一种可替代分散黄54#的分散橙及其合成方法和应用

摘要

本发明公开了一种可替代分散黄54#的分散橙及其合成方法和应用。合成方法，包括步骤：(1)对硝基苯胺投入亚硝酰硫酸中，投料后温度控制在30℃以下，搅拌后加入冰水得到稀释液；稀释液保温在0℃以下；(2)N‑氰乙基邻氯苯胺加入含乳化剂的盐酸溶液中打浆，控制温度不超过25℃，加入步骤(1)的稀释液；(3)逐步升温保温，升温速率为0.5‑5℃/h，每升温2‑5℃，保温1‑4h，最终升温至44‑50℃，反应时间为30‑60h，反应结束得到分散橙。本发明的分散橙可替代分散黄54#用于涤纶等产品的染色。

说明书

技术领域

本发明涉及分散染料的生产技术领域，具体涉及一种可替代分散黄54#的分散橙及其合成方法和应用。

背景技术

分散黄54#是一种重要的分散染料，主要用于涤纶纤维染色，其匀染性能好，日晒牢度高，可染单色，也可与蓝拼染鲜艳的果绿色。该染料合成主要通过2-甲基-3-羟基喹啉或2-甲基-3-羟基喹啉-4-羧酸与苯酐的反应。

公开号为CN105669545A的专利说明书公开了一种分散黄54#的制备工艺，其步骤为2-甲基-3-羟基喹啉或2-甲基-3-羟基喹啉-4-羧酸与苯酐在200±20℃下保温反应，结束后趁热放入热水中稀释，降温后进行胶体研磨。

公开号为CN109021607A的专利说明书公开了一种分散黄54#的生产方法，通过3-羟基喹啉-4-羧酸与苯酐在二甲基甲酰胺或三氯苯和苯酚的混合介质中，180℃反应得到染料。

上述方法实现了分散黄54#的合成，但其反应工艺较为苛刻，需要在高温或者有毒溶剂条件下进行，生产成本及安全风险均较高。

本发明提出一种与分散黄54#性能接近、可替代分散黄54#的染料及其合成方法和应用，可实现较为温和的条件下生产。

发明内容

本发明提供了一种与分散黄54#性能接近、可替代分散黄54#的分散橙染料，可在较为温和的条件下生产。相比分散黄54#，该染料的日晒牢度、摩擦牢度、配伍性基本一致，而匀染性能、染料强度略优。

具体技术方案如下：

一种可替代分散黄54#的分散橙，具有如下式(I)所示结构：

本发明还提供了所述的分散橙的合成方法，包括步骤：

(1)对硝基苯胺投入亚硝酰硫酸中，投料后温度控制在30℃以下，搅拌后加入冰水得到稀释液；所述稀释液保温在0℃以下；

(2)N-氰乙基邻氯苯胺加入含乳化剂的盐酸溶液中打浆，控制温度不超过25℃，加入步骤(1)的稀释液；

(3)逐步升温保温，升温速率为0.5-5℃/h，每升温2-5℃，保温1-4h(优选1-2h)，最终升温至44-50℃，反应时间为30-60h，反应结束得到分散橙。

为了进一步提高所述分散橙的产物纯度和产率，可进行以下技术方案的优选：

在一优选例中，所述的分散橙的合成方法，步骤(1)中，所述对硝基苯胺与所述亚硝酰硫酸的摩尔比优选为1:1.01-1.09，进一步优选为1:1.02-1.05。在这个范围内，既能保证对硝基苯胺能完全反应完，也能将亚硝酰硫酸的用量降到最低。

在一优选例中，所述的分散橙的合成方法，步骤(1)中，所述搅拌的时间为3-8h。

在一优选例中，所述的分散橙的合成方法，步骤(1)中，所述冰水在所述稀释液中的质量分数优选为40％-60％，进一步优选为50％-55％。

在一优选例中，所述的分散橙的合成方法，步骤(2)中，所述盐酸溶液中HCl的质量分数优选为24％-35％，进一步优选为24％-28％，方便实际操作。

在一优选例中，所述的分散橙的合成方法，步骤(2)中，所述乳化剂在所述盐酸溶液中的质量分数优选为0.05％-0.5％，进一步优选为0.05％-0.2％，既能达到想要的产物纯度和产率效果，又能降低用量。

在一优选例中，所述的分散橙的合成方法，步骤(2)中，所述N-氰乙基邻氯苯胺与所述盐酸溶液的质量比为1:3-5。

在一优选例中，所述的分散橙的合成方法，步骤(2)中，所述打浆的时间优选为0.1-2h，进一步优选为0.5-1h。

在一优选例中，所述的分散橙的合成方法，步骤(2)中，所述加入步骤(1)的稀释液的用时优选为0.5-4h，进一步优选为0.5-1.5h。

在一优选例中，所述的分散橙的合成方法，步骤(2)中，所述稀释液按照所述步骤(1)中的对硝基苯胺与步骤(2)中的N-氰乙基邻氯苯胺的摩尔比1:1.05-1.3加入。

本发明还提供了所述的分散橙的应用。所述分散橙可用于涤纶的染色。

本发明还提供了所述的分散橙在替代分散黄54#用于染色中的应用。

本发明与现有技术相比，有益效果有：

本发明提供了一种新型的分散橙，具有优异的匀染性能、日晒牢度、摩擦牢度、配伍性和染色强度，可用于分散黄54#的替代。

本发明的分散橙合成条件温和，整体反应温度为-1～50℃，设备要求低，适用于大规模生产，产物纯度大于91％，产率大于89％。

附图说明

图1为本发明的分散橙合成流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

下列实施例中未注明具体条件的操作方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。

如图1所示，本发明的分散橙的合成方法，包括步骤：

(1)对硝基苯胺投入亚硝酰硫酸中，投料后温度控制在30℃以下，搅拌后加入冰水得到稀释液；

(2)N-氰乙基邻氯苯胺加入含乳化剂的盐酸溶液中打浆，控制温度不超过25℃，加入步骤(1)的稀释液；

(3)逐步升温保温，升温速率为0.5-5℃/h，每升温2-5℃，保温1-4h(优选1-2h)，最终升温至44-50℃，反应时间为30-60h，反应结束得到分散橙。

实施例1

27.3g对硝基苯胺投入到92.4g亚硝酰硫酸中，两者摩尔比为1:1.03，控制温度在25℃，搅拌4h，加入120g冰水得到稀释液，保温在0℃；

42g N-氰乙基邻氯苯胺加入到186g含0.05wt％平平加的盐酸溶液(盐酸浓度25wt％)中进行打浆，控制温度在24℃，打浆时间为0.5h；打浆后将上述稀释液加入到打浆液中，加入时间为1h；控制温度至20℃；

逐步升温，以1℃/h升温，每升温2℃，保温2h，升温至48℃，总时间为56h，反应结束得到分散橙，纯度为92.0％，得量为63.1g，产率89.1％。

实施例2

14g对硝基苯胺投入到47.8g亚硝酰硫酸中，两者摩尔比为1:1.04，控制温度在25℃，搅拌4h，加入70g冰水得到稀释液，保温在-1℃；

20.1g N-氰乙基邻氯苯胺加入到82.4g含0.1wt％平平加的盐酸溶液(盐酸浓度27wt％)中进行打浆，控制温度在25℃，打浆时间为0.5h；打浆后将上述稀释液加入到打浆液中，加入时间为0.5h；控制温度至15℃；

逐步升温，以5℃/h升温，每升温2℃，保温2h，升温至50℃，总时间为42h，反应结束得到分散橙，纯度为92.5％，得量为32.3g，产率89.4％。

实施例3

270g对硝基苯胺投入到932g亚硝酰硫酸中，两者摩尔比为1:1.05，控制温度在28℃，搅拌8h，加入1469g冰水得到稀释液，保温在-1℃；

459g N-氰乙基邻氯苯胺加入到1955g含0.4wt％平平加的盐酸溶液(盐酸浓度26wt％)中进行打浆，控制温度在26℃，打浆时间为2h；打浆后将上述稀释液加入到打浆液中，加入时间为3h；控制温度至23℃；

逐步升温，以0.5℃/h升温，每升温5℃，保温1h，升温至47℃，总时间为55h，反应结束得到分散橙，纯度为91.5％，得量为650.0g，产率92.3％。

实施例4

100g对硝基苯胺投入到338.5g亚硝酰硫酸中，两者摩尔比为1:1.03，控制温度在27℃，搅拌6h，加入495g冰水得到稀释液，保温在-1℃；

150g N-氰乙基邻氯苯胺加入到615g含0.2wt％平平加的盐酸溶液(盐酸浓度27wt％)中进行打浆，控制温度在27℃，打浆时间为1h；打浆后将上述稀释液加入到打浆液中，加入时间为2h；控制温度至20℃；

逐步升温，以1℃/h升温，每升温3℃，保温1h，升温至48℃，总时间为37h，反应结束得到分散橙，纯度为91.8％，得量为235.0g，产率90.4％。

实施例5

27.3g对硝基苯胺投入到91.5g亚硝酰硫酸中，两者摩尔比为1:1.02，控制温度在28℃，搅拌3h，加入120g冰水得到稀释液，保温在-1℃；

40g N-氰乙基邻氯苯胺加入到186g含0.1wt％平平加的盐酸溶液(盐酸浓度24wt％)中进行打浆，控制温度在25℃，打浆时间为0.5h；打浆后将上述稀释液加入到打浆液中，加入时间为1.5h；控制温度至20℃；

逐步升温，以1℃/h升温，每升温2℃，保温1h，升温至47℃，总时间为41h，反应结束得到分散橙，纯度为91.7％，得量为63.7g，产率89.6％。

各实施例制备得到的分散橙化合物纯度通过液相色谱测试，结构已通过液质联用进行鉴定。

各实施例制备得到的新型分散橙与分散黄54#的性能测试结果如下表1-表3所示。

表1牢度测试

注：日晒牢度，时间20h，AARCC 1-2004，180℃×30s，布样浓度0.2％，布料采用涤纶材质；

摩擦牢度，ISO 105-X12，时间20h，180℃×30s，布样浓度4.0％，布料采用涤纶材质；

移染度，GB/T 10663-200，布样浓度1.0％，布料采用涤纶材质。

表2染色强度测试

表3配伍性测试

注：与英彩休红E-FB和英彩休蓝E-BL的配伍性；温度控制为常温开始升温，升温速率1℃/min，达到130℃后进行保温；D65强度是以原液130℃×50min为标，测色数据公式CMC2:1，布料采用涤纶材质。

从表1、表2和表3可知，本发明的新型分散橙在日晒牢度、摩擦牢度、与红蓝染料的配伍性上，和分散黄54#性能基本一致，而移染度(匀染性能)、染色强度略优，可用于替代分散黄54#。

对比例

27.3g对硝基苯胺投入到91.5g亚硝酰硫酸中，两者摩尔比为1:1.02，控制温度在28℃，搅拌3h得到重氮液。

40g N-氰乙基邻氯苯胺加入到186g含0.1wt％平平加的盐酸溶液(盐酸浓度24wt％)中进行打浆，控制温度在30℃，打浆时间为0.5h；打浆后将上述稀释液加入到打浆液中，加入时间为3.5h；控制温度至30℃；加入后，继续搅拌50h，反应结束得到分散橙，纯度为88.2％，得量为59.7g。产率80.8％。

可以看到，对比例对硝基苯胺与亚硝酰硫酸反应后没有加冰水稀释，与N-氰乙基邻氯苯胺偶合时温度控制在30℃，没有25℃以下低温打浆，也没有升温反应，这种情况下，重氮容易分解，偶合效果较差，产物纯度低，产率低。

本发明采用的合成方法通过低温稀释对硝基苯胺的重氮液，降低重氮滴加过程中放热带来的重氮分解程度，同时利用逐级升温的方式促进偶合反应，从而实现高转化率与高选择性。相比对比例中制备的分散橙，实施例中的分散橙纯度和得率都有显著的提升。

此外应理解，在阅读了本发明的上述描述内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。