本发明专利技术公开吡啶酮偶氮化合物和其N-取代吡啶酮基吡啶类季铵盐中间体及其制法。中间体的制备方法为：将吡啶衍生物、氯乙酸甲酯依次加入到三口瓶中，搅拌反应，得到反应产物；量取胺类化合物，加入上述反应产物中，反应得到反应产物；加入乙酰乙酸甲酯，加入氢氧化钠，升温，搅拌，得到吡啶酮中间体。吡啶酮偶氮化合物的方法，取芳香胺，投入水中，加浓盐酸，降温，加入亚硝酸钠，反应得到重氮盐备用；取吡啶酮中间体，控温，滴加到重氮盐中，得到吡啶酮偶氮化合物。本发明专利技术化合物生产得到的染色制品或印刷制品颜色鲜艳、清晰，暴晒后不褪色，对强或弱酸、碱等刺激性液体、气体、粉体等形态物质不褪色。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及有机合成领域，具体涉及吡啶酮偶氮化合物和其N-取代吡啶酮基吡啶类季铵盐中间体及其制法。
技术介绍
吡啶酮衍生物是一个染料中间体，主要用于制备偶氮染料。吡啶酮偶氮化合物是黄、橙色调的重要品种，而且具有发色强度高，染色性能优异，耐光牢度高等特点。特别用于印染纸张(包括纸板与卡纸)，这些材料可在例如制浆中通过涂覆或浸渍染色。此外，这样的溶液也可用在织物材料(特别是纤维素)的连续或分批染色工艺中。还可用作生产喷墨打印机油墨或其他油墨的基础和组合用于纸张或织物等基体的无压印刷，也可不经进一步的改变而用于纸张或织物等基体的无压印刷，吡啶酮系分散染料发展较快，有的已经工业化生产。近年来有大量专利发表，且在不断改进，以丰富染料的色谱，提高染料的应用性能，如C.I分散黄103、119、125、165等。这类化合物不仅制备方法简单，偶合能力强，而且3-位上的取代基可以调换成-CN，-CONH2，-H，吡啶等，可以合成一系列衍生物，是一类广泛用于偶合组分的杂环化合物。与吡啶酮衍生物偶合的重氮组份，以苯胺系为主，含有吡啶酮结构的单偶氮染料中，重氮组份上含有吸电 子基团则多是浅色品种，有较好的耐晒牢度；重氮组份含有供电子基团，则有利于深色效应，而耐晒牢度却有所下降。关于吡啶酮衍生物早有文献记载,但在染料中作为偶合组份进行使用,还是从六十年代开始。吡啶酮引入后的染料,不仅色光鲜艳,有的还带有鲜艳的荧光,倍受欢迎。吡啶酮及其衍生物与芳胺及其衍生物的重氮盐偶合,生成的偶氮染料大都为嫩黄色、黄色,其次是橙色,而红色和更深色泽较为少见。其中尤以嫩黄色分散染料为主要发展对象。在合成染料中，吡啶酮偶氮化合物是黄、橙色调的重要品种，而且具有发色强度高，染色性能优异，耐光牢度高等特点。长期以来，以含氰基-N-烷基吡啶酮为偶合组份合成的染料，在鲜艳嫩黄色品种中，占有重要地位。在分散染料、活性染料、酸性染料中都有这类品种出现。因此，在传统染料中，已有大量该类结构的品种出现在C、I登记号中，且有大量专利发表。而目标产物也可以作为染料中间体合成吡啶酮偶氮化合物。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供吡啶酮偶氮化合物和其N-取代吡啶酮基吡啶类季铵盐中间体及其制法。本专利技术是以吡啶衍生物、氯乙酸甲酯、胺类化合物为原料，经过季铵化、酰胺化、闭环缩合过程合成目标中间体产物，并进一步合成吡啶酮偶氮化合物，本专利技术反应式为：一种吡啶酮偶氮化合物，结构如下所示：本专利技术吡啶酮偶氮化合物的N-取代吡啶酮基吡啶类季铵盐中间体的制备方法，包括下述步骤：a)季铵化：将吡啶衍生物、氯乙酸甲酯依次加入到三口瓶中，搅拌反应，得到反应产物；所述反应的温度为40～120℃；所述反应的搅拌时间为10分钟-48小时；所述吡啶衍生物和氯乙酸甲酯的摩尔比为：氯乙酸甲酯：吡啶衍生物＝1：1～3；b)酰胺化：量取胺类化合物，加入步骤a)得到反应产物中，在反应的温度为1～50℃下搅拌反应1-24小时，得到反应产物；所述胺类化合物为N,N-二甲基-1,3-丙二胺；所述胺类化合物用量满足摩尔比为氯乙酸甲酯：胺类化合物＝1：1～10；c)闭环缩合： 向步骤b)反应产物中加入乙酰乙酸甲酯，加入氢氧化钠，升温至5-100℃，搅拌3－48小时；所述乙酰乙酸甲酯的加入量满足摩尔比为，氯乙酸甲酯：乙酰乙酸甲酯＝1：1～4；所述氢氧化钠的加入量满足摩尔比为氯乙酸甲酯：氢氧化钠＝1：0.5～2，得到吡啶酮中间体。上述中间体的制备方法中，步骤a)中，所述吡啶衍生物为有取代基的任何一种吡啶，取代基包括氢原子或烷基中的一种以上，取代基在吡啶环的1、2或3位，所述取代基的取代为单取代或多取代；所述吡啶衍生物结构式如下：上述中间体的制备方法中，步骤a)中，所述氯乙酸甲酯用溴乙酸甲酯或碘乙酸甲酯代替；所述反应使用溶剂为苯、甲醇、乙醇、丙醇或甲苯；所述反应的温度为90℃，所述反应的搅拌时间为10分钟、20分钟、30分钟、1小时、2小时、4小时、5小时、10小时、24小时或48小时；所述吡啶衍生物为3-甲基吡啶。上述中间体的制备方法中，步骤b)中，所述胺类化合物为烷基伯胺或二胺，所述胺类化合物结构式如下：H2N-B上述中间体的制备方法，具体制备步骤如下：a)季铵化将20.0mL(0.2mol)3-甲基吡啶(吡啶衍生物)、17.7mL(0.20mol)氯乙酸甲酯依次加入到三口瓶中，保持温度为90℃，搅拌2小时；b)酰胺化量取26.0mL(0.204mol)N,N-二甲基-1,3-丙二胺(胺类化合物)，加入a)步骤得到反应产物中；搅拌24小时；c)闭环缩合向b)步骤反应产物中加入28.3mL(0.26mol)乙酰乙酸甲酯，称取8.00g(0.2mol)氢氧化钠，加入b)步骤得到的反应产物中，升温至80℃，搅拌3小时，得到吡啶酮中间体。一种利用N-取代吡啶酮基吡啶类季铵盐中间体制备吡啶酮偶氮化合物的方法，包括下述步骤：d)重氮化取芳香胺，投入水中，加入浓盐酸，降温至0～5℃，加入亚硝酸钠，反应10—60分钟，得到重氮盐备用；所述浓盐酸用量满足摩尔比为芳香胺：浓盐酸＝1：1～5，反应温度0～50℃；芳香胺与亚硝酸钠的用量摩尔比为100：1-10；e)偶合取上述所得吡啶酮中间体，控温0～50℃，滴加到e)步骤得到的重氮盐中，调pH到3～6，得到吡啶酮偶氮化合物，所述吡啶酮中 间体与重氮盐的用量摩尔比为100：1-10；反应温度0～30℃，反应时间15～300分钟。上述制备方法中，步骤d)中，反应式为：两个氨基在邻位、间位和对位，X左右两边的结构对称或不对称，X为单种取代基或多种取代基。上述制备方法中，用无机碱或有机碱调节pH，所述无机碱或有机碱是碳酸钠、碳酸氢钠、乙酸钠、氢氧化钾、氢氧化钠、甲醇钠、哌啶或三乙醇胺，使用时配置成质量百分比浓度为10％～100％的溶液。上述制备方法中的具体制备步骤：d)重氮化取芳香胺0.02mol，投入15mL水中，加入5mL浓盐酸，降温至0～2℃，加入0.02mol亚硝酸钠，加完后搅拌30分钟，得到重氮盐；e)偶合取吡啶酮中间体0.02mol，控温5～10℃，用20分钟滴加到重氮盐中，滴加完毕搅拌1小时，并用氢氧化钠溶液调pH到4。在本专利技术中，a)步骤是一个季铵化的反应。值得注意的有：一、这个反应的温度不能太高，过高的话季铵盐会分解，影响收率。二、 反应中有氯乙酸酯的参与，而氯乙酸酯与其他反应原料也可以反应、反应比较活泼，所以先让吡啶衍生物与之反应，并且吡啶衍生物要过量，使之完全反应。b)步骤是一个酯的酰胺化，胺作为亲核试剂进攻酯基的羰基碳，脱去一个甲醇得到酰胺。值得注意的地方是：一、控制低温反应，加入胺类化合物，二、酯的水解比氨解的速度快，所以反应直到第二步完成之前都不可以有水参与反应。c)步骤闭合反应必须在强碱环境中进行，其反应机理为：d)步骤重氮化应在低温下进行，亚硝酸钠的滴加速度应使反应液中始终存在可使淀粉碘化钾试纸变蓝即可，在反应结束后应将多余的亚硝酸钠破坏掉，当制备完重氮盐后不应长时间保存，应尽快进行下一步反应。e)步骤偶合反应，因制备的中间体具有很强的偶合能力可以与重氮盐快速反应，因为重氮盐不稳定所以应在低温下进行反应，当偶 合完成后，可将染料溶液的pH调到3～6之间，便于之后进行染本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种吡啶酮偶氮化合物，其特征在于，结构如下所示：
【技术特征摘要】
1.一种吡啶酮偶氮化合物，其特征在于，结构如下所示：2.权利要求1所述吡啶酮偶氮化合物的N-取代吡啶酮基吡啶类季铵盐中间体的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：a)季铵化：将吡啶衍生物、氯乙酸甲酯依次加入到三口瓶中，搅拌反应，得到反应产物；所述反应的温度为40～120℃；所述反应的搅拌时间为10分钟-48小时；所述吡啶衍生物和氯乙酸甲酯的摩尔比为：氯乙酸甲酯：吡啶衍生物＝1：1～3；b)酰胺化：量取胺类化合物，加入步骤a)得到反应产物中，在反应的温度为1～50℃下搅拌反应1-24小时，得到反应产物；所述胺类化合物为N,N-二甲基-1,3-丙二胺；所述胺类化合物用量满足摩尔比为氯乙酸甲酯：胺类化合物＝1：1～10；c)闭环缩合：向步骤b)反应产物中加入乙酰乙酸甲酯，加入氢氧化钠，升温至5-100℃，搅拌3－48小时；所述乙酰乙酸甲酯的加入量满足摩尔比为，氯乙酸甲酯：乙酰乙酸甲酯＝1：1～4；所述氢氧化钠的加入量满足摩尔比为氯乙酸甲酯：氢氧化钠＝1：0.5～2，得到吡啶酮中间体。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中，所述吡啶衍生物为有取代基的任何一种吡啶，取代基包括氢原子或烷基中的一种以上，取代基在吡啶环的1、2或3位，所述取代基的取代为单取代或多取代；所述吡啶衍生物结构式如下：A＝-H,-OH,-R1(R1＝C1-4),-OR2(R2＝C1-4),4.根据权利要求2或3所述的制备方法中，其特征在于，步骤a)中，所述氯乙酸甲酯用溴乙酸甲酯或碘乙酸甲酯代替；所述反应使用溶剂为苯、甲醇、乙醇、丙醇或甲苯；所述反应的温度为90℃，所述反应的搅拌时间为10分钟、20分钟、30分钟、1小时、2小时、4小时、5小时、10小时、24小时或48小时；所述吡啶衍生物为3-甲基吡啶。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤b)中，所述胺类化合物为烷基伯胺或二胺，所述胺类化合物结构式如下：H2N-Bn＝1-6；R3＝H或C1～4；R4＝H或C1～4。6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：a)季铵化将20.0mL(0.2mol)3-甲基吡啶(吡啶衍生物)、17.7mL(0.20mol)...
【专利技术属性】
技术研发人员：孔祥文，王欢，黄菊洪，王涵，张静，
申请(专利权)人：上海申伦科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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