一种嘧啶‑吗啉基荧光增白剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种嘧啶‑吗啉基荧光增白剂，其结构式如式1所示。本发明专利技术还提供所述嘧啶‑吗啉基荧光增白剂的制备方法和应用。该嘧啶‑吗啉基荧光增白剂具有显著增白、增色棉纤维的作用，是一类新型高性能荧光增白剂，其制备原材料价格低廉，成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种嘧啶-吗啉基荧光增白剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及荧光增白剂及其制备方法和应用，具体涉及一种嘧啶-吗啉基荧光增白剂及其制备方法和应用。
技术介绍
我国在“十二五”新材料发展规划中将开发与资源、环境协调的新材料作为主要考核指标，通过开发新材料解决资源短缺问题。我国已经形成了比较完善的材料科技体系，在某些新材料领域内具有明显的资源优势和技术优势，但总体自主创新能力还比较薄弱，具有自主知识产权的新材料产品及技术还比较少，尤其是在棉纤维用高性能荧光增白剂方面创新性不足。荧光增白剂是一种荧光染料，又称为白色染料。荧光增白剂种类繁多，不同类型的荧光增白剂具有不同的物理化学特点，因此在使用荧光增白剂之前，必须明确它们的使用条件和应用领域。荧光增白剂具有很高的光量子产率，被其处理的基质材料能有效地增白、増艳和增亮。荧光增白剂分子能够吸收波长范围在300～400nm左右的紫外光，并发射出波长范围在420～480nm左右的蓝色荧光，从而弥补了基质材料由于蓝光缺失而造成的泛黄。通过弥补蓝光使人感到被处理的基质材料更洁白、更鲜艳。荧光增白剂被广泛地用于造纸、纺织、洗涤剂、塑料、涂料、油墨、皮革、新型建筑材料。此外，荧光增白剂也被用作发光二极管、化学传感、化学传感材料和紫外吸收剂等。传统的荧光增白剂存在着如下缺点：合成工艺过程繁琐，环境污染比较严重；原材料较昂贵，目标化合物结构过于复杂，具有潜在的毒性风险；与疏水织物聚酰纤维、醋酸纤维和棉纤维等亲和力较差，上染率不高，增白、增色性能不佳，实用性不强。作为一种重要的精细化工产品，荧光增白剂在工业上具有广泛的应用领域和良好的市场前景。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种嘧啶-吗啉基荧光增白剂，其合成方法简单，原料价格低廉。通过测试嘧啶-吗啉基荧光增白剂的光学性能，可以明显看出嘧啶-吗啉基荧光增白剂具有较强的紫外吸收性能。通过对棉纤维染色增白处理，发现嘧啶-吗啉基荧光增白剂对棉纤维具有显著的增白、增色特性，是一种新型高性能荧光增白剂，具有极大的推广和应用空间。本专利技术目的之二是提供上述嘧啶-吗啉基荧光增白剂的制备方法。本专利技术目的之三是提供上述嘧啶-吗啉基荧光增白剂的用途。为实现本专利技术第一个专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：一种嘧啶-吗啉基荧光增白剂，其结构式如式1：为实现本专利技术第一个专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：上述一种嘧啶-吗啉基荧光增白剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸水溶液加入到2,4-二氯嘧啶溶液中，用10％Na2CO3水溶液维持体系的pH值为7～8，在20～25℃搅拌反应得到反应混合物I；(2)将吗啉加入到所述反应混合物I中，用10％Na2CO3水溶液维持体系的pH值为8～9，回流反应得到反应混合物II；(3)冷却所述反应混合物II至室温，加入无机盐，使嘧啶-吗啉基荧光增白剂析出并收集；其中，所述4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸、2,4-二氯嘧啶和吗啉的物质的量的比例为1:2-2.5:1.5-2。所述的步骤(1)中，2,4-二氯嘧啶溶液中，每10mmol2,4-二氯嘧啶对应10～15mL二甲基甲酰胺；4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸水溶液中，每5mmol4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸对应50～55mL水；所述的4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸水溶液的pH值为5～6。所述步骤(1)的反应时间为10～11小时；所述的步骤(2)的反应时间为7～8小时。所述步骤(3)中的无机盐为氯化钠。所述步骤(1)中，4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸水溶液以滴加的形式加入到2,4-二氯嘧啶溶液中。本专利技术所述嘧啶-吗啉基荧光增白剂的用途，具体涉及所述嘧啶-吗啉基荧光增白剂在棉纤维的增白及增色中的应用。本专利技术具有以下优点：1.本专利技术嘧啶-吗啉基荧光增白剂的合成方法简单，原材料价格低廉。2.本专利技术嘧啶-吗啉基荧光增白剂与棉纤维表面离子结合牢固度更高，最佳染色浓度较低，使用量更少，实用性更强。3.本专利技术嘧啶-吗啉基荧光增白剂能显著增白、增色棉纤维，是一种新型高性能荧光增白剂。附图说明图1为实施例3的嘧啶-吗啉基荧光增白剂的核磁共振氢谱；图2为实施例3的嘧啶-吗啉基荧光增白剂水溶液的光学性能测试中紫外吸收谱。具体实施例下面结合具体实施例对本专利技术做进一步的详细说明，但不构成对本专利技术的任何限制，任何在本专利技术权利要求范围内所做的有限修改，仍在本专利技术的权利要求保护范围内。实施例121mmol2,4-二氯嘧啶加到22mL二甲基甲酰胺中，25℃搅拌。而后滴加10mmol4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸与100mL蒸馏水的混合液，用10％Na2CO3水溶液维持反应体系的pH＝7，25℃反应11h得到反应混合物I。而后得到反应混合物I中加19.5mmol吗啉，用10％Na2CO3水溶液维持体系的pH＝9，回流反应7h得到反应混合物II。用薄层色谱技术监测两步反应终点。冷却反应混合物II至室温，加入10g氯化钠，搅拌，抽滤，真空干燥得嘧啶-吗啉基荧光增白剂，收率91％。实施例221mmol2,4-二氯嘧啶加到31.5mL二甲基甲酰胺中，20℃搅拌。而后滴加10mmol4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸与110mL蒸馏水的混合液，用10％Na2CO3水溶液维持反应体系的pH＝8，25℃反应10h得到反应混合物I。而后得到反应混合物I中加19.5mmol吗啉，用10％Na2CO3水溶液维持体系的pH＝8，回流反应8h得到反应混合物II。用薄层色谱技术监测两步反应终点。冷却反应混合物II至室温，加入10g氯化钠，搅拌，抽滤，真空干燥得嘧啶-吗啉基荧光增白剂，收率87％。实施例321mmol2,4-二氯嘧啶加到26mL二甲基甲酰胺中，25℃搅拌。而后滴加10mmol4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸与100mL蒸馏水的混合液，用10％Na2CO3水溶液维持反应体系的pH＝7.5，25℃反应11h得到反应混合物I。而后得到反应混合物I加19.5mmol吗啉，用10％Na2CO3水溶液维持体系的pH＝9，回流反应7h得到反应混合物II。用薄层色谱技术监测两步反应终点。冷却反应混合物II至室温，加入10g氯化钠，搅拌，抽滤，真空干燥得嘧啶-吗啉基荧光增白剂，收率89％。实施例3的嘧啶-吗啉基荧光增白剂的核磁共振氢谱数据：(400MHz；DMSO-d6,δ):3.04～3.80(16H,吗啉环),6.45(2H,嘧啶环),7.68(4H,苯环),7.86(2H,苯环),8.07(2H,CH＝CH),8.45(2H,嘧啶环),9.64(2H,NH)。核磁共振氢谱，见图1。光学性能测试采用紫外-可见光谱对本专利技术产物进行光学性能测试，紫外吸收谱如图2所示。紫外-可见光谱可以有效地测试荧光增白剂分子的共轭体系。嘧啶-吗啉基荧光增白剂配制成浓度为0.02g/L的水溶液进行光学性能测试。测试结果表明，嘧啶-吗啉基荧光增白剂有较强的紫外吸收性能，最大紫外吸收峰位于354nm。染色与增白实验嘧啶-吗啉基荧光增白剂的染色浓度分别为0.05％，0.10％，0.15％，0.20％和0.30％(o.w.f)的水溶液，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种嘧啶‑吗啉基荧光增白剂，其特征在于，其结构式如式1：

【技术特征摘要】
1.一种嘧啶-吗啉基荧光增白剂，其特征在于，其结构式如式1：2.权利要求1所述的嘧啶-吗啉基荧光增白剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸水溶液加入到2,4-二氯嘧啶溶液中，用10％Na2CO3水溶液维持体系的pH值为7～8，在20～25℃搅拌反应得到反应混合物I；(2)将吗啉加入到所述反应混合物I中，用10％Na2CO3水溶液维持体系的pH值为8～9，回流反应得到反应混合物II；(3)冷却所述反应混合物II至室温，加入无机盐，使嘧啶-吗啉基荧光增白剂析出并收集；其中，所述4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸、2,4-二氯嘧啶和吗啉的物质的量的比例为1:2-2.5:1.5-2。3.根据权利要求2所述的嘧啶-吗啉基荧光增白剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)中，2,4-二氯嘧啶溶液中，每10mmol2,4-二氯嘧啶对应10～15mL...

【专利技术属性】
技术研发人员：万茂生，画莉，
申请(专利权)人：贺州学院，
类型：发明
国别省市：广西,45