一种基于苄基萘酰亚胺结构的阳离子荧光染料及其制备和应用制造技术

本发明专利技术涉及一种基于苄基萘酰亚胺结构的阳离子荧光染料及其制备和应用，所述结构如通式I所示。本发明专利技术的荧光阳离子染料用于改性涤纶织物染色，上染率、得色量高，染色均匀，荧光强，填补了萘酰亚胺结构荧光染料在改性涤纶织物上的应用空白。

【技术实现步骤摘要】
一种基于苄基萘酰亚胺结构的阳离子荧光染料及其制备和应用
本专利技术属于有机荧光染料及其制备和应用领域，特别涉及一种基于苄基萘酰亚胺结构的阳离子荧光染料及其制备和应用。
技术介绍
涤纶纤维结构中没有亲水基团，排汗透气性差，影响穿着体验，且表面易产生静电，吸附细小灰尘造成纤维沾污，易起毛起球，为改善这些不足，研究者们通过在分子聚合时添加第三甚至第四单体制备改性涤纶纤维。改性涤纶手感柔软、抗起毛起球性能好。作为一种新型纤维，目前研究者相继开发了一些适用于其染色的阳离子荧光染料，而适用于改性涤纶纤维的阳离子荧光染料的开发与应用还属于空白。为拓宽其应用范围及改善其应用性能，开发适用于改性涤纶织物的阳离子荧光染料也是亟需解决的问题。CN103382313A公开了一种苄基萘酰亚胺荧光染料及其制备和应用，该专利技术中的苄基萘酰亚胺荧光染料不能作为阳离子荧光染料应用于改性涤纶纤维的印染，该专利技术中的萘酰亚胺荧光染料是作为荧光探针分子仅仅应用于生物及环境领域。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于苄基萘酰亚胺结构的阳离子荧光染料及其制备和应用，克服现有萘酰亚胺荧光染料无法应用于改性涤纶纤维印染的缺陷。本专利技术的一种如通式I所示的阳离子荧光染料，其中，R＝-CH2CH2OH或所述具体为：本专利技术的一种阳离子荧光染料的制备方法，包括：以4-溴-1,8-萘二甲酸酐和乙醇胺为原料在乙醇中回流，得到N-羟乙基-4-溴-1,8-萘酰胺，N-羟乙基-4-溴-1,8-萘酰胺与N,N-二甲基丙二胺在乙二醇单甲醚中回流，得到N-羟乙基-4-(N,N-二甲基丙二胺基)-1,8-萘酰胺，N-羟乙基-4-(N,N-二甲基丙二胺基)-1,8-萘酰胺与氯化苄在丙酮中反应，即得阳离子荧光染料I；或者将上述得到的阳离子荧光染料I与4-硝基邻苯二氰反应，获得阳离子荧光染料II。进一步，阳离子荧光染料制备方程式如下：进一步地所述制备方法具体为：(1)向反应器(三口烧瓶)中依次加入乙醇和4-溴-1,8-萘二甲酸酐，搅拌升温至40℃，逐滴加入乙醇胺，缓慢升温至乙醇回流，利用TLC监测反应，直至4-溴-1,8-萘二甲酸酐反应完全，停止反应，体系冷却，抽滤，水洗至滤液呈中性(除去多余乙醇胺)，收集滤饼，烘干，用乙醇重结晶，得到得白色粉末，为N-羟乙基-4-溴-1,8-萘酰胺；(2)向反应器(三口烧瓶)中依次加入乙二醇单甲醚及N-羟乙基-4-溴-1,8-萘酰胺，搅拌升温，缓慢加入N,N-二甲基丙二胺，利用TLC监测反应，直至N-羟乙基-4-溴-1,8-萘酰胺反应完全，停止反应，体系冷却，向体系中加水，用二氯甲烷萃取三次，收集有机相，有机相用纯水洗涤两次，最后得到的有机相用无水硫酸钠除水，抽滤，收集滤液，除去溶剂二氯甲烷，提纯，得到黄色结晶粉末为N-羟乙基-4-(N,N-二甲基丙二胺基)-1,8-萘酰胺；(3)向反应器(三口烧瓶)中依次加入丙酮，N-羟乙基-4-(N,N-二甲基丙二胺基)-1,8-萘酰胺和氯化苄，搅拌升温，利用TLC监测反应，直至N-羟乙基-4-(N,N-二甲基丙二胺基)-1,8-萘酰胺反应完全，停止反应，体系冷却，直接抽滤，滤饼用丙酮，乙醇洗涤，烘干，得到黄色粉末，为阳离子荧光染料I(也即化学方程式中的阳离子荧光染料(1))；(4)向反应器(三口烧瓶)中依次加入阳离子荧光染料I，4-硝基邻苯二腈以及DMF，在氮气保护下，搅拌升温，将K2CO3在两小时内分五次加入，利用TLC监测反应，直至阳离子荧光染料I反应完全，待体系冷却，直接抽滤，用少量水洗涤滤饼，烘干，得到黄色粉末为阳离子荧光染料II(也即化学方程式中的阳离子荧光染料(2))。上述制备方法的优选方式如下：所述步骤(1)中4-溴-1,8-萘二甲酸酐与乙醇胺的摩尔比为1:1.1～1.2；所述反应温度为70-85℃，所述反应时间为3～5h。所述步骤(2)中N-羟乙基-4-溴-1,8-萘酰胺与N,N-二甲基丙二胺的摩尔比为1:1.1～1.5；所述反应温度为110～130℃，反应时间为3～6h。步骤(2)中所用后处理方法是减压蒸馏除去溶剂，乙酸乙酯重结晶提纯。所述步骤(3)中前体化合物N-羟乙基-4-(N,N-二甲基丙二胺基)-1,8-萘酰胺和氯化苄的摩尔比为1:1.1～2；所述反应温度为40～70℃，反应时间为10～14h。所述步骤(4)中阳离子荧光染料I与4-硝基邻苯二氰的摩尔比为1:0.90～0.98；阳离子荧光染料I与K2CO3的摩尔比为1:1.5～2.5。所述步骤(4)中反应温度为45～55℃，反应时间为40～50h。本专利技术的一种所述阳离子荧光染料在改性涤纶织物中的应用，其中阳离子荧光染料(1)染色的改性涤纶织物在紫外灯下显示强烈黄绿色荧光，阳离子荧光染料(2)染色的改性涤纶织物在紫外灯下显示强烈绿色荧光，染色织物具有优异的各项色牢度。所述改性涤纶是在涤纶纤维中添加第三单体3,5-苯二甲酸二甲酯磺酸钠(SIPM)得到的阳离子可染涤纶(CDP)，密度/10cm:570(经)×290(纬)；克重:157g·m-2。有益效果(1)本专利技术提供的阳离子荧光染料结构新颖，填补了目前适用于改性涤纶织物染色的阳离子荧光染料的空白；(2)本专利技术提供的基于苄基萘酰亚胺结构的阳离子荧光染料用于改性涤纶染色上染率、得色量高，色相饱满，颜色均匀，荧光强度高；(3)本专利技术提供的基于苄基萘酰亚胺结构的阳离子荧光染料用于改性涤纶染色上色均匀，各项色牢度优异。附图说明图1为实施例1中得到的阳离子荧光染料(1)的FTIR光谱图；图2为实施例1中得到的阳离子荧光染料(1)的1HNMR光谱图；图3为实施例2中得到的阳离子荧光染料(2)的FTIR光谱图；图4为实施例1中得到的阳离子荧光染料(2)的1HNMR光谱图；图5为实施例1中得到的阳离子荧光染料(1)的紫外-可见吸收光；图6实施例1中得到的阳离子荧光染料(1)的荧光激发-发射光谱；图7实施例2中得到的阳离子荧光染料(2)的紫外-可见吸收光；图8实施例2中得到的阳离子荧光染料(2)的荧光激发-发射光谱；图9改性涤纶织物染色工艺曲线图；图10阳离子荧光染料(1)染色改性涤纶织物的布样在不同光源下的照片；图11阳离子荧光染料(2)染色改性涤纶织物的布样在不同光源下的照片；图12实施例5染色布样的荧光光谱；图13实施例6染色布样的荧光光谱。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，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。实施例中所使用的药品及材料为：改本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种如通式I所示的苄基萘酰亚胺结构的阳离子荧光染料，/n

【技术特征摘要】
1.一种如通式I所示的苄基萘酰亚胺结构的阳离子荧光染料，

其中，
R＝-CH2CH2OH或


2.根据权利要求1所述阳离子荧光染料，其特征在于，所述结构具体为：





3.一种阳离子荧光染料的制备方法，包括：
以4-溴-1,8-萘二甲酸酐和乙醇胺为原料在乙醇中回流，得到N-羟乙基-4-溴-1,8-萘酰胺，N-羟乙基-4-溴-1,8-萘酰胺与N,N-二甲基丙二胺在乙二醇单甲醚中回流，得到N-羟乙基-4-(N,N-二甲基丙二胺基)-1,8-萘酰胺，N-羟乙基-4-(N,N-二甲基丙二胺基)-1,8-萘酰胺与氯化苄在丙酮中反应，即得阳离子荧光染料I；
或者将上述得到的阳离子荧光染料I与4-硝基邻苯二氰反应，获得阳离子荧光染料II。


4.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于，所述制备方法具体为：
(1)向反应器中依次加入乙醇和4-溴-1,8-萘二甲酸酐，搅拌升温至40℃，逐滴加入乙醇胺，缓慢升温至乙醇回流，利用TLC监测反应，直至4-溴-1,8-萘二甲酸酐反应完全，停止反应，体系冷却，抽滤，水洗至滤液呈中性，收集滤饼，烘干，重结晶，得到N-羟乙基-4-溴-1,8-萘酰胺；
(2)向反应器中依次加入乙二醇单甲醚及N-羟乙基-4-溴-1,8-萘酰胺，搅拌升温，缓慢加入N,N-二甲基丙二胺，利用TLC监测反应，直至N-羟乙基-4-溴-1,8-萘酰胺反应完全，停止反应，体系冷却，向体系中加水，用二氯甲烷萃取，收集有机相，有机相用纯水洗涤，最后得到的有机相用无水硫酸钠除水，抽滤，收集滤液，除去溶剂二氯甲烷，提纯，得到N-羟乙基-4-(N,N-二甲基丙二胺基)-1,8-萘酰胺；
(3)向反应器中依次加入丙酮，N-羟乙基-4-(N,N...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢孔良，洪广伙，高爱芹，孙介明，侯爱芹，
申请(专利权)人：盐城东吴化工有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32