CN106675082A - 一种制备分散蓝354的方法 - Google Patents

一种制备分散蓝354的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种制备分散蓝354的方法，二氯乙烷做反应溶剂，羰基铁粉为催化剂，3(2H)‑硫茚酮‑1，1‑二氧化物和丙二腈为反应原料，经腈化反应得中间体腈化物；将醋酸、中间体腈化物、2‑甲基‑4‑氨基苯甲醛、磷酸投入反应容器中搅拌均匀，然后加入三氯化铝，经缩合反应，将溴己烷投入缩合工段的反应体系中，经烷基化反应得目标产物。本发明以2‑甲基‑4‑氨基苯甲醛和溴己烷取代原料4‑(N，N‑二己基氨基)‑2‑甲基苯甲醛，尽管增加了一步反应，但是增加的烷基化反应与缩合反应为同一体系，并未额外增加操作难度系数，更重要的是，这一工艺的变更不仅促进了反应的进程更彻底，进一步提高了产品的收率，总收率在84%以上，更重要的是容易实现工业化，且降低了产品的单耗。

Description

一种制备分散蓝354的方法
技术领域
本发明涉及一种分散蓝的合成方法，具体的涉及一种分散蓝354的合成方法，属于化工染料的制造技术领域。
背景技术
分散蓝354，又称分散艳蓝S-FR，化学名：[2-[2-[[4-(N,N-二己基氨基)-2-甲苯基]]-3-(2H)-硫茚酮-1,1-二氧化物[b]-亚甲基]丙二腈。CAS：74239-96-6，结构式如下：
分散蓝354是一种艳蓝色调的蓝色粉末，主要用于涤纶、三醋纤的染色，染色性能好，耐久性压烫整理，特别是在热熔法和高温高压法染色上所表现出的优异性能而得到广泛重视。
目前合成分散蓝354的方法是以3(2H)-硫茚酮-1，1-二氧化物、丙二腈和4-(N，N-二己基氨基)-2-甲基苯甲醛为原料，具体合成路线如下所示：
3(2H)-硫茚酮-1，1-二氧化物和丙二腈的缩合需要在高温下进行，而丙二腈的毒性类似氰化物，高温下丙二腈会分解放出有毒气体。另外，丙二腈与3(2H)-硫茚酮-1，1-二氧化物的摩尔比必须在3:1以上才能促使3(2H)-硫茚酮-1，1-二氧化物反应基本完全，因此大量残留的丙二腈进入废水中，对环境造成危害，给环保带来了很大的压力。
上述所得中间体腈化物与4-(N，N-二己基氨基)-2-甲基苯甲醛继续反应得产物，该步反应由于中间体很难反应彻底，导致收率低，除此之外4-(N，N-二己基氨基)-2-甲基苯甲醛这一原料的价格较高，市场上也不常见，从而导致该产品的整体成本较高，最重要的是工业化难以后续。
发明内容
为了克服上述产物收率低、毒性大、环保压力大、成本高，本发明提出了一种的制备分散蓝354的方法。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案概述如下：一种制备分散蓝354的方法，主要包括以下步骤：
(1)腈化反应
反应路线如下：
操作步骤：
以二氯乙烷做反应溶剂，以羰基铁粉为催化剂，以3(2H)-硫茚酮-1，1-二氧化物和丙二腈为反应原料；将二氯乙烷、3(2H)-硫茚酮-1，1-二氧化物和丙二腈投入反应器，搅拌均匀，加入少量的羰基铁粉，继续搅拌并升温至回流状态，保温数小时，TLC跟踪，待3(2H)-硫茚酮-1，1-二氧化物反应完毕，停止保温，降至常温，加一定量的水，搅拌片刻，静置，分掉水层，蒸馏回收二氯乙烷，所得浓缩物即为中间体腈化物。
(2)缩合反应
反应路线如下：
操作步骤：
将一定量的醋酸、中间体腈化物、2-甲基-4-氨基苯甲醛、少量的磷酸投入反应容器中搅拌均匀，然后加入少量的三氯化铝，继续搅拌，然后开始缓慢升温至一定温度开始保温；TLC跟踪，以腈化物反应完毕为终点，反应完毕，降温、待用。
(3)烷基化反应
反应路线如下：
操作步骤：
将一定量的溴己烷投入到缩合工段的腈化物的反应体系中，搅拌、升温至一定的温度，开始保温，HPLC跟踪，以缩合工段的中间体不大于2％视为反应终点；降温、过滤，滤液回收醋酸，滤饼用甲醇打浆，过滤，滤液回收甲醇，滤饼继续用热水洗涤，直至洗涤液的pH为中性，最终得到蓝色粉末状产品。
在本发明的实施例中，工艺条件如下：
(1)腈化反应中所述的二氯乙烷与3(2H)-硫茚酮-1，1-二氧化物的质量比为4:1，丙二腈与3(2H)-硫茚酮-1，1-二氧化物的质量比为0.46～0.78:1，羰基铁粉与3(2H)-硫茚酮-1，1-二氧化物的质量比为0.01～0.05:1，水与二氯乙烷的质量比为4:1，保温温度为回流温度。
(2)缩合反应中所述的醋酸与腈化物的质量比为4:1，2-甲基-4-氨基苯甲醛与腈化物的质量比为0.75～1:1，磷酸与腈化物的质量比为0.01～0.05:1，三氯化铝与磷酸的质量比是1:1。保温温度为75～95℃。
(3)烷基化反应中所述的溴己烷与缩合工段的腈化物质量比为0.9～1.2:1。保温温度为90～105℃。
本发明与现有技术相比，具有以下显著优点：(1)大大降低了丙二腈的使用量，缓解了环保压力；(2)反应温度降低，从而避免丙二腈分解而产生有毒气体；(3)以2-甲基-4-氨基苯甲醛和溴己烷取代原料4-(N，N-二己基氨基)-2-甲基苯甲醛，尽管增加了一步反应，但是增加的烷基化反应与缩合反应为同一体系，并未额外增加操作难度系数，更重要的是，这一工艺的变更不仅促进了反应的进程更彻底，进一步提高了产品的收率，总收率在84％以上，更重要的是容易实现工业化，且降低了产品的单耗。
具体实施方式
具体反应步骤如下：
(1)腈化反应：将一定量的二氯乙烷、3(2H)-硫茚酮-1，1-二氧化物和丙二腈投入反应器，搅拌均匀，加入少量的羰基铁粉，其中二氯乙烷与3(2H)-硫茚酮-1，1-二氧化物的质量比为4:1，丙二腈与3(2H)-硫茚酮-1，1-二氧化物的质量比为0.46～0.78:1，羰基铁粉与3(2H)-硫茚酮-1，1-二氧化物的质量比为0.01～0.05:1。升温至回流状态开始保温，保温时间为7h，TLC跟踪，待3(2H)-硫茚酮-1，1-二氧化物反应完毕，停止保温，降至常温，加一定量的水，水与二氯乙烷的质量比为4:1。搅拌片刻，静置，分掉水层，蒸馏回收二氯乙烷，浓缩物为中间体腈化物，称重。
(2)缩合反应：将一定量的醋酸、中间体腈化物、2-甲基-4-氨基苯甲醛、少量的磷酸投入反应容器中搅拌均匀，然后加入少量的三氯化铝，醋酸与腈化物的质量比为4:1，2-甲基-4-氨基苯甲醛与腈化物的质量比为0.75～1:1，磷酸与腈化物的质量比为0.01～0.05:1，三氯化铝与磷酸的质量比是1:1。然后开始缓慢升温至75～95℃开始保温。TLC跟踪，以腈化物反应完毕为终点，反应完毕，降温至常温、待用。
(3)烷基化反应：将一定量的溴己烷投入缩合工段的反应体系中，溴己烷与缩合工段的腈化物质量比为0.9～1.2:1。升温至90～105℃，开始保温，HPLC跟踪，以缩合工段的中间体不大于2％视为反应终点。降温、过滤，滤液回收醋酸。滤饼用甲醇打浆2h，甲醇量为潮品量的4倍，过滤，滤液回收甲醇，滤饼继续用热水洗涤，直至洗涤液的pH为中性，最终得蓝色粉末状产品。
实施例1
(1)腈化物的制备：将200g的二氯乙烷、50g的3(2H)-硫茚酮-1，1-二氧化物、23g的丙二腈、0.5g的羰基铁粉投入反应器中，搅拌、升温至回流状态(80～82℃)开始保温，反应约7h，TLC检测，3(2H)-硫茚酮-1，1-二氧化物的点消失，保温结束，降至常温，加入水200g，搅拌10min，静置、分层，除去水层，开始升温回收二氯乙烷，所得浓缩物即为腈化物，纯度95.7％，称重58g。
(2)缩合物的制备：将232g的醋酸、腈化物、43.5g的2-甲基-4-氨基苯甲醛、0.58g的磷酸投入反应体系中，搅拌均匀再加入0.58g的三氯化铝，在75℃保温，反应约14h，TLC检测，腈化物物料点消失，停止反应，降温至常温。
(3)目标产品的制备：将52.2g的溴己烷投入到缩合工段，升温至90℃保温，HPLC跟踪，反应16h后，缩合物的含量在1.7％，开始降温至常温，过滤，滤液收集回收醋酸，所得滤饼用潮品物料4倍量的甲醇常温打浆2h，过滤，滤液收集回收甲醇，滤饼热水洗涤至洗涤液为中性为止，烘干，得蓝色粉末状产品，含量98.8％。
上述三步反应的总收率为85.1％。
实施例2
(1)腈化物的制备：将200g的二氯乙烷、50g的3(2H)-硫茚酮-1，1-二氧化物、29g的丙二腈、0.5g的羰基铁粉投入反应器中，搅拌、升温至回流状态(80～82℃)开始保温，反应约6.5h，TLC检测，3(2H)-硫茚酮-1，1-二氧化物的点消失，保温结束，降至常温，加入水200g，搅拌10min，静置、分层，除去水层，开始升温回收二氯乙烷，所得浓缩物即为腈化物，纯度96.2％，称重56.4g。
(2)缩合物的制备：将225g的醋酸、腈化物、50.8g的2-甲基-4-氨基苯甲醛、0.56g的磷酸投入反应体系中，搅拌均匀再加入0.56g的三氯化铝，在85℃保温，反应约11h，TLC检测，腈化物物料点消失，停止反应，降温至常温。
(3)目标产品的制备：将59.2g的溴己烷投入到缩合工段，升温至100℃保温，HPLC跟踪，反应14h后，缩合物的含量在1.84％，开始降温至常温，过滤，滤液收集回收醋酸，所得滤饼用潮品物料4倍量的甲醇常温打浆2h，过滤，滤液收集回收甲醇，滤饼热水洗涤至洗涤液为中性为止，烘干，得蓝色粉末状产品，含量98.2％。
上述三步反应的总收率为84.7％。
实施例3
(1)腈化物的制备：将200g的二氯乙烷、50g的3(2H)-硫茚酮-1，1-二氧化物、39g的丙二腈、0.5g的羰基铁粉投入反应器中，搅拌、升温至回流状态(80～82℃)开始保温，反应约6h，TLC检测，3(2H)-硫茚酮-1，1-二氧化物的点消失，保温结束，降至常温，加入水200g，搅拌10min，静置、分层，除去水层，开始升温回收二氯乙烷，所得浓缩物即为腈化物，纯度96.4％，称重60.2g。
(2)缩合物的制备：将240g的醋酸、腈化物、51.5g的2-甲基-4-氨基苯甲醛、0.6g的磷酸投入反应体系中，搅拌均匀再加入0.6g的三氯化铝，在75℃保温，反应约13.5h，TLC检测，腈化物物料点消失，停止反应，降温至常温。
(3)目标产品的制备：将72.2g的溴己烷投入到缩合工段，升温至90℃保温，HPLC跟踪，反应16h后，缩合物的含量在1.57％，开始降温至常温，过滤，滤液收集回收醋酸，所得滤饼用潮品物料4倍量的甲醇常温打浆2h，过滤，滤液收集回收甲醇，滤饼热水洗涤至洗涤液为中性为止，烘干，得蓝色粉末状产品，含量98.1％。
上述三步反应的总收率为85.6％。
实施例4
(1)腈化物的制备：将200g的二氯乙烷、50g的3(2H)-硫茚酮-1，1-二氧化物、23g的丙二腈、0.5g的羰基铁粉投入反应器中，搅拌、升温至回流状态(80～82℃)开始保温，反应约6h，TLC检测，3(2H)-硫茚酮-1，1-二氧化物的点消失，保温结束，降至常温，加入水200g，搅拌10min，静置、分层，除去水层，开始升温回收二氯乙烷，所得浓缩物即为腈化物，纯度96.8％，称重57.4g。
(2)缩合物的制备：将230g的醋酸、腈化物、53.4g的2-甲基-4-氨基苯甲醛、0.56g的磷酸投入反应体系中，搅拌均匀再加入0.57g的三氯化铝，在90℃保温，反应约11h，TLC检测，腈化物物料点消失，停止反应，降温至常温。
(3)目标产品的制备：将52g的溴己烷投入到缩合工段，升温至105℃保温，HPLC跟踪，反应12.5h后，缩合物的含量在1.84％，开始降温至常温，过滤，滤液收集回收醋酸，所得滤饼用潮品物料4倍量的甲醇常温打浆2h，过滤，滤液收集回收甲醇，滤饼热水洗涤至洗涤液为中性为止，烘干，得蓝色粉末状产品，含量98.4％。
上述三步反应的总收率为84.8％。
实施例5
(1)腈化物的制备：将200g的二氯乙烷、50g的3(2H)-硫茚酮-1，1-二氧化物、23g的丙二腈、1.5g的羰基铁粉投入反应器中，搅拌、升温至回流状态(80～82℃)开始保温，反应约5h，TLC检测，3(2H)-硫茚酮-1，1-二氧化物的点消失，保温结束，降至常温，加入水200g，搅拌10min，静置、分层，除去水层，开始升温回收二氯乙烷，所得浓缩物即为腈化物，纯度96.1％，称重55.8g。
(2)缩合物的制备：将223g的醋酸、腈化物、41.3g的2-甲基-4-氨基苯甲醛、1.7g的磷酸投入反应体系中，搅拌均匀再加入1.7g的三氯化铝，在90℃保温，反应约9.5h，TLC检测，腈化物物料点消失，停止反应，降温至常温。
(3)目标产品的制备：将50.2g的溴己烷投入到缩合工段，升温至105℃保温，HPLC跟踪，反应13h后，缩合物的含量在1.71％，开始降温至常温，过滤，滤液收集回收醋酸，所得滤饼用潮品物料4倍量的甲醇常温打浆2h，过滤，滤液收集回收甲醇，滤饼热水洗涤至洗涤液为中性为止，烘干，得蓝色粉末状产品，含量98.5％。
上述三步反应的总收率为85.1％。
实施例6
(1)腈化物的制备：将200g的二氯乙烷、50g的3(2H)-硫茚酮-1，1-二氧化物、23g的丙二腈、2.5g的羰基铁粉投入反应器中，搅拌、升温至回流状态(80～82℃)开始保温，反应约4.7h，TLC检测，3(2H)-硫茚酮-1，1-二氧化物的点消失，保温结束，降至常温，加入水200g，搅拌10min，静置、分层，除去水层，开始升温回收二氯乙烷，所得浓缩物即为腈化物，纯度96.3％，称重56.5g。
(2)缩合物的制备：将226g的醋酸、腈化物、42g的2-甲基-4-氨基苯甲醛、2.8g的磷酸投入反应体系中，搅拌均匀再加入2.8g的三氯化铝，在90℃保温，反应约9h，TLC检测，腈化物物料点消失，停止反应，降温至常温。
(3)目标产品的制备：将50.8g的溴己烷投入到缩合工段，升温至105℃保温，HPLC跟踪，反应12h后，缩合物的含量在1.44％，开始降温至常温，过滤，滤液收集回收醋酸，所得滤饼用潮品物料4倍量的甲醇常温打浆2h，过滤，滤液收集回收甲醇，滤饼热水洗涤至洗涤液为中性为止，烘干，得蓝色粉末状产品，含量98.1％。
上述三步反应的总收率为84.4％。

Claims (7)

1.制备具有式Ⅰ结构的分散蓝354的方法，
其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)将3(2H)-硫茚酮-1，1-二氧化物Ⅰa和丙二腈在催化剂羰基铁粉和反应溶剂二氯乙烷的存在下发生腈化反应制备腈化物Ⅰb的步骤，
(2)将腈化物Ⅰb和2-甲基-4-氨基苯甲醛在催化剂三氯化铝、醋酸和磷酸的存在下发生缩合反应制备化合物Ⅰc的步骤，
以及
(3)将化合物1c和溴己烷发生烷基化反应制备最终产物分散蓝354的步骤，
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中步骤(1)中所述的二氯乙烷与3(2H)-硫茚酮-1，1-二氧化物的质量比为4:1，丙二腈与3(2H)-硫茚酮-1，1-二氧化物的质量比为0.46～0.78:1，羰基铁粉与3(2H)-硫茚酮-1，1-二氧化物的质量比为0.01～0.05:1。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中步骤(1)中反应温度为回流反应温度。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中步骤(2)中所述的醋酸与腈化物Ⅰb的质量比为4:1，2-甲基-4-氨基苯甲醛与腈化物Ⅰb的质量比为0.75～1:1，磷酸与腈化物Ⅰb的质量比为0.01～0.05:1，三氯化铝与磷酸的质量比是1:1。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中步骤(2)中反应温度为75～95℃。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中步骤(3)中所述的溴己烷与化合物1c的质量比为0.9～1.2:1。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中步骤(3)中反应温度为90～105℃。
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