由NTS制备DNS酸钠盐的方法技术

本发明专利技术公开了一种硝基茋磺酸的合成方法，特别是一种４，４′－二硝基二苯乙烯－２，２′－二磺酸（ＤＮＳ）的合成方法。该方法是在ＮＴＳ的氢氧化钠溶液中，通入空气或氧气，并调节碱值和控制体系反应温度进行氧化缩合反应，反应后经酸化、盐析结晶、过滤可得ＤＮＳ酸钠盐的晶体。其特征在于在ＮＴＳ碱性溶液中加入惰性固体颗粒。本发明专利技术的优点在于，减少副反应，提高反应收率；并且克服了氧化过程对高通气量的依赖，减少空气或氧气及加热蒸汽的用量，降低能耗。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种硝基茋磺酸的合成方法，特别是一种4，4′-二硝基二苯乙烯-2，2′-二磺酸(DNS)的合成方法。
技术介绍
DNS是染料中间体4，4′-二氨基二苯乙烯-2，2′-二磺酸(DSD酸)的合成原料，基于DSD酸制造的荧光增白剂有一百多种，活性染料五十余种，直接染料七十余种，以DSD酸合成的染料作为联苯胺类染料的替代品，由于无毒性，在人体内无积累，近年来受到广泛重视，发展迅速。工业上，DNS及其盐的制备通常是于强碱性介质中将对硝基甲苯邻磺酸(NTS)进行氧化缩合而得，所用的氧化剂(通常伴随催化剂)可以是氧、富氧的空气、次氯酸钠或氯气等。此氧化过程由两步组成首先两分子的NTS于碱性介质中被氧化缩合成为中间化合物4，4′-二硝基二苯乙烷-2，2′-二磺酸(苄基物，DND)；然后DND进一步氧化成为DNS酸。在碱性水介质中以空气氧化NTS生产DNS的技术由于操作简单，成本低，因而得到了广泛的应用。但传统的生产工艺涉及很多问题。例如，由于氧化反应要求气液高度分散，工业上为达此目的，常常采用很大的通气量，一般空气用量是理论用量的100倍，即空气的利用率仅为1％。这样大大增加了动力和加热蒸汽的消耗。此外，由于釜内气液分布不均匀，致使副产物形成，降低收率，甚至出现“红锅”现象。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种由NTS制备DNS酸钠盐的方法。本专利技术是通过下述技术方案加以实现的在碱值为0.9M～1.0M的NTS氢氧化钠溶液中，通入空气或氧气，并调节碱值和控制体系反应温度在55～75℃进行氧化缩合反应，反应后经酸化、盐析结晶、过滤可得DNS钠盐的晶体。其特征在于在NTS碱性溶液中加入粒径为20～300μm的惰性固体颗粒，加入量为1.0～5.0kg/m3。上述的惰性固体颗粒包括硅藻土、活性炭、氧化钙、氧化镁、氢氧化钙、氢氧化镁，这些惰性固体微粒的粒径为50～100μm，微粒的加入量为2.0～2.5kg/m3。本专利技术的优点在于基于微相对气液传质的增强作用，在氧化反应体系中加入一定量和一定粒度的惰性固体颗粒，从而减小反应液中气泡尺寸、增大气液接触面积，改善了反应体系的传质状况，减少副反应，提高了反应收率；并且克服了氧化过程对高通气量的依赖，减少空气或氧气及加热蒸汽的用量，降低能耗。具体实施例方式实施实例一将2g粒径为20μm的活性炭颗粒和浓度为0.9～1.0M的NaOH溶液730mL加入到4L的氧化釜中，通入流量为0.04m3/h的空气。然后，将100mL浓度为800g/L的NTS溶液在40min内滴加进反应釜中，同时滴加80mL浓度为11.40mol/L的工业级NaOH溶液，维持体系的碱浓度不变。在此过程中，反应体系温度维持为52～54℃。在反应的第一个2h，反应温度维持在56～58℃，并用90mL NaOH溶液将体系碱值调为1.8M。在反应的第二个2h，升温至62～64℃，加水将体系碱值调为0.9M，并同时加入2g活性炭。然后，在2h内升温至69～71℃，当反应至HPLC检测结果中DND含量小于2～3％时，在反应体系中加入一定体积硫酸终止反应，停止通空气。将反应液冷却、过滤得DNS酸钠盐。该反应的收率为87.5％。实施实例二按例一步骤进行，但所加活性炭为2.4g，粒径为40μm，反应收率为87.7％。实施实例三按例一步骤进行，但所加活性炭为2.4g，粒径为20μm，反应收率为88.4％。权利要求1.一种由NTS制备DNS酸钠盐的方法，该方法是在碱值为0.9M～1.0M的NTS的氢氧化钠溶液中，通入空气或氧气，并调节碱值和控制体系反应温度在55～75℃进行氧化缩合反应，反应后经酸化、盐析结晶、过滤可得DNS钠盐的晶体，其特征在于在NTS碱性溶液中加入粒径为20～300μm的惰性固体颗粒，加入量为1.0～5.0kg/m3。2.按权利要求1所述的由NTS制备DNS酸钠盐的方法，其特征在于惰性固体颗粒包括硅藻土、活性炭、氧化钙、氧化镁、氢氧化钙、氢氧化镁，这些惰性固体微粒的粒径为50～100μm，微粒的加入量为2.0～2.5kg/m3。全文摘要本专利技术公开了一种硝基茋磺酸的合成方法，特别是一种4，4′－二硝基二苯乙烯－2，2′－二磺酸(DNS)的合成方法。该方法是在NTS的氢氧化钠溶液中，通入空气或氧气，并调节碱值和控制体系反应温度进行氧化缩合反应，反应后经酸化、盐析结晶、过滤可得DNS酸钠盐的晶体。其特征在于在NTS碱性溶液中加入惰性固体颗粒。本专利技术的优点在于，减少副反应，提高反应收率；并且克服了氧化过程对高通气量的依赖，减少空气或氧气及加热蒸汽的用量，降低能耗。文档编号C07C303/22GK1480452SQ0313042公开日2004年3月10日 申请日期2003年7月21日 优先权日2003年7月21日专利技术者赵永江, 张凤宝, 张国亮, 王淑兰, 戈建华 申请人:天津大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由ＮＴＳ制备ＤＮＳ酸钠盐的方法，该方法是在碱值为０．９Ｍ～１．０Ｍ的ＮＴＳ的氢氧化钠溶液中，通入空气或氧气，并调节碱值和控制体系反应温度在５５～７５℃进行氧化缩合反应，反应后经酸化、盐析结晶、过滤可得ＤＮＳ钠盐的晶体，其特征在于：在ＮＴＳ碱性溶液中加入粒径为２０～３００μｍ的惰性固体颗粒，加入量为１．０～５．０ｋｇ／ｍ↑［３］。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵永江，张凤宝，张国亮，王淑兰，戈建华，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]