CN106928747B - 一种具有活性基团水溶性槲皮素染料 - Google Patents

一种具有活性基团水溶性槲皮素染料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有活性基团水溶性槲皮素染料。本发明以槲皮素染料为原料，引入了水溶性基团和反应性基团，所制备具有活性基团水溶性槲皮素染料具有良好的水溶性、染色均匀性以上对织物具有较高的上染率，其上染率达到了89.4％以上，染色织物的色牢度达到了4级以上。此外，具有活性基团水溶性槲皮素染料使用上较少甚至无须借助金属媒染剂即可达到染色的目的，减少了污水排放，染色工艺简单、操作方便。

Description

一种具有活性基团水溶性槲皮素染料
技术领域
本发明属于纺织化学领域，尤其是涉及一种具有活性基团水溶性槲皮素染料。
背景技术
槲皮素是一种传统的天然黄色染料，广泛存在于植物的花、叶、果实中。槲皮素多为二水合物，在95～97℃成为无水物，熔点314℃，能溶于冷乙醇，易溶于热乙醇，可溶于甲醇、乙酸乙酯、冰醋酸、吡啶、丙酮等，不溶于水、苯、乙醚、氯仿、石油醚等。
由于缺少水溶性基团，槲皮素染料难溶于水，在传统上槲皮素染料以悬浮液的形式进行染色使用，更由于吸附速率过快，使得所染织物往往出现染色不匀现象；由于缺少反应性基团，槲皮素在染色过程中也往往需借助于金属媒染剂的媒染作用以提高其在织物上的染色牢度。然而，金属媒染剂的使用有悖于天然染料环保、健康的理念。
发明内容
针对槲皮素染料缺少水溶性基团、反应性基团，出现织物染色不匀、染色色牢度较低的问题，本发明提供了一种具有活性基团水溶性槲皮素染料。
本发明是通过以下技术实现的：
一种具有活性基团水溶性槲皮素染料，所述具有活性基团水溶性槲皮素染料包括水溶性基团、发色基团、连接基团以及反应性基团，其化学结构如式(I)所示。
优选地，所述水溶性基团为磺酸钠基；所述发色基团为槲皮素基；所述连接基团为对胺基苯甲酰基；所述反应性基团为二氯均三嗪基。
优选地，所述具有活性基团水溶性槲皮素染料适用于纤维素纤维制品或蛋白质纤维制品的染色。
优选地，所述纤维素纤维制品为棉纱、棉线、棉织物、粘胶纤维、粘胶织物、麻纱、麻线和麻织物中的一种或几种。
优选地，所述蛋白质纤维制品为蚕丝、丝绸、羊毛纤维、羊毛纱和羊毛织物中的一种或几种。
有别于原槲皮素染料，本发明所制得的具有活性基团水溶性槲皮素染料在发色基团上引入了磺酸钠基，磺酸钠基属于强电离基团，大大提高了槲皮素染料的水溶性，溶解度可达到8.7wt％，同时，也提高了染料在织物上的染色均匀性。
所引入的反应性基团为二氯均三嗪基，二氯均三嗪反应性较强，可与纤维素中的羟基和蛋白纤维中的胺基、羟基发生反应并形成共价键，该反应可在低温(50～60℃)条件下进行，有别于传统活性染料需要使用大量的盐剂与碱剂以促进上染和固色，也有别于传统天然染料需借助金属媒染剂实现染料的固着，本发明所制得的具有活性基团水溶性槲皮素染料可认为是一种改性的天然染料，使用上较少甚至无须借助金属媒染剂即可达到染色的目的，这对于减少环境污染具有积极的作用。
所制得具有活性基团水溶性槲皮素染料中的槲皮素基与对胺基苯基之间通过酯基连接，通过电子共轭体系的增大提高了槲皮素的结构稳定性，对胺基苯甲酰基的引入对于提高水溶性的槲皮素染料对纤维素纤维制品、蛋白质纤维制品的直接性、平面性有较大的帮助，可提高该具有活性基团水溶性槲皮素染料的上染率，上染率可达89.4％以上。
本发明公开的一种具有活性基团水溶性槲皮素染料，其有益效果为：
1)磺酸钠基强电离基团的引入，提高了槲皮素染料的水溶性及其在织物上的染色均匀性；
2)槲皮素基与对胺基苯基之间通过酯基连接，较大电子共轭体系的形成提高了槲皮素染料的结构稳定性；
3)具有二氯均三嗪基的槲皮素染料反应性较强，使用上较少甚至无须借助金属媒染剂即可达到染色的目的，减少了污水排放，染色工艺简单、操作方便。
具体实施方式
下面对本发明作进一步的说明。
实施例1
本实施例一种具有活性基团水溶性槲皮素染料，其制备步骤如下：
1)化合物A(式II)的制备：
称取5g二水槲皮素，在3000r/min搅拌速度下快速加入15mL浓硫酸，在室温条件下搅拌4小时后，缓慢倒入100mL饱和氯化钠溶液，静置1小时，待晶体析出后减压抽滤，滤饼用150mL饱和氯化钠溶液洗涤并抽滤至干，并利用蒸馏水进行重结晶，得暗黄色的化合物A(式II)4.61g。
2)化合物B(式III)的制备：
冰浴条件下，将100mL二氯甲烷倒入500mL四口烧瓶中，依次加入10mL三乙胺、5.1g对羟基苯甲酰氯、4g化合物A，在氮气环境下搅拌12小时，过滤并以二氯甲烷淋洗并抽滤至干后，利用蒸馏水进行重结晶，得暗黄色的化合物B(式III)6.28g。
3)化合物C(式IV)的制备：
取5g化合物B与100mL饱和碳酸氢铵水溶液混合，加入0.1g亚硫酸氢钠于室温下静置24小时后，升温至50℃并保持2小时，在温度为50℃，气压为4KPa的条件下进行真空浓缩该反应液2小时。真空浓缩完毕所得真空浓缩液于温度-60℃，气压为5Pa条件下进行真空冷冻干燥，得暗黄色的化合物C(式IV)4.13g。
4)化合物(式I)的制备：
室温条件下，取50mL丙酮倒入100mL四口烧瓶中，依次加入2mL三乙胺、4g化合物C、3.2g三聚氯氰，在氮气环境下搅拌12小时，过滤并以石油醚(沸程90～120℃)淋洗后，利用蒸馏水进行重结晶，制得暗黄色的化合物(式I)，即为具有活性基团水溶性槲皮素染料4.81g。
实施例2
本实施例将实施例1所制得的具有活性基团水溶性槲皮素染料应用于棉织物的染色。
取0.01g实施例1所制得的具有活性基团水溶性槲皮素染料溶于50mL水中，即得染液。取1g棉织物浸入染液中进行染色，染色30分钟后以2℃/min升温至50℃，继续染色15分钟后，取出织物，多次冲洗后于50℃烘干。
在以上的染色条件下，测得实施例1所制得的具有活性基团水溶性槲皮素染料的上染率为89.4％，所染得织物的色牢度如下：
干摩擦色牢度为4-5级，湿摩擦色牢度为4-5级，皂洗粘色牢度为4级，皂洗褪色牢度为4级，日晒色牢度为6级。

Claims (1)

1.一种具有活性基团水溶性槲皮素染料，其特征在于，所述具有活性基团水溶性槲皮素染料包括水溶性基团、发色基团、连接基团以及反应性基团，其化学结构如式(I)所示
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