专利名称：香豆素荧光染料的制作方法
技术领域：
本发明涉及有机功能染料及其制备方法，特别是一类在香豆素母体结构中引入不饱和双键的取代基，可用来制备香豆素高分子荧光染料。
背景技术：
荧光染料是一种很重要的功能染料，被广泛地应用于工业、农业、医学、纺织、能源及国防等部门。荧光染料的发色强度高，色泽鲜艳，深得人们的喜爱。香豆素荧光染料是荧光染料中很重要的品种之一，可以用做荧光染料、颜料、激光染料等。它们的发色强度高、荧光量子产率高，色谱覆盖范围宽，可以有荧光黄色、荧光红色和荧光蓝色，具有很高的应用价值。
德国公开专利Ger.Offen.2,058,877报道了下列结构的香豆素荧光染料的制备。
美国专利US4,146,712报道了下列结构的香豆素荧光染料的制备。
此前我们的中国专利ZL00101751.9报道了在香豆素荧光染料分子中引入磺酰胺取代基，增强了染料的荧光效应和溶解性，改进了染料的应用性能，但这些染料在应用于染色时，都是染料的简单混合将染料和合成纤维机械混合，强度、耐溶剂性、耐热、耐迁移等性能方面较弱。
发明内容
本发明的目的是在发色强度高、色泽鲜艳、深受人们喜爱的香豆素荧光染料分子中引入可以发生聚合反应的双键，制备香豆素高分子荧光染料的单体，这些单体可以在自由基的引发下聚合制备高分子荧光聚合材料。这类香豆素染料本身具有色泽鲜艳，荧光强烈的特性，具有更为广泛的用途。
本发明的系列香豆素染料单体的结构通式如下 式中X代表O、S、NH；n为0～3；Y代表OR1、NHCOR2、NHSO2R3或 其中R1、R2、R4、R5可以分别代表氢、烷基、有取代基的或没有取代基的环烷基、芳烷基或芳基，以及与A环形成稠和的5～7元环，R2、R3代表烷基、有取代基的或没有取代基的环烷基、芳烷基或芳基；
Z代表NR6、NCOR7、O、S，其中R6代表氢、烷基、有取代基的或没有取代基的环烷基、芳烷基或芳基，R7代表有取代基的或没有取代基的烷基、芳烷基、芳基、乙烯基、烷氧基、苯氧基或氨基；B代表有取代基的或没有取代基的苯环、萘环或双苯骈呋喃环；R′代表氢、烷基、芳烷基或芳基；R″代表氢、烷基、芳烷基或芳基。
本发明香豆素荧光染料单体的制备方法，是采用化合物(II)与2～20倍(分子比)的氯磺酸，在10～180℃下反应1～3小时得到化合物(III)，然后与氨、伯胺化合物缩合制备含氨基或仲胺基的中间体IV，然后再与丙烯酰氯、含不饱和键的酰氯缩合得到香豆素荧光染料单体V。反应过程可以表示如下 本发明在香豆素分子中结构中引入带不饱和双键的酰胺后，染料的最大吸收波长发生红移约15nm，染料的摩尔吸光系数增加104L·mol-1·cm-1，在纤维染色时上色率有较大的提高，在无印染助剂的情况下，上染率可达97％。特别是在分子结构中引入了含双键的取代基，含双键取代基的香豆素荧光染料可以用来制备高分子荧光染料，具有非常好的应用前景。
图1为实施例1的产品质谱图。图2为实施例1的产品的核磁氢谱(HNMR)。
具体实施例方式实施例1称取5克3-(苯骈噻唑基)-7-N，N-二乙胺基苯骈吡喃酮-2(0.0143mol)(S1)，结构式如下 加到13.3克(0.114mol)氯磺酸中，升温到120℃，在120～130℃保温1小时，降温到10℃，反应混合物加到120克冰中，过滤，用冰水洗涤滤饼，洗至中性，将滤饼加到三口瓶中，滴加氨水10克，在0～10℃保持2小时，过滤，得到黄色荧光染料，收率97％。
将5克上述制备的染料加到5毫升DMSO中，在10℃以下滴加丙稀酰氯，同时用三乙胺中和生成的盐酸，原料消失后，加到水中析出，过滤，用水洗涤滤饼得到如下产品，收率85％。
产品的结构鉴定产品的分子量M+＝483，图中M+1＝484，见图1；产品的1HNMR见图2，，各个氢原子的归属如下表。
表1 1HNMR图的解释
实施例2称取5克3-(苯骈噻唑基)-7-N，N-二乙胺基苯骈吡喃酮-2(0.0143mol)，加到13.3克(0.114mol)氯磺酸中，升温到120℃，在120～130℃保温1小时，降温到10℃，反应混合物加到120克冰中，过滤，用冰水洗涤滤饼，洗至中性，将滤饼加到三口瓶中，加入10毫升DMSO，在室温下加入10克丙烯酰胺，室温下搅拌2小时，加入20毫升水析出黄色结晶，过滤得到与例1同样的产品。
实施实例3～10按与例1类似的方法和条件，采用不同的原料可以制备如下单体化合物(如表2所示)。
表2 采用不同的原料制备不同的染料单体
权利要求
1.一类由α-苯骈吡喃母体结构制成的香豆素荧光染料化合物，其特征在于该香豆素荧光染料化合物(I)的结构通式为 式中X代表O、S、NH；n为0～3；Y代表OR1、NHCOR2、NHSO2R3或 其中R1、R2、R4、R5可以分别代表氢、烷基、有取代基的或没有取代基的环烷基、芳烷基或芳基，以及与A环形成稠和的5～7元环，R2、R3代表烷基、有取代基的或没有取代基的环烷基、芳烷基或芳基；Z代表NR6、NCOR7、O、S，其中R6代表氢、烷基、有取代基的或没有取代基的环烷基、芳烷基或芳基，R7代表有取代基的或没有取代基的烷基、芳烷基、芳基、乙烯基、烷氧基、苯氧基或氨基；B代表有取代基的或没有取代基的苯环、萘环或双苯骈呋喃环；R′代表氢、烷基、芳烷基或芳基；R″代表氢、烷基、芳烷基或芳基。
2.一类香豆素荧光染料化合物的制备方法，其特征在于该香豆素荧光染料是由化合物(II) 与2～20倍(分子比)的氯磺酸，在50～180℃，反应1～3小时，制得中间体磺酰氯化合物，然后与含不饱和双键的烷基酰胺缩合，或先与氨缩合后再与含不饱和双键的烷基酰氯缩合制得化合物(I)，其通式为 式中A、B、X、Y、Z、R’、R”具有权利要求1中所给出的定义。
全文摘要
本发明为一类香豆素荧光染料，具有如下结构通式它们是由α－苯骈吡喃母体结构的衍生物与氯磺酸反应，然后与含不饱和双键的烷基酰胺缩合，或先与氨缩合后再与含不饱和双键的烷基酰氯缩合制得。由通式(I)制得的香豆素荧光染料不仅荧光强烈，而且含有可发生聚合反应的双键取代基，可作为制备高分子荧光染料的单体，可以用来制备新型荧光高分子材料。
文档编号C09B57/00GK1594441SQ20041002521
公开日2005年3月16日 申请日期2004年6月17日 优先权日2004年6月17日
发明者罗先金, 修乃云, 李祥斌 申请人:上海交通大学