～4h，进行酸析。反应完全后过滤，得到产物2-乙醇胺基-5-氨基苯磺酸。
实施例3
染料中间体2-乙醇胺基-5-氨基苯磺酸的制备方法，包括如下步骤：
1)、一步取代反应：
1份2-氯-5-硝基苯磺酸溶于4份异丙醇中，搅拌完全溶解后，加入1份乙醇胺，待完全混合均匀后，用碳酸钠调节体系的pH＝8，并保持反应物料pH＝8，开始给体系加温到80℃，保温搅拌2h后自然降温至室温。
2)、加氢还原：
向步骤1)反应产物中加入占2-氯-5-硝基苯磺酸重量的2％的催化剂雷尼镍，在10～20bar的压力下加氢，温度105℃，直到反应不消耗氢为止。得到2-乙醇胺基-5-氨基苯磺酸钠。
3)、酸析：
物料降温到室温，之后向物料中加入盐酸，调节pH在3左右，搅拌反应3～4h，进行酸析。得到产物2-乙醇胺基-5-氨基苯磺酸。
实施例4
染料中间体2-乙醇胺基-5-氨基苯磺酸的制备方法，包括如下步骤：
1)、一步取代反应：
1份2-氯-5-硝基苯磺酸溶于4份异丙醇中，搅拌完全溶解后，加入1份乙醇胺，待完全混合均匀后，用碳酸钠调节体系的pH＝8，并保持反应物料pH＝8，开始给体系加温到110℃，保温搅拌2h后自然降温至室温。
2)、加氢还原：
向步骤1)反应产物中加入占2-氯-5-硝基苯磺酸重量的1％的催化剂雷尼镍，在10～20bar的压力下加氢，温度105℃，直到反应不消耗氢为止。得到2-乙醇胺基-5-氨基苯磺酸钠。
3)、酸析：
物料降温到室温，之后向物料中加入盐酸，调节pH在3左右，搅拌反应3～4h，进行酸析。得到产物2-乙醇胺基-5-氨基苯磺酸。
实施例5
一种蓝色活性染料，该染料具有如下(Ⅱ-1)或(Ⅱ-2)的结构：
该染料结构的制备方法，包括如下步骤：
(a)缩合
在1000mL烧杯内加入500mL底水，再加入100％量的60g，升温到60℃，逐渐加入100％量的四氯苯醌29.06g，用NaHCO3调节pH＝6～7，加入时间控制在1h，温度控制在55～65℃，加毕保持2h，反应结束后降温至30℃以下，加入体积比25％的NaCl盐析，过滤，滤饼用饱和食盐水洗涤2次，于60～80℃干燥，得缩合物干品，干品粉碎后备用。
(b)酯化、闭环
在500mL四口瓶内，加入20％浓度的发烟硫酸408.6g，慢慢加入上述缩合物干品68.1g，用冷盐水降温，加料温度≤30℃，加毕保持2h；然后再慢慢加入54g过硫酸钾(K2S2O8)，控制加料温度≤30℃，加料时间4h，加毕保持2h，待稀释。
(c)稀释、中和
将步骤(b)反应液稀释于冰水混合物中，控制温度≤5℃，稀释毕加入体积比22％的NaCl盐析，盐析时间3h，过滤，所得酸性滤饼用400mL冰水打浆，然后用NaHCO3调节pH＝5～6，经喷雾干燥得到式(Ⅱ-1)所示的蓝色活性染料。
(d)脱酯
将步骤(c)中用NaHCO3调节pH＝5～6后的染料溶液，补加400mL水后加热升温至50～55℃，然后用Na2CO3水溶液控制pH＝9～9.5，搅拌反应3h，脱酯反应完成后立即用HCl回调至pH＝5～6，然后降温至30℃以下，经喷雾干燥得到式(Ⅱ-2)所示的蓝色活性染料。
本发明实施例5制备的蓝色活性染料的性能如下：
本发明的方法已经通过具体的实施例进行描述。本领域技术人员可以借鉴本发明的内容适当改变原料、工艺条件等具体环节来实现相应的其他目的。其相关改变都没有脱离本发明的内容，仍属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种染料中间体，其特征在于：该染料中间体结构如下式(I)所示：
2.权利要求1所述染料中间体的制备方法，其特征在于：该方法主要是由2-氯-5-硝基苯磺酸经过乙醇胺取代、加氢还原、酸析步骤制备而得。
3.根据权利要求2所述染料中间体的制备方法，其特征在于：取代反应使用异丙醇作为溶剂，更优选地，所述2-氯-5-硝基苯磺酸与异丙醇的摩尔比为1：(2-5)。
4.根据权利要求3所述染料中间体的制备方法，其特征在于：取代反应的反应温度为50℃～85℃。
5.根据权利要求2所述染料中间体的制备方法，其特征在于：所述加氢还原的催化剂为雷尼镍或铁粉，更优选地，催化剂雷尼镍或铁粉占2-氯-5-硝基苯磺酸重量的1～6％。
6.根据权利要求5所述染料中间体的制备方法，其特征在于：所述加氢还原的反应温度为75～115℃，反应压力为10～20bar，直到反应不消耗氢为止。
7.根据权利要求2所述染料中间体的制备方法，其特征在于：所述酸析步骤为加盐酸调节pH在1.5～4.5。
8.根据权利要求2所述染料中间体的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)、一步取代反应：
1份2-氯-5-硝基苯磺酸溶于2～5份异丙醇中，搅拌完全溶解后，加入1份乙醇胺，待完全混合均匀后，用小苏打或碳酸钠调节体系的pH＝6～8，并保持反应物料pH＝6～8，开始给体系加温到50℃～85℃，保温搅拌2h后自然降温至室温；
2)、加氢还原：
向步骤1)反应产物中加入占2-氯-5-硝基苯磺酸重量1～6％的催化剂雷尼镍或铁粉，在10～20bar的压力下加氢，温度75～115℃，直到反应不消耗氢为止。得到2-乙醇胺基-5-氨基苯磺酸钠；
3)、酸析：
物料降温到室温，之后向物料中加入盐酸调节pH在1.5～4.5，搅拌反应3～4h，进行酸析，反应完全后过滤，得到产物2-乙醇胺基-5-氨基苯磺酸。
9.权利要求1所述染料中间体在制备染料中的应用。
10.一种利用权利要求1所述的染料中间体制得的染料，其特征在于：该染料具有如下(Ⅱ-1)或(Ⅱ-2)的结构：
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4851527A (en) * 1985-08-29 1989-07-25 Hoechst Aktiengesellschaft Water-soluble triphendioxazine compounds
CN102911523A (zh) * 2012-09-25 2013-02-06 天津德凯化工股份有限公司 一种蓝色活性染料及其制备方法
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