CN115806496A - 分散黄棕染料中间体及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种分散黄棕染料中间体及其制备方法。本发明的分散黄棕染料中间体的制备方法，包括以下步骤：水解步骤：在碱性试剂的存在下，使N‑氰乙基‑N‑苄基苯胺进行水解反应，得到水解产物；酸化步骤：利用酸性试剂对所述水解产物进行酸化处理，得到酸化产物；缩合步骤：在催化剂和缚酸剂的存在下，使酸化产物与一氯丙酮进行酯化反应，得到酯化液；分散造粒步骤：利用分散剂和溶剂对所述酯化液进行分散造粒处理，得到分散黄棕染料中间体。本发明的分散黄棕染料中间体的制备方法反应条件温和，经济环保，后处理简单，反应收率高，适于用于工业生产。本发明的分散黄棕染料中间体收率高，纯度高。
Description
技术领域
本发明涉及一种分散黄棕染料中间体及其制备方法，属于精细化工有机合成领域。
背景技术
分散染料是一类分子小、结构简单、不含可电离的水溶性基团的疏水性染料，是各类型染料中的最重要的品种。根据分散染料合成所使用的中间体不同，产生了一系列分散染料产品。
分散黄棕染料中间体是分散染料中的一种重要中间体，但现有在制备黄棕分散染料主要是通过拼混获得，并没有通过制备分散黄棕染料中间体来合成黄棕分散染料。
因此，制备一种分散黄棕染料中间体，进而制备分散黄棕染料，成为亟待解决的技术问题。
发明内容
发明要解决的问题
鉴于现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种分散黄棕染料中间体的制备方法及采用该制备方法制备得到的分散黄棕染料中间体。本发明的分散黄棕染料中间体的制备方法反应条件温和，经济环保，后处理简单，反应收率高，适于用于工业生产；且本发明制备得到的分散黄棕染料中间体纯度高。
用于解决问题的方案
本发明涉及一种分散黄棕染料中间体的制备方法，其包括以下步骤：
水解步骤：在碱性试剂的存在下，使N-氰乙基-N-苄基苯胺进行水解反应，得到水解产物；
酸化步骤：利用酸性试剂对所述水解产物进行酸化处理，得到酸化产物；
缩合步骤：在催化剂和缚酸剂的存在下，使酸化产物与一氯丙酮进行酯化反应，得到酯化液；
分散造粒步骤：利用分散剂和溶剂对所述酯化液进行分散造粒处理，得到分散黄棕染料中间体。
根据本发明所述的制备方法，其中，所述水解步骤中；所述N-氰乙基-N-苄基苯胺与所述的碱性试剂的摩尔比为1:1～1:3；和/或
所述的碱性试剂以水溶液的形式使用，所述碱性试剂的质量浓度为15％～35％；优选地，所述碱性试剂包括无机碱。
根据本发明所述的制备方法，其中，所述水解反应的温度为100℃～130℃；所述水解反应的时间为5小时～15小时。
根据本发明所述的制备方法，其中，所述酸化步骤中，所述酸性试剂与水解产物摩尔比为1:2～5:1；优选地，所述酸性试剂包括无机酸；和/或
所述酸化处理的温度为20℃～30℃，所述酸化处理的时间为0.5小时～1小时。
根据本发明所述的制备方法，其中，所述缩合步骤中，所述缚酸剂与酸化产物的摩尔比为1:1～5:1；和/或
所述催化剂与酸化产物的摩尔比为0.01:1～0.02:1。
根据本发明所述的制备方法，其中，所述缩合步骤中，所述缚酸剂包括碳酸钠、碳酸氢钠、氧化镁、三乙胺、三丙胺等的其中一种或两种以上的组合；和/或
所述催化剂为溴化钠、溴化钾、碘化钠、碘化钾、四丁基溴化铵等的其中一种或两种以上的组合。
根据本发明所述的制备方法，其中，所述的酯化反应的温度为70℃～100℃；所述的酯化反应的时间为5小时～12小时；和/或
所述一氯丙酮与酸化产物的摩尔比为1:1～1.3:1。
根据本发明所述的制备方法，其中，所述分散剂与酯化液的质量比为1:10～1:20；和/或
所述溶剂与与酯化液的质量比为3:1～10:1。
根据本发明所述的制备方法，其中，所述分散造粒步骤包括将酯化液与分散剂、溶剂混合后，先升温分散，再降温造粒的步骤；优选地，所述升温分散的温度为65℃～85℃，降温造粒的温度为20℃～40℃。
本发明还提供一种根据本发明所述的制备方法制备得到的分散黄棕染料中间体。
发明的效果
本发明的分散黄棕染料中间体的制备方法反应条件温和，经济环保，后处理简单，反应收率高，适于用于工业生产。
本发明的分散黄棕染料中间体收率高，纯度高。
具体实施方式
以下将详细说明本发明的各种示例性实施例、特征和方面。在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
另外，为了更好地说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在另外一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、器材和步骤未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
如无特殊声明，本说明书中所使用的单位均为国际标准单位，并且本发明中出现的数值，数值范围，均应当理解为包含了工业生产中所不可避免的系统性误差。
本说明书中，使用“可以”表示的含义包括了进行某种处理以及不进行某种处理两方面的含义。
本说明书中，所提及的“一些具体/优选的实施方案”、“另一些具体/优选的实施方案”、“实施方案”等是指所描述的与该实施方案有关的特定要素(例如，特征、结构、性质和/或特性)包括在此处所述的至少一种实施方案中，并且可存在于其它实施方案中或者可不存在于其它实施方案中。另外，应理解，所述要素可以任何合适的方式组合在各种实施方案中。
本说明书中，使用“数值A～数值B”表示的数值范围是指包含端点数值A、B的范围。
本说明书中，使用“常温”、“室温”时，其温度可以是10-40℃。
本发明首先提供一种分散黄棕染料中间体的制备方法，其包括以下步骤：
水解步骤：在碱性试剂的存在下，使N-氰乙基-N-苄基苯胺进行水解反应，得到水解产物；
酸化步骤：利用酸性试剂对所述水解产物进行酸化处理，得到酸化产物；
缩合步骤：在催化剂和缚酸剂的存在下，使酸化产物与一氯丙酮进行酯化反应，得到酯化液；
分散造粒步骤：利用分散剂和溶剂对所述酯化液进行分散造粒处理，得到分散黄棕染料中间体。
本发明的分散黄棕染料中间体的制备方法反应条件温和，经济环保，后处理简单，反应收率高，适于用于工业生产。
<水解步骤>
本发明的水解步骤包括在碱性试剂的存在下，使N-氰乙基-N-苄基苯胺进行水解反应，得到水解产物。本发明在碱性试剂下，使N-氰乙基-N-苄基苯胺进行水解反应生成酰胺并进一步水解生成羧酸，从而有利于后续反应的进行。
在一些具体的实施方案中，所述水解步骤中；所述N-氰乙基-N-苄基苯胺与所述的碱性试剂的摩尔比为1:1～1:3，优选为1:1～1:2，例如：1:1.2、1:1.5、1:1.8、1:2、1:2.2、1:2.5、1:2.8等。当N-氰乙基-N-苄基苯胺与所述的碱性试剂的摩尔比为1:1～1:3时，水解反应可以有效进行。
所述的碱性试剂以水溶液的形式使用，所述碱性试剂的质量浓度为15％～35％，例如：18％、20％、22％、25％、28％、30％、32％等；优选地，所述碱性试剂包括无机碱。对于无机碱，本发明不作特别限定，可以是本领域常用的无机碱，例如：氢氧化钠、氢氧化钾或其它常用无机强碱。
以氢氧化钠为例，本发明的水解反应的化学反应式可以为：
进一步，所述水解反应的温度为100℃～130℃，例如：102℃、105℃、108℃、110℃、112℃、115℃、118℃、120℃、122℃、125℃、128℃等；所述水解反应的时间为5小时～15小时，例如：7小时、8小时、9小时、10小时、11小时、12小时、13小时、14小时等。当水解反应的温度为100℃～130℃，水解反应的时间为5小时～15小时时，水解反应能够有效进行，所获得的水解产物的纯度高，有利于酸化的进行。
进一步，在本发明中，对于水解反应的终点，可以采用高效液相色谱(HPLC)进行检测，具体可以是当所述N-氰乙基-N-苄基苯胺的含量低于0.5％为反应终点。
<酸化处理>
本发明通过利用酸性试剂对所述水解产物进行酸化处理，从而得到酸化产物。通过对所述水解产物进行酸化处理，可以得到具有羧基的产物，使得后续酯化反应能够进行。
在一些具体的实施方案中，所述酸化步骤中，所述酸性试剂与水解产物摩尔比为1:2～5:1，例如：1:1.5、1:1、1.5:1、2:1、2.5:1、3:1、3.5:1、4:1、4.5:1等。当所述酸性试剂与水解产物摩尔比为1:2～5:1时，能够获得所需的酸化产物。优选地，所述酸性试剂包括无机酸；对于无机酸，本发明不作特别限定，可以是本领域常用的无机酸，例如：盐酸、硫酸、磷酸等常用无机酸均可。
以盐酸为例，本发明的酸化处理的化学反应式可以为(其中反应物为以NaOH进行反应的反应产物)：
进一步，所述酸化处理的温度为20℃～30℃，例如：21℃、22℃、23℃、24℃、25℃、26℃、27℃、28℃、29℃等；所述酸化处理的时间为0.5小时～1小时，例如：0.6小时、0.7小时、0.8小时、0.9小时等。当酸化处理的温度为20℃～30℃，酸化处理的时间为0.5小时～1小时时，酸化处理能够有效进行，所获得的酸化产物的纯度高，有利于缩合步骤的进行。
进一步，酸化处理结束后，可以在室温条件下固液分离得到酸化产物(N-氰乙基-N-丙酸基苯胺)粗品，对该粗品进行洗涤至洗液呈中性后，通过固液分离所得酸化产物粗品的固含量在70％以上。
<缩合步骤>
本发明的缩合步骤包括在催化剂和缚酸剂的存在下，使酸化产物与一氯丙酮进行酯化反应，得到酯化液，即N-苄基-N-丙酸丙酮酯基苯胺酯化液。
本发明通过使用催化剂以加快酯化反应的进行，并通过使用缚酸剂以中和反应产生的盐酸，促使可逆的缩合反应向酯化方向进行。
具体地，在本发明中，所述缩合步骤中，所述缚酸剂与酸化产物的摩尔比为1:1～5:1，例如：1.5:1、2:1、2.5:1、3:1、3.5:1、4:1、4.5:1等；当缚酸剂与酸化产物的摩尔比为1:1～5:1时，能够提高产物的纯度，增加反应收率。所述催化剂与酸化产物的摩尔比为0.01:1～0.02:1，例如：0.011:1、0.012:1、0.013:1、0.014:1、0.015:1、0.016:1、0.017:1、0.018:1、0.018:1等。当催化剂与酸化产物的摩尔比为0.01:1～0.02:1时，能够有效加快酯化反应的进行，且不会浪费催化剂。
进一步，本发明对缚酸剂和催化剂不作特别限定，可以是本领域常用的缚酸剂和催化剂。具体地，在本发明中，所述缚酸剂包括碳酸钠、碳酸氢钠、氧化镁、三乙胺、三丙胺等的其中一种或两种以上的组合；和/或，所述催化剂为溴化钠、溴化钾、碘化钠、碘化钾、四丁基溴化铵等的其中一种或两种以上的组合。
进一步，所述一氯丙酮与酸化产物的摩尔比为1:1～1.3:1，例如：1.12:1、1.15:1、1.18:1、1.2:1、1.22:1、1.25:1、1.28:1等。当一氯丙酮与酸化产物的摩尔比为1:1～1.3:1时，酯化反应可以有效进行。
本发明的酯化反应的反应式可以为：
在一些具体的实施方案中，所述的酯化反应的温度为70℃～100℃，例如：72℃、75℃、78℃、80℃、82℃、85℃、88℃、90℃、92℃、95℃、98℃等；所述的酯化反应的时间为5小时～12小时，例如：7小时、8小时、9小时、10小时、11小时、12小时、13小时、14小时等。当酯化反应的温度为70℃～100℃；酯化反应的时间为5小时～12小时时，可以反应完成，产物的收率高纯度高，副反应少。
<分散造粒步骤>
本发明的分散造粒步骤包括利用分散剂和溶剂对所述酯化液进行分散造粒处理，得到分散黄棕染料中间体。
本发明通过使用溶剂能降低酯化液浓度，使酯化液更好的分散开；通过使用分散剂具有很好的分散性，能对酯化液进行均匀分散，通过降温得到颗粒均匀的分散黄棕染料中间体。
在一些具体的实施方案中，所述分散剂与酯化液的质量比为1:10～1:20，例如：1:11、1:12、1:13、1:14、1:15、1:16、1:17、1:18、1:19等；所述溶剂与与酯化液的质量比为3:1～10:1，例如：4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1等。当分散剂与酯化液的质量比为1:10～1:20，溶剂与与酯化液的质量比为3:1～10:1时，能够使酯化液更好分散开来，得到颗粒均匀的分散黄棕染料中间体。具体地，在本发明中，所述分散剂为分散剂MF、平平加、木质素磺酸钠等的其中一种或两种以上的组合。
具体地，所述分散造粒步骤包括将酯化液与分散剂、溶剂混合后，先升温分散，再降温造粒的步骤；优选地，所述升温分散的温度为65℃～85℃，例如：68℃、70℃、72℃、75℃、78℃、80℃、82℃等；降温造粒的温度为20℃～40℃，例如：22℃、25℃、28℃、30℃、32℃、35℃、38℃等。
进一步，本发明还提供一种根据本发明所述的制备方法制备得到的分散黄棕染料中间体。
实施例
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例1
a)N-氰乙基-N-苄基苯胺水解
在装有搅拌、回流冷凝管、温度计的250mL四口烧瓶中，加入质量浓度为20％氢氧化钠溶液50.8g，开启搅拌，再加入N-氰乙基-N-苄基苯胺50g，加毕控制水解反应的温度为120℃，保温搅拌12小时，并采用高效液相色谱(HPLC)进行检测，当所述N-氰乙基-N-苄基苯胺的含量低于0.5％时，得到水解产物N-氰乙基-N-丙酸钠基苯胺约57.51g。
b)N-氰乙基-N-丙酸钠基苯胺酸化
然后将N-氰乙基-N-丙酸钠基苯胺冷析至室温加入水100g，搅拌0.5小时后缓慢加入74g盐酸(浓度为37％)进行酸化，经过滤洗涤抽干可得生成N-氰乙基-N-丙酸基苯胺，反应终止。然后固液分离得到酸化产物N-氰乙基-N-丙酸基苯胺粗品约67.71g，对该N-氰乙基-N-丙酸基苯胺粗品进行洗涤至洗液呈中性后，通过固液分离所得N-氰乙基-N-丙酸基苯胺粗品的固含量在70％以上。
c)制备N-苄基-N-丙酸丙酮酯基苯胺酯化液
将步骤b)得到的N-氰乙基-N-丙酸基苯胺粗品加入到装有搅拌、回流冷凝管、温度计的250mL四口烧瓶中，加入碳酸氢钠32g及碘化钾0.5g，再加入一氯丙酮20g，升温至85℃搅拌6小时，反应结束可得N-苄基-N-丙酸丙酮酯基苯胺酯化液约58.77g。
d)分散造粒
在步骤c)所得N-苄基-N-丙酸丙酮酯基苯胺酯化液中加入200g水使其混匀，再加入分散剂MF 3g，升温至70℃搅拌0.5小时，再降温至20℃进行造粒，经过滤洗涤可得分散黄棕染料中间体N-苄基-N-丙酸丙酮酯基苯胺颗粒。
然后检测最终产品，其收率为91.04％，纯度为97.77％(HPLC检测)。
实施例2
a)N-氰乙基-N-苄基苯胺水解
在装有搅拌、回流冷凝管、温度计的250mL四口烧瓶中，加入质量浓度为25％氢氧化钾溶液53.6g，开启搅拌，再加入N-氰乙基-N-苄基苯胺50g，加毕控制水解反应的温度为110℃，保温搅拌15小时，并采用高效液相色谱(HPLC)进行检测，当所述N-氰乙基-N-苄基苯胺的含量低于0.5％时，得到水解产物N-氰乙基-N-丙酸钾基苯胺约60.83g。
b)N-氰乙基-N-丙酸钠基苯胺酸化
然后将N-氰乙基-N-丙酸钠基苯胺冷析至室温加入107.3g水，搅拌0.5小时后缓慢加入80g盐酸(浓度为37％)进行酸化，经过滤洗涤可得生成N-氰乙基-N-丙酸基苯胺，反应终止。然后固液分离得到酸化产物N-氰乙基-N-丙酸基苯胺粗品约68.28g，对该N-氰乙基-N-丙酸基苯胺粗品进行洗涤至洗液呈中性后，通过固液分离所得N-氰乙基-N-丙酸基苯胺粗品的固含量在70％以上。
c)制备N-苄基-N-丙酸丙酮酯基苯胺酯化液
将步骤b)得到的N-氰乙基-N-丙酸基苯胺粗品加入到装有搅拌、回流冷凝管、温度计的250mL四口烧瓶中，加入碳酸氢钠35g及碘化钾0.5g，再加入21.7g一氯丙酮，升温至75℃搅拌8小时，反应结束可得N-苄基-N-丙酸丙酮酯基苯胺酯化液约58.51g。
d)分散造粒
在步骤c)所得N-苄基-N-丙酸丙酮酯基苯胺酯化液烧瓶中加入250g水使其混匀，再加入分散剂MF 3g，升温至75℃搅拌0.5小时，降温至25℃进行造粒，经过滤洗涤可得分散黄棕染料中间体N-苄基-N-丙酸丙酮酯基苯胺颗粒。
然后检测最终产品，其收率为92.92％，纯度为98.33％(HPLC检测)。
实施例3
a)N-氰乙基-N-苄基苯胺水解
在装有搅拌、回流冷凝管、温度计的250mL四口烧瓶中，加入质量浓度为30％的氢氧化钠溶液56.5g，开启搅拌，再加入N-氰乙基-N-苄基苯胺50g，加毕控制水解反应的温度为130℃，保温搅拌8小时，并采用高效液相色谱(HPLC)进行检测，当所述N-氰乙基-N-苄基苯胺的含量低于0.5％时，可得水解产物N-氰乙基-N-丙酸钠基苯胺约57.85g。
b)N-氰乙基-N-丙酸钠基苯胺酸化
然后将N-氰乙基-N-丙酸钠基苯胺冷析至室温加入113g水，搅拌0.5小时后缓慢加入84g盐酸(浓度为37％)进行酸化，经过滤洗涤抽干可得生成N-氰乙基-N-丙酸基苯胺，反应终止。然后固液分离得到酸化产物N-氰乙基-N-丙酸基苯胺粗品约68.99g，对该N-氰乙基-N-丙酸基苯胺粗品进行洗涤至洗液呈中性后，通过固液分离所得N-氰乙基-N-丙酸基苯胺粗品的固含量在70％以上。
c)制备N-苄基-N-丙酸丙酮酯基苯胺酯化液
将步骤b)得到的N-氰乙基-N-丙酸基苯胺粗品加入到装有搅拌、回流冷凝管、温度计的250mL四口烧瓶中，加入定量好的碳酸氢钠32g及碘化钾0.6g，再加入一氯丙酮23.5g，升温至95℃搅拌6小时，反应结束可得N-苄基-N-丙酸丙酮酯基苯胺酯化液约58.92g。
d)分散造粒
在步骤c)所得N-苄基-N-丙酸丙酮酯基苯胺酯化液烧瓶中加入200g水使其混匀，再加入分散剂MF 4g，升温至85℃搅拌0.5小时，降温至35℃进行造粒，经过滤洗涤可得分散黄棕染料中间体N-苄基-N-丙酸丙酮酯基苯胺颗粒。
然后检测最终产品，其收率为91.27％，纯度为97.51％(HPLC检测)。
需要说明的是，尽管以具体实例介绍了本发明的技术方案，但本领域技术人员能够理解，本发明应不限于此。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (10)
1.一种分散黄棕染料中间体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
水解步骤：在碱性试剂的存在下，使N-氰乙基-N-苄基苯胺进行水解反应，得到水解产物；
酸化步骤：利用酸性试剂对所述水解产物进行酸化处理，得到酸化产物；
缩合步骤：在催化剂和缚酸剂的存在下，使酸化产物与一氯丙酮进行酯化反应，得到酯化液；
分散造粒步骤：利用分散剂和溶剂对所述酯化液进行分散造粒处理，得到分散黄棕染料中间体。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水解步骤中；所述N-氰乙基-N-苄基苯胺与所述的碱性试剂的摩尔比为1:1～1:3；和/或
所述的碱性试剂以水溶液的形式使用，所述碱性试剂的质量浓度为15％～35％；优选地，所述碱性试剂包括无机碱。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述水解反应的温度为100℃～130℃；所述水解反应的时间为5小时～15小时。
4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述酸化步骤中，所述酸性试剂与水解产物摩尔比为1:2～5:1；优选地，所述酸性试剂包括无机酸；和/或
所述酸化处理的温度为20℃～30℃，所述酸化处理的时间为0.5小时～1小时。
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述缩合步骤中，所述缚酸剂与酸化产物的摩尔比为1:1～5:1；和/或
所述催化剂与酸化产物的摩尔比为0.01:1～0.02:1。
6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述缩合步骤中，所述缚酸剂包括碳酸钠、碳酸氢钠、氧化镁、三乙胺、三丙胺等的其中一种或两种以上的组合；和/或
所述催化剂为溴化钠、溴化钾、碘化钠、碘化钾、四丁基溴化铵等的其中一种或两种以上的组合。
7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述的酯化反应的温度为70℃～100℃；所述的酯化反应的时间为5小时～12小时；和/或
所述一氯丙酮与酸化产物的摩尔比为1:1～1.3:1。
8.根据权利要求1-7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述分散剂与酯化液的质量比为1:10～1:20；和/或
所述溶剂与与酯化液的质量比为3:1～10:1。
9.根据权利要求1-8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述分散造粒步骤包括将酯化液与分散剂、溶剂混合后，先升温分散，再降温造粒的步骤；优选地，所述升温分散的温度为65℃～85℃，降温造粒的温度为20℃～40℃。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述的制备方法制备得到的分散黄棕染料中间体。
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