超临界CO2流体中天然纤维无水染色用蓝色活性分散染料及中间体制造技术

本发明专利技术涉及活性分散染料技术领域，尤其涉及一种超临界CO2流体中天然纤维无水染色用蓝色活性分散染料及中间体。蓝色活性分散染料中间体具有式(Ⅰ)所示的结构通式：

Blue Reactive Disperse Dyes and Intermediates for Anhydrous Dyeing of Natural Fibers in Supercritical CO2 Fluid

【技术实现步骤摘要】
超临界CO2流体中天然纤维无水染色用蓝色活性分散染料及中间体
本专利技术涉及活性分散染料
，尤其涉及一种超临界CO2流体中天然纤维无水染色用蓝色活性分散染料及中间体。
技术介绍
自20世纪80年代末超临界CO2流体技术在染整加工领域成功应用以来，凭借超临界CO2流体自身众多优良特点和超临界技术与生俱来的加工优势，以及当今世界范围内绿色环保加工理念的提出和生态环境可持续发展思想的不断深入，超临界CO2流体染色技术在纺织品染色及整理加工中的研究正在被广泛的关注。目前，超临界CO2流体在纺织品染整加工中的最大局限性主要来自于天然纤维及其纺织品与超临界CO2流体之间存在的矛盾：即前者极性分子结构中存在的氢键作用和CO2流体本身非极性的特点。现如今，这一矛盾的解决存在多种方案，例如极性纤维的疏水改性、反胶束体系及采用特殊的活性分散染料。显然选取或制备合适的活性分散染料是最佳途径，且对该技术在染整加工中的应用及完善具有非凡的意义(参考文献：BachE,CleveE,SchollmeyerE.Past,presentandfutureofsupercriticalfluiddyeingtechnology–anoverview[J].ReviewofProgressinColorationandRelatedTopics,2002,32(1):88-102；AS,CliffordAA,BartleKD,etal.Dyeingofcottonfibreswithdispersedyesinsupercriticalcarbondioxide[J].DyesandPigments,1998,36(2):103-110.)。目前存在较多关于开发超临界CO2染色天然纤维适用的活性分散染料的相关研究，但这些研究对超临界染整技术在未来的发展而言是不足的。专利技术人前期公开了一种红色色调的活性分散染料(参考文献：超临界CO2流体中天然纤维无水染色专用偶氮染料及其制备方法:中国CN109054438A)，但是目前仍旧缺乏一套完整的活性分散染料色谱体系。3-氨基-4-甲氧基乙酰苯胺所含有的活泼的芳氨基不仅可进一步衍生出含有不同N取代侧基的可用于偶合反应的化合物，同时对改善和提高所制备偶氮染料染色牢度性能是有利的(参考文献：SunwooKH,KimDC,ShinKJ,etal.MonoazodispersedyescontainingethyleneiminemoietiesPart1:Synthesisandapplicationofsomemonoazodispersedyesderivedfrom3-amino-4-methoxyacetanilide[J].Dyesandpigments,1999,41(1-2):19-29；HashimotoK,YoshinagaK,MoriY,etal.2-Cyano-4-nitro-6-chlorophenylazo3-acetyl-orpropionylamino-N,N-di-n-pentylorhexylanilines:U.S.Patent4,536,569[P].1985-8-20；王鼐.3-氨基-4-甲氧基乙酰苯胺制备分散染料中间体的工艺研究[D].南京理工大学,2012.)。申请号为98116047.6的中国专利公开了一种分散染料，以3-氨基-4-甲氧基乙酰苯胺为原料制备了一种蓝色染料，但文中并未详细提及3-氨基-4-甲氧基乙酰苯胺N-单取代修饰的制备工艺，且双取代产物以含酯官能团为主，相比于烷烃修饰基团所得染料在超临界CO2流体中的溶解性能稍差，关键一方面，最终所得染料结构中并不含有能够与活性基团起连接作用的反应性桥基。
技术实现思路
为完善超临界系统中天然纤维染色用活性分散染料的色谱，本专利技术的目的是提供一种超临界CO2流体中天然纤维无水染色用蓝色活性分散染料及中间体，该活性分散染料为蓝色系染料，染料结构中的活性基团能够增加与天然纤维的成键反应性，进而提高了染料对天然纤维的着色性能，为天然纤维的超临界CO2染色加工提供了新的备选染料。本专利技术的第一个目的是提供一种蓝色活性分散染料中间体，其具有式(Ⅰ)所示的结构通式：其中，X为Cl或Br；2≤m≤5，1≤n≤5。作为优选，X为Br；m＝2，即N原子上的一个取代基为2-氨乙基；n＝2，即N原子上的另一个取代基为丙基。本专利技术的第二个目的是提供一种上述蓝色活性分散染料中间体的制备方法，包括以下步骤：(1)将3-氨基-4-甲氧基乙酰苯胺和C2-C6卤代烃在缚酸剂和催化剂的作用下，在50-75℃下反应，反应完全后得到式(III)所示的单烷基化产物：其中，1≤n≤5；(2)将式(III)所示的单烷基化产物与有机型肼胺盐的氢卤酸盐在pH＝5-7条件下，在100-110℃下反应，反应完全后得到式(IV)所示的偶合组分：(3)将芳伯胺的重氮盐在pH为4-6的条件下与式(IV)所示的偶合组分在0-5℃下反应，得到式(I)所示的蓝色活性分散染料中间体，其中，芳伯胺的氨基邻位与对位被强吸电子基取代。进一步地，在步骤(1)中，所述C2-C6卤代烃的结构式如式(V)所示：X1-(CH2)n-CH3(V)；其中，X1为Cl或Br；1≤n≤5。在步骤(1)中，n的取值范围为1≤n≤5，例如：n＝1时，式(V)的卤代烃为1-卤代乙烷；n＝2时，式(V)的卤代烃为1-卤代丙烷；n＝3时，式(V)的卤代烃为1-卤代丁烷。进一步地，在步骤(1)中，缚酸剂为碳酸钠和/或碳酸氢钠。进一步地，缚酸剂与3-氨基-4-甲氧基乙酰苯胺的摩尔比为1-1.5:1.0。进一步地，在步骤(1)中，催化剂为碘化钾，在反应中碘离子与氯代烃或溴代烃发生交换反应，得到反应性更强的碘代烷烃，进而实现催化作用，考虑碘化钾反应前后并不参与产物的生成，因此催化剂用量为3-氨基-4-甲氧基乙酰苯胺质量的5％-20％。进一步地，在步骤(1)中，反应溶剂为醇和水的混合溶剂。优选地，反应溶剂为乙醇/水溶液，乙醇与水的体积比为1-5:5-10。考虑到步骤(1)的反应温度会影响目标产物反应速率及双取代副产物的生成速率，因此将步骤(1)的反应温度设为50-75℃。进一步地，在步骤(2)中，所述有机型肼胺盐的氢卤酸盐的结构式如式(VI)所示：X2-(CH2)m-NH2·HX6(VI)；其中，X2和X6独立地选自Cl或Br；2≤m≤5。m的取值范围为2≤m≤5，例如m＝2时，有机型肼胺盐的氢卤酸盐为2-卤代乙胺盐；m＝3时，有机型肼胺盐的氢卤酸盐为3-卤代丙胺盐。在步骤(2)中，反应环境为弱酸性条件，可防止有机型肼胺盐的氢卤酸盐与底物之间发生副反应。进一步地，在步骤(2)中，反应溶剂为有机溶剂，优选为DMF。进一步地，在步骤(2)中，反应完全后还包括使用碱水溶液调节pH至6-7后得到偶合组分的步骤。使用碱水溶液调节pH至6-7，即碱洗方式，该处理方法可使偶合组分的取代基中的脂肪伯胺以游离形式存在，而非酸式盐形式存在。进一步地，在步骤(3)中，芳伯胺的结构式如式(VII)所示：其中，X3、X4和X5独立地选自卤素、氰基或硝基。卤素为氯或溴。由于芳伯胺的氨基邻位与对位被强吸电子基取代，其为弱碱性芳伯胺。优选地，芳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蓝色活性分散染料中间体，其特征在于，具有式(Ⅰ)所示的结构通式：

【技术特征摘要】
1.一种蓝色活性分散染料中间体，其特征在于，具有式(Ⅰ)所示的结构通式：其中，X为Cl或Br；2≤m≤5，1≤n≤5。2.一种权利要求1所述的蓝色活性分散染料中间体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将3-氨基-4-甲氧基乙酰苯胺和C2-C6卤代烃在缚酸剂和催化剂的作用下，在50-75℃下反应，反应完全后得到式(III)所示的单烷基化产物：其中，1≤n≤5；(2)将式(III)所示的单烷基化产物与有机型肼胺盐的氢卤酸盐在pH＝5-7条件下，在100-110℃下反应，反应完全后得到式(IV)所示的偶合组分：(3)将芳伯胺的重氮盐在pH为4-6的条件下与式(IV)所示的偶合组分在0-5℃下反应，得到式(I)所示的蓝色活性分散染料中间体，其中，芳伯胺的氨基邻位与对位被强吸电子基取代。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：在步骤(1)中，所述C2-C6卤代烃的结构式如式(V)...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙家杰，闫凯，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32