制备分散蓝2BLN的苯氧基化反应工艺的制作方法

文档序号:11509162阅读:493来源:国知局

本发明属于染料化工技术领域,具体涉及制备分散蓝2bln的苯氧基化反应工艺。



背景技术:

分散蓝2bln是分散染料中产量最大的两个蓝色染料品种之一,并且由于蒽醌型的分子结构及优良的染色和应用性能,在染料行业中占据一定的重要地位。近年来由于世界市场上蒽醌供应不足以及对分散蓝2bln需求量的增长,分散蓝2bln的市场上各大商家价值受到商家的普遍关注。为了获得更多的经济效益,如何用比较简约的生产方式制备质量更好、产量更高的分散蓝2bln成为关注的焦点。

目前,分散蓝2bln的制备方法一般主要包括第一次硝化、苯氧基化、第二次硝化、水解还原和溴化反应等工艺步骤。其中,蒽醌经过第一次硝化反应之后获得的目标中间产物为1,5-二硝基蒽醌或者1,8-二硝基蒽醌,该中间产物用于继续进行苯氧基化反应,制备下一步的中间产物。苯氧基化反应工艺步骤在整个分散蓝2bln的制备过程中具有重要的影响,如果该反应的效果不好,比如产率低或者对应制备的中间产物的纯度低,会直接影响整个分散蓝2bln制备工艺的产率和最终产品的纯度,因此,如何控制该苯氧基化反应工艺,对于获得高收率、高品质的分散蓝2bln产品而言,具有重要的意义。

目前,分散蓝2bln制备广泛采用的苯氧基化反应工艺的化学反应原理如下:

虽然制备分散蓝2bln的苯氧基化反应工艺的基本原理大都是依据以上所述的化学反应进行的,但是由于有机化学反应过程的机理比较复杂,在实际制备过程中,反应中各个参数的变化,对苯氧基化反应工艺的最终结果会产生较大的影响,因此,如何获得一种简约可靠的、可以确保产物收率和品质的苯氧基化反应工艺,仍然是业内研究人员奋斗的方向和目标。

现有技术中苯氧基化反应工艺制备所述的产物收率不高,产物的纯度还有待提高。并且苯酚的用量较大,而苯酚对皮肤、粘膜有强烈的腐蚀作用,可抑制中枢神经或损害肝、肾功能,吸入高浓度的苯酚蒸气可致头痛、头晕、乏力、视物模糊、肺水肿等。眼睛接触可致灼伤,并且可以经皮肤吸,经过一定潜伏期后会引起急性肾功能衰竭,苯酚对于人体的危害不容忽视,另外,苯酚还对环境有严重危害,对水体和大气可造成污染。

在染料制备过程中大量使用苯酚不仅存在严重危害工作人员健康的问题,而且还会对水体和大气造成污染、破坏地球环境。所以研究如何提供一种苯酚用量较低的分散蓝2bln制备工艺对于人类和社会具有非常重要的意义。

《上海大学学报(自然科学版)》1998年2月第4卷第1期报道了“分散蓝e-2bln合成工艺研究”,其中涉及苯氧基化反应的工艺革新研究,该研究免去了繁杂的1,5-二硝基蒽醌(或者1,8-二硝基蒽醌)的干燥程序,利用共沸原理除去1,5-二硝基蒽醌(或者1,8-二硝基蒽醌)的多余水分,在一定程度上达到了提高改善分散蓝e-2bln合成工艺、提高产率的效果。但是,该工艺反应时间较长,并且为了调控达到较好的共沸效果,需要同时严格控制物料配比和压强等参数在一定的范围,工艺成本较高,而且实际操作也比较困难,难以简约可靠地实现对整个反应的收率和产物品质的改善。

cn103436046a公开了一种环保新型分散蓝的制备方法,其中涉及制备苯氧基物的反应工艺,在该专利申请中将苯酚和氢氧化钾按分量称取并全部加入到反应体系中,该方法比较制备的分散蓝2bln色泽度不好,并且耐洗色牢度和耐摩擦牢度等染色性能也有待进一步提高。

为了解决以上所述的缺陷和不足,提出本发明。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足,提供一种制备分散蓝2bln的苯氧基化反应工艺,所述的反应工艺简约且可靠有效,反应中消耗的苯酚含量较少,对环境产生的不良影响小,尤其制备所得产物的收率高,纯度好,从而提高了最终产物分散蓝2bln的最终收率、纯度和耐洗色牢度和耐摩擦牢度。

为解决上述技术问题中的至少一种或多种,本发明采用技术方案的基本构思是:

制备分散蓝2bln的苯氧基化反应工艺,包括下列步骤:

(1)将蒽醌经过第一次硝化反应和精制步骤后得到的中间产物进行干燥;

(2)称取苯酚,熔融,得到熔化好的苯酚,将氢氧化钾固体加入到熔化好的苯酚中,升温、搅拌,得到混合物a;

(3)取步骤(2)所得的混合物a的1/2~2/3放入反应装置中,将步骤(1)干燥的中间产物加入其中,进行反应;

(4)将步骤(2)所得的混合物a的剩余部分的温度调节为55~80℃,加入步骤(3)的反应装置中继续反应,保持温度不低于60℃,然后加入水稀释,搅拌;

(5)反应完毕,进行吸滤,得到滤饼,将滤饼洗涤至呈中性、烘干,即可。

优选地,所述步骤(4)的保持温度不低于60℃,是指保持温度在60℃~102℃。

现有技术中,在制备分散蓝2bln的苯氧基化反应中,通常将苯酚和氢氧化钾的混合物一次性加入反应装置中,反应不充分,并且产生的副产物较多,hplc谱图显示检测到多个副产物峰,并且峰面积较大,并且出峰时间与目标产物的出峰时间相差不大,表明这些副产物较难与目标产物分离开,采用后续的纯化处理也难以提高目标产物的纯度,并且耗时耗力,其目标产物的收率仅为75.5%,纯度仅为71.9%。本发明中将苯酚和氢氧化钾的混合物采用分次加入反应装置的方式,使得反应更加充分,hplc谱图显示检测到的副产物峰面积非常小,并且出峰时间与目标产物的出峰时间相差较远,易于同目标产物分离以得到接近100%纯度的目标产物,得到的目标产物收率高、纯度高。

本发明所述的氢氧化钾固体的纯度不小于82%。

优选地,本发明所述的氢氧化钾固体的纯度不小于93%。

优选地,所述步骤(2)的氢氧化钾固体的纯度大于等于95%。

以上所述的制备分散蓝2bln的苯氧基化反应工艺采用纯度为93%以上的氢氧化钾,由于氢氧化钾具有很强的碱性,能够使苯酚完全转化成苯氧根负离子,为苯氧基化反应提供了充足的反应底物,有利于苯氧基化反应效率的提高;所述纯度的氢氧化钾固体中可能存在的杂质含量极低,不会因为杂质的干扰而降低主反应的产率;制备分散蓝2bln的苯氧基化反应的反应机理实际是亲核取代反应,反应体系中存在的其他亲核试剂(比如水)会严重影响主反应的产率,而采用所述纯度的氢氧化钾固体时,还可以起到干燥吸收水分的作用,避免原本已经干燥的步骤(1)的中间产物残留的少许水分对主反应造成影响。

其中,当氢氧化钾固体的纯度大于等于95%时可以获得相对更好的以上所述效果。

优选地,所述步骤(1)中的中间产物干燥至水分含量小于等于5%。

由于本申请所述的分散蓝2bln制备的苯氧基化反应实际是在苯环上发生的一种亲核取代反应,该类反应的产率容易受到水分的干扰,所以为了降低副反应的发生几率,提高主反应的收率,要对中间产物的水分含量进行严格的控制。当水分含量小于等于5%后,其中存在的极少水分对于产率的影响较小。

优选地,所述步骤(1)中的中间产物采用的干燥方式为闪蒸干燥或者耙式干燥。

闪蒸干燥或者耙式干燥的干燥时间较短、效果好,产品损失较小,并且可以使产品的性质保持稳定,避免中间产物干燥时间过长而发生分解或其他的化学变化。

优选地,所述苯酚与步骤(1)所述的中间产物的摩尔比为2.1~2.5:1,所述氢氧化钾与步骤(1)所述的中间产物的摩尔比为1.12~1.3:1。

更优选地,所述苯酚与步骤(1)所述的中间产物的摩尔比为2.3:1,所述氢氧化钾与步骤(1)所述的中间产物的摩尔比为1.18:1。

所述苯酚与步骤(1)所述的中间产物的摩尔比为2.1~2.5:1,氢氧化钾与步骤(1)所述的中间产物的摩尔比为1.12~1.3:1,按照该比例进行反应底物的投料,大大地减少了苯酚的用量,从而降低生产废水中残留的苯酚含量,避免对水体的污染,保护环境。另外,还显著减少或避免了如1-苯氧基-5-硝基蒽醌或1-苯氧基-8-硝基蒽醌等副反应产物的生成,使制备所得的1,5-二苯氧基蒽醌或者1,8-二苯氧基蒽醌的纯度和收率较高,其中,当苯酚的用量与步骤(1)所述的中间产物的摩尔比为2.3:1,所述氢氧化钾的用量与步骤(1)所述的中间产物的摩尔比为1.18:1时,所得的1,5-二苯氧基蒽醌或者1,8-二苯氧基蒽醌的纯度和收率更高。

优选地,所述步骤(2)在氮气的保护氛围下进行。

在氮气保护下,进行苯酚的熔融和氢氧化钾的混合等操作,可以避免苯酚在加热过程中与空气接触发生氧化反应生成醌类物质,从而减少因其他副反应生成的杂质,提高苯酚的有效利用率,并确保目标反应产物的纯度和目标反应的产率。此外,通入氮气保护,可以将空气排挤除去,降低整个反应体系中的水汽含量和氧气含量,促进反应朝着目标反应的方向进行,提高作为目标反应的亲核取代反应的效率。

优选地,所述步骤(2)升温至135~150℃。

更优选地,所述步骤(2)升温至135~140℃。

以上所述的温度一方面可以利于苯酚和氢氧化钾固体充分熔融并混合,使苯酚彻底转化为具有较高游离度的苯氧根负离子,从而可以促使苯氧基化反应进行的速度加快,而且由于较高游离度的苯氧根负离子反应活性极高,在和其他可能存在的亲核反应物质相竞争时具有绝对的优势,尽可能地降低副反应发生的概率,提高反应产物的纯度。其中,升温至135~140℃时具有相对更好的效果。

优选地,所述步骤(3)的反应时间为2.5~5小时,更优选地,所述步骤(4)的反应时间为3~4小时。

为了控制步骤(3)中的反应朝着主反应方向进行,在通过延长反应时间以提高目标产品的收率的同时,还要避免反应时间控制不当,造成副产物累积、降低产品纯度,本发明人经过试验摸索探究得出反应时间为2.5~5h时,主产物的量较多且副产物较少,当反应时间为3~4h时,效果更佳。

现有技术反应时间长至7~8小时,导致容易发生焦化反应,而焦化反应则会产生大量的焦油,致使产品的质量显著下降,本发明技术方案采用上述的反应时间控制,不仅产物的收率高、纯度高,而且完全避免了现有技术中的发生焦化反应可能带来的问题。

优选地,所述步骤(4)将步骤(2)所得的混合物a的剩余部分调节温度为65~75℃。

更优选地,所述步骤(4)将步骤(2)所得的混合物a的剩余部分调节温度为68~72℃。

将所得的混合物a的剩余部分的温度调节至如上所述的范围,当将所述的剩余混合物a加入到反应液中,可以对反应体系的温度进行调节,控制反应速度保持在相对平稳的状态,避免因反应过于激烈而释放出大量的热能,造成反应液局部温度过高、发生其他副反应。另外,将反应底物混合物a分成两部分并分批次加入到反应体系中,一方面可以促使反应原料充分转化成目标产物,提高反应的收率;另一方面可以避免一次性加入全部的混合物a,导致苯氧根负离子的浓度较大,较容易在蒽醌的基体上发生其他的副反应,比如由苯氧根负离子进攻蒽醌基体六元环上的羰基生成如1-苯氧基-5-硝基蒽醌或1-苯氧基-8-硝基蒽醌等副反应产物,所以分批加入可以有效地降低杂质含量,提高产物的纯度和收率。

采用以上所述的技术方案可以进一步提高目标反应的产率,目标产物的收率和纯度均较高。

优选地,所述步骤(4)中加入的水的温度为90~100℃。

反应完全后,用温度为90~100℃的水加入反应液中进行淬灭,可以使反应快速终止,避免发生进一步的反应而消耗最终产物并产生杂质,而且90~100℃的水温与反应液的温度相差没有那么显著,不会因温度骤变而导致最终产物发生聚凝、影响产物质量,另外,还可以使工艺过程更加平稳、安全,保护反应工艺装置。

优选地,所述步骤(4)搅拌的温度控制为90~105℃,时间为0.5~1.5小时。

更优选地,所述步骤(4)搅拌的温度控制为95~102℃,时间为1小时。

所述步骤(4)加入水使反应终止,为了使反应后的混合物中的目标产物尽可能完全地析出,控制搅拌的温度为90~105℃,时间为0.5~1.5小时,此时不仅目标产物析出较完全,而且其他可溶于水的副反应产物以及未反应完全的可溶于水的物质,比如氢氧化钾和苯酚、游离的苯氧基等,可以更加充分地溶解于水中,从而与不溶于水而析出并沉淀下来的目标产物彻底分离,减少杂质的残留,有利于进一步提高目标产物的纯度和收率。其中,当所述步骤(4)继续搅拌的温度控制为95~102℃,时间为1小时,获得的效果更好。

优选地,所述步骤(5)得到的滤饼洗涤至中性,包括先用饱和食盐水洗涤,再用纯化水洗涤。

更优选地,所述步骤(5)得到的滤饼洗涤至中性,包括先用饱和食盐水洗涤2~3次,再用纯化水洗涤3~4次。

所述步骤(5)得到的滤饼先采用饱和食盐水进行洗涤,以促使1,5-二苯氧基蒽醌(或者1,8-二苯氧基蒽醌)产物从反应液中充分析出,避免造成损失,以利于该反应工艺的产物收率的进一步提高,进而也有利于提高制备分散蓝2bln的整体工艺的收率。

所述步骤(5)得到的滤饼先用饱和食盐水洗涤2~3次,再用纯化水洗涤3~4次,一方面提高产物的回收率,另一方面可以进一步地提高所得的1,5-二苯氧基蒽醌(或者1,8-二苯氧基蒽醌)产物的纯度,降低后续制备工艺中的副反应发生概率,为制得大量高纯度的分散蓝2bln奠定重要的基础。

采用上述技术方案后,本发明与现有技术相比具有以下有益效果。

1、反应工艺制备的中间产物的收率高,并且所得的中间产物的纯度好,杂质含量少,色泽纯正;

2、反应工艺中所需要的苯酚的用量与现有技术相比显著减少,降低了对工作人员健康的危害,对水体和大气、环境等的不良影响小;

3、反应工艺简单可靠,易于调控,便于在产业中推广应用;

4、采用本申请所述的反应工艺制备得到的中间产物生产的分散蓝2bln是最终收率高、纯度好,并且具有较高的耐洗色牢度和耐摩擦牢度等优异的染色性能。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,通过部分优选的实施例对技术方案进行清楚、完整地描述,以下实施例仅用于进一步阐述本发明,但不用来限制本发明的保护范围。

实施例1

(1)将蒽醌经过第一次硝化反应和精制步骤后得到的中间产物(即1,5-二硝基蒽醌或者1,8-二硝基蒽醌)进行干燥,称取干燥的中间产物29.8g(0.1mol);

(2)称取苯酚23.5g(0.25mol),熔融,得到熔化好的苯酚,将纯度为93%的氢氧化钾固体9.46g(0.13mol),加入到熔化好的苯酚中,升温至135℃、搅拌,得到混合物a;

(3)取步骤(2)所得的混合物a的1/2放入反应装置中,将步骤(1)的干燥产物加入其中,进行反应,反应时间为2.5小时;

(4)将步骤(2)所得的混合物a的剩余部分调节温度为55℃,加入步骤(3)的反应装置中继续反应,保持温度为60℃,然后加入90℃的水稀释,搅拌0.5小时;

(5)反应完毕,进行吸滤,得到滤饼,将滤饼洗涤至呈中性、烘干,即可。

目标产物1,5-二硝基蒽醌(或者1,8-二硝基蒽醌)的收率为85.5%,hplc纯度为97.3%,hplc谱图显示检测到的副产物峰面积非常小,并且出峰时间与目标产物的出峰时间相差较远,易于同目标产物分离以得到接近100%纯度的目标产物。

实施例2

(1)将蒽醌经过第一次硝化反应和精制步骤后得到的中间产物(即1,5-二硝基蒽醌或者1,8-二硝基蒽醌)进行干燥,干燥至水分含量小于等于5%,称取干燥的中间产物29.8g(0.1mol);

(2)称取苯酚21.6g(0.23mol),熔融,得到熔化好的苯酚,将纯度为93%的氢氧化钾固体6.72g(0.12mol),加入熔化好的苯酚中,升温至138℃、搅拌,得到混合物a;

(3)取步骤(2)所得的混合物a的2/3放入反应装置中,将步骤(1)干燥的中间产物加入其中,进行反应,反应时间为4小时;

(4)将步骤(2)所得的混合物a的剩余部分调节温度为80℃,加入步骤(3)的反应装置中继续反应,保持温度为96℃,然后加入95℃的水稀释,搅拌1小时;

(5)反应完毕,进行吸滤,得到滤饼,将滤饼洗涤至呈中性、烘干,即可。

目标产物1,5-二硝基蒽醌(或者1,8-二硝基蒽醌)的收率为87.5%,hplc纯度为97.4%,hplc谱图显示检测到的副产物峰面积非常小,并且出峰时间与目标产物的出峰时间相差较远,易于同目标产物分离以得到接近100%纯度的目标产物。

实施例3

(1)将蒽醌经过第一次硝化反应和精制步骤后得到的中间产物(即1,5-二硝基蒽醌或者1,8-二硝基蒽醌)进行干燥,称取干燥的中间产物29.8g(0.1mol);

(2)称取苯酚19.74g(0.21mol),熔融,得到熔化好的苯酚,将纯度为96%的氢氧化钾固体6.272g(0.112mol),加入到熔化好的苯酚中,升温150℃、搅拌,得到混合物a;

(3)取步骤(2)所得的混合物a的1/2放入反应装置中,将步骤(1)干燥的中间产物加入其中,进行反应,反应时间为5小时;

(4)将步骤(2)所得的混合物a的剩余部分调节温度为75℃,加入步骤(3)的反应装置中继续反应,保持温度为65℃,然后加入90℃的水稀释,搅拌1.5小时;

(5)反应完毕,进行吸滤,得到滤饼,将滤饼洗涤至呈中性、烘干,即可。

目标产物1,5-二硝基蒽醌(或者1,8-二硝基蒽醌)的收率为86.5%,hplc纯度为97.2%,hplc谱图显示检测到的副产物峰面积非常小,并且出峰时间与目标产物的出峰时间相差较远,易于同目标产物分离以得到接近100%纯度的目标产物。

实施例4

(1)将蒽醌经过第一次硝化反应和精制步骤后得到的中间产物(即1,5-二硝基蒽醌或者1,8-二硝基蒽醌)进行干燥,称取干燥的中间产物29.8g(0.1mol);

(2)称取苯酚20.06g(0.22mol),熔融,得到熔化好的苯酚,将纯度为93%的氢氧化钾固体6.72g(0.12mol),加入到熔化好的苯酚中,升温140℃、搅拌,得到混合物a;

(3)取步骤(2)所得的混合物a的1/2~2/3放入反应装置中,将步骤(1)干燥的中间产物加入其中,进行反应,反应时间为3小时;

(4)将步骤(2)所得的混合物a的剩余部分调节温度为65℃,加入步骤(3)的反应产物中继续反应,保持温度为75℃,然后加入100℃的水稀释,搅拌1.5小时;

(5)反应完毕,进行吸滤,得到滤饼,将滤饼洗涤至呈中性、烘干,即可。

目标产物1,5-二硝基蒽醌(或者1,8-二硝基蒽醌)的收率为86.9%,hplc纯度为97.2%,hplc谱图显示检测到的副产物峰面积非常小,并且出峰时间与目标产物的出峰时间相差较远,易于同目标产物分离以得到接近100%纯度的目标产物。

实施例5

(1)将蒽醌经过第一次硝化反应和精制步骤后得到的中间产物(即1,5-二硝基蒽醌或者1,8-二硝基蒽醌)采用闪蒸干燥的方式进行干燥,干燥至水分含量小于等于5%,称取干燥的中间产物29.8g(0.1mol);

(2)称取苯酚21.62g(0.23mol),熔融,得到熔化好的苯酚,将纯度为86%的氢氧化钾固体6.608g(0.118mol),加入到熔化好的苯酚中,升温145℃、搅拌,得到混合物a;

(3)取步骤(2)所得的混合物a的1/2~2/3放入反应装置中,将步骤(1)干燥的中间产物加入其中,进行反应,反应时间为3.5小时;

(4)将步骤(2)所得的混合物a的剩余部分调节温度为68℃,加入步骤(3)的反应装置中继续反应,保持温度为80℃,然后加入90℃的水稀释,搅拌0.5小时;

(5)反应完毕,进行吸滤,得到滤饼,将滤饼洗涤至呈中性、烘干,即可。

目标产物1,5-二硝基蒽醌(或者1,8-二硝基蒽醌)的收率88.5%,hplc纯度为97.9%,hplc谱图显示检测到的副产物峰面积非常小,并且出峰时间与目标产物的出峰时间相差较远,易于同目标产物分离以得到接近100%纯度的目标产物。

实施例6

(1)将蒽醌经过第一次硝化反应和精制步骤后得到的中间产物(即1,5-二硝基蒽醌或者1,8-二硝基蒽醌)采用闪蒸干燥的方式进行干燥,干燥至水分含量小于等于5%,称取干燥的中间产物29.8g(0.1mol);

(2)称取苯酚21.62g(0.23mol),熔融,得到熔化好的苯酚,将纯度为82%的氢氧化钾固体6.608g(0.118mol),加入到熔化好的苯酚中,升温145℃、搅拌,得到混合物a;

(3)取步骤(2)所得的混合物a的7/12放入反应装置中,将步骤(1)干燥的中间产物加入其中,进行反应,反应时间为4小时;

(4)将步骤(2)所得的混合物a的剩余部分调节温度为72℃,加入步骤(3)的反应装置中继续反应,保持温度为102℃,然后加入90℃的水稀释,搅拌1小时;

(5)反应完毕,进行吸滤,得到滤饼,将滤饼洗涤至呈中性、烘干,即可。

目标产物1,5-二硝基蒽醌(或者1,8-二硝基蒽醌)的收率为85.7%,hplc纯度为97.6%,hplc谱图显示检测到的副产物峰面积非常小,并且出峰时间与目标产物的出峰时间相差较远,易于同目标产物分离以得到接近100%纯度的目标产物。

实施例7

(1)将蒽醌经过第一次硝化反应和精制步骤后得到的中间产物(即1,5-二硝基蒽醌或者1,8-二硝基蒽醌)采用闪蒸干燥的方式进行干燥,干燥至水分含量小于等于5%,称取干燥的中间产物29.8g(0.1mol);

(2)称取苯酚21.62g(0.23mol),熔融,得到熔化好的苯酚,将纯度为88%的氢氧化钾固体6.608g(0.118mol),加入到熔化好的苯酚中,升温145℃、搅拌,得到混合物a;

(3)取步骤(2)所得的混合物a的2/3放入反应装置中,将步骤(1)干燥的中间产物加入其中,进行反应,反应时间为4小时;

(4)将步骤(2)所得的混合物a的剩余部分调节温度为72℃,加入步骤(3)的反应装置中继续反应,保持温度为100℃,然后加入90℃的水稀释,搅拌1小时;

(5)反应完毕,进行吸滤,得到滤饼,将滤饼先用饱和食盐水洗涤2次,再用纯化水洗涤4次,洗涤至呈中性、烘干,即可。

目标产物1,5-二硝基蒽醌(或者1,8-二硝基蒽醌)的收率为89.5%,hplc纯度为98.2%,hplc谱图显示检测到的副产物峰面积非常小,并且出峰时间与目标产物的出峰时间相差较远,易于同目标产物分离以得到接近100%纯度的目标产物。

实施例8

(1)将蒽醌经过第一次硝化反应和精制步骤后得到的中间产物(即1,5-二硝基蒽醌或者1,8-二硝基蒽醌)采用闪蒸干燥的方式进行干燥,干燥至水分含量小于等于5%,称取干燥的中间产物29.8g(0.1mol);

(2)称取苯酚21.62g(0.23mol),熔融,得到熔化好的苯酚,将纯度为95%的氢氧化钾固体6.608g(0.118mol),加入到熔化好的苯酚中,升温145℃、搅拌,得到混合物a;

(3)取步骤(2)所得的混合物a的1/2放入反应装置中,将步骤(1)干燥的中间产物加入其中,进行反应,反应时间为4小时;

(4)将步骤(2)所得的混合物a的剩余部分调节温度为72℃,加入步骤(3)的反应装置中继续反应,保持温度为102℃,然后加入90℃的水稀释,搅拌1小时;

(5)反应完毕,进行吸滤,得到滤饼,将滤饼先用饱和食盐水洗涤3次,再用纯化水洗涤3次,洗涤至呈中性、烘干,即可。

目标产物1,5-二硝基蒽醌(或者1,8-二硝基蒽醌)的收率为90.2%,hplc纯度为98.7%,hplc谱图显示检测到的副产物峰面积非常小,并且出峰时间与目标产物的出峰时间相差较远,易于同目标产物分离以得到接近100%纯度的目标产物。

实施例9

(1)将蒽醌经过第一次硝化反应和精制步骤后得到的中间产物(即1,5-二硝基蒽醌或者1,8-二硝基蒽醌)采用闪蒸干燥的方式进行干燥,干燥至水分含量小于等于5%,称取干燥的中间产物29.8g(0.1mol);

(2)在氮气的保护氛围下,称取苯酚21.62g(0.23mol),熔融得到熔化好的苯酚,将纯度为93%的氢氧化钾固体6.608g(0.118mol),加入到熔化好的苯酚中,升温145℃、搅拌,得到混合物a;

(3)取步骤(2)所得的混合物a的1/2放入反应装置中,将步骤(1)干燥的中间产物加入其中,进行反应,反应时间为4小时;

(4)将步骤(2)所得的混合物a的剩余部分调节温度为72℃,加入步骤(3)的反应装置中继续反应,保持温度为102℃,然后加入90℃的水稀释,搅拌1小时;

(5)反应完毕,进行吸滤,得到滤饼,将滤饼先用饱和食盐水洗涤3次,再用纯化水洗涤3次,洗涤至呈中性、烘干,即可。

目标产物1,5-二硝基蒽醌(或者1,8-二硝基蒽醌)的收率为92.1%,hplc纯度为99.1%,hplc谱图显示检测到的副产物峰面积基本可以忽略,并且出峰时间与目标产物的出峰时间相差较远。

对比例1

按照《上海大学学报(自然科学版)》1998年2月第4卷第1期“分散蓝e-2bln合成工艺研究”中提到的苯氧基化反应的工艺方法制备。

为了避免试验结果的偶然性,本申请人在进行该对比例时,做了多组平行试验,所得的结果基本一致。

本对比例按照本发明实施相同的hplc检测方法和参数,测定制备所得的1,5-二硝基蒽醌(或者1,8-二硝基蒽醌)的纯度。

由hplc检测结果发现最终产物中包含份量相对较多的副产物,hplc谱图显示副产物的峰比较复杂,包含多种成分,并且副产物的含量最高的达到18.2%,1,5-二硝基蒽醌(或者1,8-二硝基蒽醌)产物的纯度较低。另外,由hplc图谱可以看出,副产物出峰时间与目标产物的出峰时间比较接近,难以将副产物与目标产物彻底分离,对产物作进一步的纯化不仅困难,而且收效微弱。

按照该文献方法制备的1,5-二硝基蒽醌(或者1,8-二硝基蒽醌)产物的收率最高仅能达到68%,远远低于本发明技术方案的收率。

对比例2

该对比例的技术方案与本发明实施例1技术方案的区别在于:①苯酚与氢氧化钾所得的混合物a是一次性投入反应的;②由于不存在分步加入的问题,相应地去除将剩余部分的混合物a调节至一定温度加入反应体系的操作,其他的反应工艺与实施例1保持相同,具体的技术方案如下:

制备分散蓝2bln的苯氧基化反应工艺,包括下列步骤:

(1)将蒽醌经过第一次硝化反应和精制步骤后得到的中间产物(即1,5-二硝基蒽醌或者1,8-二硝基蒽醌)进行干燥,称取干燥的中间产物29.8g(0.1mol);

(2)称取苯酚23.5g(0.25mol),熔融,得到熔化好的苯酚,将纯度为93%的氢氧化钾固体9.46g(0.13mol),加入到步骤(1)得到的熔化好的苯酚,升温135℃、搅拌,得到混合物a;

(3)将步骤(2)所得的混合物a全部放入反应装置中,将步骤(1)的干燥产物加入其中,进行反应,反应时间为2.5小时;

(4)加入90℃的水稀释,搅拌0.5小时;

(5)反应完毕,进行吸滤,得到滤饼,将滤饼洗涤至呈中性、烘干,即可。

目标产物1,5-二硝基蒽醌(或者1,8-二硝基蒽醌)的收率为75.5%,hplc纯度为71.9%,hplc谱图显示检测到多个副产物峰,并且峰面积较大,并且出峰时间与目标产物的出峰时间相差不大,表明这些副产物较难与目标产物分离开,采用后续的纯化处理也难以提高目标产物的纯度,并且耗时耗力。

对比例3

该对比例的技术方案与本发明实施例1技术方案的区别在于:步骤(4)中混合物a的剩余部分的调节温度不在55~80℃的范围之内,其他的反应工艺与实施例1保持相同。

下面列举其中的两个示例的技术方案予以说明。

3-1

(1)将蒽醌经过第一次硝化反应和精制步骤后得到的中间产物(即1,5-二硝基蒽醌或者1,8-二硝基蒽醌)进行干燥,称取干燥的中间产物29.8g(0.1mol);

(2)称取苯酚23.5g(0.25mol),熔融,得到熔化好的苯酚,将纯度为93%的氢氧化钾固体9.46g(0.13mol),加入到步骤(1)得到的熔化好的苯酚,升温135℃、搅拌,得到混合物a;

(3)取步骤(2)所得的混合物a的1/2放入反应装置中,将步骤(1)的干燥产物加入其中,进行反应,反应时间为2.5小时;

(4)将步骤(2)所得的混合物a的剩余部分调节温度为50℃,加入步骤(3)的反应产物中进行稀释,稀释过程保持温度为102℃,然后加入90℃的水稀释,搅拌0.5小时;

(5)反应完毕,进行吸滤,得到滤饼,将滤饼洗涤至呈中性、烘干,即可。

目标产物1,5-二硝基蒽醌(或者1,8-二硝基蒽醌)的收率为64.7%,hplc纯度为65.2%,hplc谱图显示检测到多个副产物峰,并且峰面积较大,并且出峰时间与目标产物的出峰时间相差不大,表明这些副产物较难与目标产物分离开,采用后续的纯化处理也难以提高目标产物的纯度,并且耗时耗力。

3-2

(1)将蒽醌经过第一次硝化反应和精制步骤后得到的中间产物(即1,5-二硝基蒽醌或者1,8-二硝基蒽醌)进行干燥,称取干燥的中间产物29.8g(0.1mol);

(2)称取苯酚23.5g(0.25mol),熔融,得到熔化好的苯酚,将纯度为93%的氢氧化钾固体9.46g(0.13mol),加入到步骤(1)得到的熔化好的苯酚,升温135℃、搅拌,得到混合物a;

(3)取步骤(2)所得的混合物a的1/2放入反应装置中,将步骤(1)的干燥产物加入其中,进行反应,反应时间为2.5小时;

(4)将步骤(2)所得的混合物a的剩余部分调节温度为82℃,加入步骤(3)的反应产物中进行稀释,稀释过程保持温度为102℃,然后加入90℃的水稀释,搅拌0.5小时;

(5)反应完毕,进行吸滤,得到滤饼,将滤饼洗涤至呈中性、烘干,即可。

目标产物1,5-二硝基蒽醌(或者1,8-二硝基蒽醌)的收率为70.2%,hplc纯度为70.8%,hplc谱图显示检测到多个副产物峰,并且峰面积较大,并且出峰时间与目标产物的出峰时间相差不大,表明这些副产物较难与目标产物分离开,采用后续的纯化处理也难以提高目标产物的纯度,并且耗时耗力。

由对比例1~3反应工艺的目标产物的测试结果可以看出对比例1~3的目标产物收率和纯度均显著低于本发明技术方案。

试验例1

试验样品:①按照现有技术的工艺将本发明实施例2制备所得的苯氧基化产物继续制备成最终产物分散蓝2bln,考察本发明实施例2的苯氧基化反应工艺对分散蓝2bln的染色性质影响;

②按照cn103436046a中苯氧基化物的制备工艺获得对应的苯氧基化产物,分散蓝2bln制备过程的其他工艺与试样样品①中保持一致,考察该文献报道的苯氧基化工艺对分散蓝2bln的染色性质影响。

③将对比例2制备所得的苯氧基化反应产物继续制备成最终产物分散蓝2bln,考察对比例2的苯氧基化反应工艺对分散蓝2bln的染色性质影响;

以上所得的分散蓝2bln分别在相同的条件下测试耐洗色牢度和耐摩擦色牢度等染色性质,测试的方法以及试验所得的结果参加下面对应的表格。

1-1耐洗色牢度

测试方法:参照gb/t3921.3-1997《纺织品色牢度试验耐洗色牢度:试验3》标准进行测试。

测试所得的耐洗色牢度性质(以行业标准的级别表示)结果见表1-1。

表1-1

1-2耐摩擦色牢度

测试方法:参照gb/t3920-2008《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》标准进行测试。

测试所得的耐摩擦色牢度性质(以行业标准的级别表示)结果见表1-2。

表1-2

根据上述试验1-1和1-2的测试结果可以得出:样品①的耐洗色牢度和耐摩擦色牢度均比样品②和③更加优异。

样品②和样品①的区别在于其苯氧基化反应的工艺与本发明技术方案不同。本发明实施例的苯氧基化反应工艺(即样品①的苯氧基化反应工艺)将苯酚与氢氧化钾固体形成的混合物分成两个批次,分别加入到反应体系中,并且还控制加入该混合物的温度,不仅使目标反应进行得更加充分,而且还避免了很多杂质的生成,使苯氧基化产物的纯度和品质大大地提升,有利于改善后续的分散蓝2bln制备工艺,最终不仅提高了最终产物的收率和纯度,而且还赋予其优异的耐洗色牢度、耐摩擦色牢度,完全符合优异分散染料的标准。而对比样品②以及现有技术中的苯氧基化反应工艺均是将苯酚和氢氧化钾固体一并投入其中进行反应,制备得到的产品含有较多的杂质,光色泽度不好,并且耐洗色牢度、耐摩擦色牢度也不如本发明技术方案制备的好。

虽然样品③和样品①的区别仅仅在于苯氧基化反应中苯酚与氢氧化钾所得的混合物a是一次性投入反应的,并且相应地去除将剩余部分的混合物a调节至一定温度加入反应体系的操作,其他的反应工艺与样品①保持完全一致,但是根据实验结果可以显然地看出最终产品的质量迥异。由此可见,本发明技术方案中分批加入混合物a对于最终产品的染色性能等具有显著的影响。

本试验对其他实施例也进行了类似的对比实验,所得的结果与上述相同或相似。

本申请人进行了大量的类似对比实施例,结果均表明只有在采用本发明技术方案时,才可以达到所述收率高、纯度好、苯酚用量少,优异的耐洗色牢度和耐摩擦色牢度等效果。

综上,本发明技术方案的苯氧基化反应工艺有利于进一步提升最终产品分散蓝2bln的耐洗色牢度、耐摩擦色牢度等染色性能,而耐洗色牢度、耐摩擦色牢度等染色性能是考核一种分散染料性质优劣的重要指标,因此,这些性质的改善对于提高分散蓝2bln的综合品质具有重要的意义。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明方案的范围内。

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