一种双偶氮分散染料及其合成方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种双偶氮分散染料及其合成方法与应用，涉及染料合成技术领域，其结构式如下：式1中：A为疏水性偶合组分，选自以下化合物的一种：其中：X为

【技术实现步骤摘要】
一种双偶氮分散染料及其合成方法与应用

：
[0001]本专利技术涉及染料合成
，具体是指一种双偶氮分散染料及其合成方法与应用。

技术介绍
：
[0002]随着环境问题日益严峻，分散染料染色废水对环境的污染引起了染整工作者们的极大重视。除了传统的污染后再处理的方法之外，如何预防污染废水的产生也是有效降低环保压力的重要手段。伴随着国家对降低废水排放以减少对环境的污染各项法律法规的制定，降低废水排放和减少能源和材料的使用势在必行，因此对于涤纶用环境友好型分散染料的需求也越来越大。传统的分散染料染色需要分散剂的加入以提高染料在染液中的稳定性并提高分散染料在水中的溶解度。由于分散剂低涤纶没有亲和力，会随着染色废水排放到环境中，增加了染液中的BOD和COD值，分散剂的回收和处理要消耗大量的化学品和能源。
[0003]双偶氮分散染料的品种比较单一，多数含有羟基、氨基等极性基团，结构比较单一。
[0004]在合成大分子分散染料的研究中发现，随着中间体分子量的提高，分散染料的疏水性对于染料的进一步合成表现出不利影响。主要原因在于随着疏水性中间体分子量的增大，其在溶剂中的溶解度降低，不利于后续反应的进行。适度的引入一定的水溶性基团可以对化合物的亲疏水性进行调控，既可以保障染料的顺利合成，又能保持染料对疏水性纤维的亲和力。

技术实现思路
：
[0005]本专利技术的第一方面目的是提供一种双偶氮分散染料，其结构式如下：
[0006][0007]式1中：
[0008]A为疏水性偶合组分，选自以下化合物的一种：
[0009][0010]其中：X为
‑
H，
‑
CH3或
‑
OCH3等基团；Y为
‑
H或
‑
NHCOCH3等基团；R1、R2、R3和R4可以独立地为
‑
H，甲基，氨乙基，羟乙基，氰乙基或含酯基结构的取代基等；
[0011]所述疏水性偶合组分还可以选择乙酰乙酰苯胺、吡唑啉酮或吡啶酮等活泼的亚甲基化合物。
[0012]W为水溶性基团，选自磺酸基或羧酸基团的一种。
[0013]本专利技术的一种双偶氮分散染料，以含有磺酸基或羧酸基团的芳胺化合物作为中间体，然后以中间体为桥基，分别连接重氮组分(Ar)和疏水性偶合组分(A)，调控染料的亲疏水性获得新型双偶氮分散染料，该类新型双偶氮分散染料的染料分子结构中，含量水溶性基团，一方面可以适度调控中间体的水溶性，利于染料的合成反应；同时可以赋予染料自分散性能，染料的商品化加工过程无须加入分散剂。另一方面，通过重氮组分和偶合组分调控染料的亲疏水性，该类新型双偶氮分散染料对涤纶具有好的染色效果和优良的各项色牢度。
[0014]本专利技术的第二方面目的是提供一种上述双偶氮分散染料的合成方法，包括以下步骤：
[0015](1)重氮盐的合成
[0016]在反应器中加入含有磺酸基或羧酸基的芳胺化合物，加入盐酸后降温至0～5℃，加入溶解好的亚硝酸钠溶液，盐酸用量为反应当量的2～4倍，亚硝酸钠用量为反应当量的1.1～1.5倍，冰浴条件下反应完全，反应完全后加入尿素或氨基磺酸去除掉过量的亚硝酸后备用；
[0017]反应方程式如下：
[0018][0019]所述含有磺酸基或羧酸基的芳胺化合物(W
‑
Ph
‑
NH2)，优选为含有磺酸基或羧酸基团的苯胺或萘胺化合物，特别优选以下化合物的一种：
[0020][0021](2)单偶氮中间体的合成
[0022]将步骤(1)制备的重氮盐，逐滴加入到冷却完全的疏水性偶合组分中，投料比为1：1(摩尔比)，滴加过程中控制反应体系温度0～5℃，重氮盐滴加完毕后，滴加碱剂调剂pH至5左右，缓慢升温至室温，继续搅拌至反应完全，制得单偶氮中间体；
[0023]反应方程式如下：
[0024][0025]式中，A为疏水性偶合组分，优选自以下化合物的一种：
[0026][0027]其中：X为
‑
H，
‑
CH3或
‑
OCH3等基团；Y为
‑
H或
‑
NHCOCH3等基团；R1、R2、R3和R4可以独立地为
‑
H，甲基，氨乙基，羟乙基，氰乙基或含酯基结构的取代基及其衍生物等；
[0028]所述疏水性偶合组分还可以选择乙酰乙酰苯胺、吡唑啉酮或吡啶酮等活泼的亚甲
基化合物。
[0029](3)重氮组分的合成
[0030]以Ar
‑
NH2为原料，在无机酸的存在下，与亚硝酸钠或亚硝酰硫酸进行重氮化反应，制备重氮组分。
[0031]合成方法一：反应器中加入Ar
‑
NH2、水和盐酸，充分搅拌后，加热至溶解完全；反应体系冰浴至0～5℃后，逐滴滴入溶解好的NaNO2水溶液，保持0～5℃反应至重氮化完全。
[0032]合成方法二：反应器中加入浓硫酸，然后加入Ar
‑
NH2，搅拌至溶解完全，溶液呈黑褐色；冰浴降温至0～5℃后，逐滴加入亚硝酰硫酸，搅拌至反应完全。
[0033]反应方程式如下：
[0034][0035]所述的Ar
‑
NH2选自以下化合物的一种：
[0036][0037]其中：R5～R9可以独立地为
‑
NO2，
‑
CN，
‑
Cl，
‑
F，
‑
CF3，
‑
H，
‑
CH3，
‑
OCH3或
‑
COOCH3等基团。
[0038](4)双偶氮分散染料的合成
[0039]将步骤(2)制备的单偶氮中间体降温至0～5℃，充分搅拌的条件下，逐滴加入步骤(3)制备的重氮组分，投料比为重氮组分:单偶氮中间体＝1.1～1.2：1，反应结束后，抽滤至滤液澄清，获得粗产品，粗产品经过重结晶，获得新型双偶氮分散染料纯品。
[0040]反应方程式如下：
[0041][0042]本专利技术的第三方面目的是提供一种双偶氮分散染料在涤纶织物染色中的应用，具体如下：将制备的新型双偶氮分散染料，经机械研磨配置成均匀的染料分散液，然后对涤纶织物进行高温高压染色，再经还原清洗并烘干后得到染色织物。经测定：经本专利技术双偶氮分散染料染色后的染色织物，具有优异的各项色牢度，耐摩擦色牢度都在4
‑
5级以上，耐光色牢度、耐洗色牢度及耐升华色牢度都在4级以上。
[0043]以下结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步说明。
附图说明：
[0044]图1为本专利技术实施例1制备的染料1的质谱图；
[0045]图2为本专利技术实施例1制备的染料1的核磁共振氢谱图；
[0046]图3为本专利技术实施例1制备的染料1的红外光谱图；
[0047]图4为本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双偶氮分散染料，其结构式如下：式1中：A为疏水性偶合组分，选自以下化合物的一种：其中：X为
‑
H，
‑
CH3或
‑
OCH3基团；Y为
‑
H或
‑
NHCOCH3基团；R1、R2、R3和R4可以独立地为
‑
H，甲基，氨乙基，羟乙基，氰乙基或含酯基结构的取代基；W为水溶性基团，选自磺酸基或羧酸基团的一种。2.一种权利要求1所述双偶氮分散染料的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)重氮盐的合成在反应器中加入含有磺酸基或羧酸基的芳胺化合物W
‑
Ph
‑
NH2，加入盐酸后降温至0～5℃，加入溶解好的亚硝酸钠溶液，冰浴条件下反应完全，制备得重氮盐；(2)单偶氮中间体的合成将步骤(1)制备的重氮盐，加入到冷却完全的疏水性偶合组分A中，滴加过程中控制反应体系温度0～5℃，重氮盐滴加完毕后，调节pH至5，缓慢升温至室温，继续搅拌至反应完全，制得单偶氮中间体；(3)重氮组分的合成以Ar
‑
NH2为原料，在无机酸的存在下，与亚硝酸钠或亚硝酰硫酸进行重氮化反应，制备重氮组分；(4)双偶氮分散染料的合成将步骤(2)制备的单偶氮中间体降温至0～5℃，充分搅拌的条件下，加入步骤(3)制备的重氮组分，反应结束后，获得双偶氮分散染料；3.一种权利要求2所述双偶氮分散染料的合成方法，其特征在于：步骤(1)中，盐酸用量
为反应当量的2
‑
4倍，亚硝酸钠用量为反应当量的1.1
‑
1.5倍。4.一种权利要求2所述双偶氮分散染料的合成方法，其特征在于：步骤(1)中，所述含有磺酸基或羧酸基的芳胺化合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋希雨，戴闯，钱红飞，方帅军，
申请(专利权)人：绍兴文理学院，
类型：发明
国别省市：