含邻苯二甲酰亚胺结构的偶合组分及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种含邻苯二甲酰亚胺结构的偶合组分及其制备方法和应用，结构式如式(7)所示。本发明专利技术所制备的含邻苯二甲酰亚胺结构的偶合组分，属于新型的含邻苯二甲酰亚胺的偶合组分，通过连接邻苯二甲酰亚胺苯环上的取代基，从而引入邻苯二甲酰亚胺结构，酰亚胺的氮原子可以连接不同的取代基R

Coupling components with phthalimide structure and their preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
含邻苯二甲酰亚胺结构的偶合组分及其制备方法和应用
：本专利技术涉及一种偶合组分及其制备方法和应用，尤其涉及含邻苯二甲酰亚胺结构的偶合组分及其制备方法和应用。
技术介绍
：分散染料已经成为世界染料市场开发最为活跃的染料类别之一。由于超细聚酯纤维的产业化、旅游用聚酯纤维的增长、涤氨弹力织物广泛应用于运动和休闲女装面料等因素，常规分散染料染色存在上染率低或者色牢度较差的问题，所以在染料和印染行业开发高染深性、高水洗牢度、高耐热迁移牢度、高环保性能的分散染料显得十分重要。染料的性能与染料的结构密切相关，含有邻苯二甲酰亚胺的偶氮型分散染料在聚酯纤维及其混纺织物上具有极佳的洗涤牢度，并且有着优异的耐光性和湿牢度、良好的热迁移牢度。邻苯二甲酰亚胺分散染料中杂环基团的引入，可以提高染料的发色强度，具有深色效应。染料芳环共平面性较好，含有极性基团(2个酰亚胺基)，分子间作用力大，耐升华牢度及耐热迁移性好；并且发生热迁移后，在碱性条件下可水解产生水溶性羧酸基团而易被洗除，降低对纤维沾染，可以提高染料的水洗牢度。因此，随着易碱洗分散染料发展，可水解为二羧酸结构的邻苯二甲酰亚胺基团在分散染料领域中受到越来越多关注。另外，此类染料在染色后可以避免还原清洗工艺，仅使用碱洗即可去除浮色，并不破坏染料中的偶氮基团，可减少染色污水中芳香胺类物质的含量，因此具有节能环保的优点。在专利GB1106008A、US3427119A、US3876626A、EP0667376A1等中曾公开几种含有邻苯二甲酰亚胺结构的偶氮染料，但这些专利中公开的染料结构中的邻苯二甲酰亚胺结构均作为重氮组分，在邻苯二甲酰亚胺结构的苯环上先引入氨基再重氮化，最后与偶合组分反应制得目标染料。在专利US3161631A中公开了含邻苯二甲酰亚胺的偶合组分，其结构见式(1)；在专利GB1241469A中公开了含邻苯二甲酰亚胺的分散染料，并且邻苯二甲酰亚胺结构作为偶合组分，结构见式(2)；在专利US5633355A、CN103012245A公开了含邻苯二甲酰亚胺的分散染料，并且邻苯二甲酰亚胺结构作为偶合组分，结构见式(3)；通过对比上述专利中偶合组分的结构式可以发现，在偶合组分中引入邻苯二甲酰亚胺结构均是通过与酰亚胺的氮原子相连接，此类结构的分散染料在碱性条件下可发生水解反应生成邻苯二甲酸副产物(见下式)，然而染料的色基并没有被破坏或并没有形成带有二羧酸结构的水溶性染料，因此，偶合组分中的邻苯二甲酰亚胺结构并未起到明显作用，仍然存在沾染及水洗牢度差的问题。
技术实现思路
：针对现有技术的缺陷，本专利技术目的之一在于提供一种含邻苯二甲酰亚胺的偶合组分的结构。通过连接邻苯二甲酰亚胺化合物的苯环上的取代基，将N-取代邻苯二甲酰亚胺化合物引入偶合组分。本专利技术的第二个目的在于提供所述一种含邻苯二甲酰亚胺的偶合组分的制备方法。本专利技术的第一个目的由如下技术方案实施：本专利技术的含邻苯二甲酰亚胺的偶合组分的结构具有式(7)所示的结构通式：其中，R1选自甲基、乙基、丙基、丁基、2-甲氧基乙基、2-羟乙基；R2选自氢原子、甲基、乙基、丙基、丁基、烯丙基、苯基、苄基、2-羟乙基；R3选自氢原子、甲氧基、乙氧基；R4选自氢原子、甲基、甲氧基、酰胺基；B为连接基团如酰胺键、酯键、烷氨键、烷氧键；在本专利技术的优选实施方案中，具体地，式(7)所示的含邻苯二甲酰亚胺的偶合组分结构见式(8)、(9)、(10)、(11)、(12)、(13)；R5选自氢原子、羟基。本专利技术的第二个目的由如下方案实施：一种含邻苯二甲酰亚胺的偶合组分的制备方法，包括以下步骤：A.结构式(8)所示的含邻苯二甲酰亚胺的偶合组分的制备可以通过反应路径a或反应路径b，具体如下：合成路径a：将式(14)所示的取代苯胺与环氧氯丙烷反应得中间体(15)，然后环化得到中间体(16)，再与式(17)所示的邻苯二甲酰亚胺化合物反应得到式(8)所示的含邻苯二甲酰亚胺的偶合组分，反应式如下：进一步，所述合成路径a具体按照如下进行：式(14)所示的取代苯胺与环氧氯丙烷在溶剂中或无溶剂添加下在路易斯酸的存在下于50～130℃反应3～12小时得到中间体(15)，不经分离，加入碱液进行环化反应2～20小时，分液，蒸除溶剂得到中间体(16)，中间体(16)与式(17)所示的邻苯二甲酰亚胺化合物在酸的催化作用下在溶剂中于50～130℃进行反应3～20小时，除去溶剂得到式(8)所示的含邻苯二甲酰亚胺的偶合组分。更进一步，所述合成路径a中，所述的溶剂选自乙腈、苯、甲苯、二甲苯，所述的路易斯酸选自盐酸、硫酸、醋酸、对甲基苯磺酸、无水氯化铝、无水氯化锌、氯化铁；碱液选自氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化铯溶液；更进一步，所述合成路径a中，所述的式(14)所示的取代苯胺与环氧氯丙烷的物质的量比为1:1.0～3.0；路易斯酸用量为取代苯胺的物质的量的1％～10％；碱液浓度优选20％～60％；中间体(16)与式(17)的物质的量比为0.9～1.5:1.0。合成路径b：将式(17)所示的邻苯二甲酰亚胺化合物与环氧氯丙烷反应得中间体(18)，然后环化得到中间体(19)，再与式(14)所示的取代苯胺化合物反应得到式(8)所示的含邻苯二甲酰亚胺的偶合组分，反应式如下：进一步，所述合成路径b具体按照如下进行：将式(17)所示的邻苯二甲酰亚胺化合物与环氧氯丙烷在溶剂中或无溶剂添加下在路易斯酸的存在下于50～130℃反应3～20小时得到中间体(18)，不经分离，在-5～10℃加入碱液进行环化反应1～10小时，分液，蒸除溶剂得到中间体(19)，中间体(19)与式(14)所示的取代苯胺化合物在路易斯酸的催化作用下在溶剂中于50～130℃进行反应2～20小时，除去溶剂得到式(8)所示的含邻苯二甲酰亚胺的偶合组分。更进一步，所述合成路径b中，所述的溶剂选自乙腈、苯、甲苯、二甲苯，所述的路易斯酸选自盐酸、硫酸、醋酸、对甲基苯磺酸、无水氯化铝、无水氯化锌、氯化铁；碱液选自氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化铯溶液；更进一步，所述合成路径b中，所述的式(17)所示的邻苯二甲酰亚胺化合物与环氧氯丙烷的物质的量比为1:1.0～3.0；路易斯酸用量为取代苯胺的物质的量的1％～10％；碱液浓度优选20％～60％；中间体(19)与式(14)的物质的量比为1:1.0～3.0。B.结构式(9)所示的含邻苯二甲酰亚胺的偶合组分的制备可以通过反应路径c或反应路径d，具体如下：合成路径c：将式(14)所示的取代苯胺与丙烯酸反应得中间体(20)，然后中间体(20)与式(17)所示的邻苯二甲酰亚胺化合物经酰化反应得到式(9)所示的含邻苯二甲酰亚胺的偶合组分，反应式如下：进一步，所述合成路线c具体按照如下进行：将式(14)所示的取代苯胺化合物与丙烯酸反应制备中间体(20)，其具体制备方法参见专利CN103012245A，然本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.含邻苯二甲酰亚胺结构的偶合组分，其特征在于：结构式如式(7)所示：/n

【技术特征摘要】
1.含邻苯二甲酰亚胺结构的偶合组分，其特征在于：结构式如式(7)所示：



其中，R1表示甲基、乙基、丙基、丁基、2-甲氧基乙基、2-羟乙基；
R2表示氢原子、甲基、乙基、丙基、丁基、烯丙基、苯基、苄基、2-羟乙基；
R3表示氢原子、甲氧基、乙氧基；
R4表示氢原子、甲基、甲氧基、酰胺基；
B表示烷氨键、酰胺键、酯键、烷氧键。


2.根据权利要求1所述的含邻苯二甲酰亚胺结构的偶合组分，其特征在于：式(7)所示的含邻苯二甲酰亚胺的偶合组分结构见式(8)、(9)、(10)、(11)、(12)、(13)；



其中，R5选自氢原子、羟基。


3.如权利要求2所述含邻苯二甲酰亚胺结构的偶合组分的制备方法，其特征在于：
包括如下步骤：
A.结构式(8)所示的含邻苯二甲酰亚胺的偶合组分通过合成路径a或合成路径b制备，具体如下：
合成路径a：将式(14)所示的取代苯胺与环氧氯丙烷反应得中间体(15)，然后环化得到中间体(16)，再与式(17)所示的邻苯二甲酰亚胺化合物反应得到式(8)所示的含邻苯二甲酰亚胺的偶合组分，反应式如下：



合成路径b：将式(17)所示的邻苯二甲酰亚胺化合物与环氧氯丙烷反应得中间体(18)，然后环化得到中间体(19)，再与式(14)所示的取代苯胺化合物反应得到式(8)所示的含邻苯二甲酰亚胺的偶合组分，反应式如下：



B.结构式(9)所示的含邻苯二甲酰亚胺的偶合组分通过反应路径c或反应路径d制备，具体如下：
合成路径c：将式(14)所示的取代苯胺与丙烯酸反应得中间体(20)，然后中间体(20)与式(17)所示的邻苯二甲酰亚胺化合物经酰化反应得到式(9)所示的含邻苯二甲酰亚胺的偶合组分，反应式如下：



合成路径d：将式(17)所示的邻苯二甲酰亚胺化合物与丙烯酰氯反应得中间体(21)，然后中间体(21)与式(14)所示的取代苯胺反应得到式(9)所示的含邻苯二甲酰亚胺的偶合组分，反应式如下：



C.结构式(10)所示的含邻苯二甲酰亚胺的偶合组分通过反应路径e制备，具体如下：
将式(22)所示的含羟基的取代苯胺化合物与式(23)所示的酰氯化合物在溶剂中缚酸剂存在下于0～50℃酯化反应2～12小时得式(10)所示的含邻苯二甲酰亚胺的偶合组分，具体反应式如下：



其中，R1表示甲基、乙基、丙基、丁基、2-甲氧基乙基、2-羟乙基；
R2表示氢原子、甲基、乙基、丙基、丁基、烯丙基、苯基、苄基、2-羟乙基；
R3表示氢原子、甲氧基、乙氧基；
R4表示氢原子、甲基、甲氧基、酰胺基；
R5表示氢原子、羟基；
B表示烷氨键、酰胺键、酯键、烷氧键。


4.根据权利要求3所述的含邻苯二甲酰亚胺结构的偶合组分的制备方法，其特征在于：所述合成路径a具体按照如下进行：式(14)所示的取代苯胺与环氧氯丙烷在溶剂中或无溶剂添加下在路易斯酸的存在下于50～130℃反应3～12小时得到中间体(15)，不经分离，加入碱液进行环化反应2～20小时，分液，蒸除溶剂得到中间体(16)，中间体(16)与式(17)所示的邻苯二甲酰亚胺化合物在酸的催化作用下在溶剂中于50～130℃进行反应3～20小时，除去溶剂得到式(8)所示的含邻苯二甲酰亚胺的偶合组分。


5.根据权利要求4所述的含邻苯二甲酰亚胺结构的偶合组分的制备方法，其特征在于：所述合成路径a中，所述溶剂为乙腈、苯、甲苯、二甲苯中的任意一种；所述路易斯酸为盐酸、硫酸、醋酸、对甲基苯磺酸、无水氯化铝、无水氯化锌、氯化铁中的任意一种；碱液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化铯溶液中的任意一种。


6.根据权利要求4所述的含邻苯二甲酰亚胺结构的偶合组分的制备方法，其特征在于：所述合成路径a中，式(14)所示的取代苯胺与环氧氯丙烷的物质的量比为1:1.0～3.0；路易斯酸用量为取代苯胺的物质的量的1％～10％；碱液浓度优选20％～60％；中间体(16)与式(17)的物质...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹东，
申请(专利权)人：乌海青石化学有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙;15