一种电解还原间-(β-羟乙基砜)硝基苯制备间-(β-羟乙基砜)苯胺的方法

本发明属于染料化工中间体制造，具体涉及一种间-(β-羟乙基砜)硝基苯制备间-(β-羟乙基砜)苯胺的方法。

背景技术：

1、间-(β-羟乙基砜)苯胺是一种重要的乙烯砜型活性染料中间体，其主要用于生产活性kn-r、活性kn-b及活性翠蓝kn-g。与其他类型的活性染料相比，乙烯砜型活性染料具有以下优点：(1)水溶性好。由于活性基本身是β-羟乙基砜硫酸酯，在碱作用下脱去硫酸酯基，成为真正有反应能力的乙烯砜，这样活性基本身带入了附加的水溶性。(2)乙烯砜染料在上染的条件下有高亲和力，在染色后，水解的结果使烯砜基转化成β-羟乙基砜，亲水性很大，易于洗净。(3)在正常的洗涤条件下，乙烯砜基的染料-纤维化学键则很稳定，即使在含10％过硼酸钠氧化剂的洗涤液中、95℃温度下，染色织物仍显示良好的牢度。

2、目前，合成间-(β-羟乙基砜)苯胺的方法主要有：(1)铁粉还原法：该法产率低，会产生大量难以处理的铁泥，生产设备庞大，动力及能源消耗较大，所以基本被淘汰。对于书籍(《活性染料》，化工工业出版社，侯毓汾、程侣伯主编)中使用铁粉还原生成间-(β-羟乙基砜)苯胺，不仅产生大量的铁渣，而且产物的纯度不高。(2)催化加氢还原法：该法收率高，但反应需要在高压下进行，反应条件苛刻，且催化剂使用成本高。公开号为cn102952054b报道了一种以体积百分数为90％-99％的甲醇水溶液为溶剂，以纳米镍为催化剂制备间-(β-羟乙基砜)苯胺的方法，但催化剂制备过程复杂，需要加入各种各样的添加剂，工艺繁琐。对于文献合成间-(β-羟乙基砜)苯胺(天津化工，2011,25(01):23-24+27)中作者使用水相加氢还原法，raney-ni催化剂，在温度90℃、3mpa的氢气压力下，反应4～5h。该方法反应条件苛刻，能耗高。对于文献催化加氢制间-(β-羟乙基砜)苯胺(华东理工大学学报,2000,(02),208-211)中作者使用贵金属pd/c为催化剂，催化剂经重复使用5次后得率为81.5％，贵金属pd/c为催化剂成本高，而且不能回收，不但造成环境污染，而且造成成本的浪费。

3、因此，需要提供一种成本低廉，工艺流程简单，反应条件温和，清洁无污染，高收率和高纯度的方法。

技术实现思路

1、本发明是针对现有的间-(β-羟乙基砜)苯胺合成方法所存在的产率低、环境污染严重、生产成本高等问题，提供了一种高收率、高纯度、高电流效率、低成本的间-(β-羟乙基砜)苯胺合成方法。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

3、一种电解还原间-(β-羟乙基砜)硝基苯制备间-(β-羟乙基砜)苯胺的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

4、在双室电解槽中分别加入酸性水溶液，阳极室中酸性水溶液浓度为0.1～5.0mol/l，阴极室中浓度为0.1～5.0mol/l，在阴极室中加入原料间-(β-羟乙基砜)硝基苯，间-(β-羟乙基砜)硝基苯在酸性水溶液中的浓度为1gl-1～1000gl-1，通电电解，控制反应温度和电流密度恒定，当通电一段时间后，获得含有所述的间-(β-羟乙基砜)苯胺的电解液；

5、其中，通电时间按下述公式计算:

6、

7、t：通电时间，h；

8、n：加入间-(β-羟乙基砜)硝基苯的摩尔量，mol；

9、z：实际通电量，f/mol；

10、f：法拉第常数，c/mol；

11、i：电流，a；

12、其中，酸性水溶液为选自硫酸、盐酸、磷酸、硝酸、高氯酸中的一种，反应温度为20～100℃，电流密度为100～1000a/m2。

13、所述的阳极室和阴极室由阳离子交换膜隔开，阳离子交换膜为全氟磺酸型阳离子交换膜、羧酸型阳离子交换膜、硬脂酸型阳离子交换膜、溴化聚偏氟乙烯阳离子交换膜、硅酸盐基阳离子交换膜中的一种。

14、所述的阳极室的阳极板为镀铱钛电极、钌铱钛板电极、钌钛电极、石墨电极、二氧化铅电极中的一种，阴极室的阴极板为不锈钢电极、铅电极、铜电极、钛电极中的一种。

15、优选的，酸性水溶液为硫酸，阳极室中硫酸浓度为0.5～2mol/l；阴极室中硫酸浓度为0.5～3mol/l。

16、优选的，反应温度为50～80℃，电流密度为200～500a/m2。

17、优选的，间-(β-羟乙基砜)硝基苯在酸性水溶液中的浓度为15gl-1～50gl-1。

18、由于采用上述技术方案，本发明具有以下优点和有益效果：

19、①反应生成的间-(β-羟乙基砜)苯胺的收率高，可达到98％。②该反应过程除析氢反应外，无其他副反应，产物纯度高。③采用电化学合成的方法，以电子为还原剂，工艺过程绿色环保，符合可持续发展的理念。

技术特征：

1.一种电解还原间-(β-羟乙基砜)硝基苯制备间-(β-羟乙基砜)苯胺的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：在双室电解槽中分别加入酸性水溶液，阳极室中酸性水溶液浓度为0.1～5.0mol/l，阴极室中浓度为0.1～5.0mol/l，在阴极室中加入原料间-(β-羟乙基砜)硝基苯，间-(β-羟乙基砜)硝基苯在酸性水溶液中的浓度为1gl-1～1000gl-1，通电电解，控制反应温度和电流密度恒定，当通电一段时间后，获得含有所述的间-(β-羟乙基砜)苯胺的电解液；

2.如权利要求1所述的制备间-(β-羟乙基砜)苯胺的方法，其特征在于，所述的阳极室和阴极室由阳离子交换膜隔开，阳离子交换膜为全氟磺酸型阳离子交换膜、羧酸型阳离子交换膜、硬脂酸型阳离子交换膜、溴化聚偏氟乙烯阳离子交换膜、硅酸盐基阳离子交换膜中的一种。

3.如权利要求1所述的制备间-(β-羟乙基砜)苯胺的方法，其特征在于，所述的阳极室的阳极板为镀铱钛电极、钌铱钛板电极、钌钛电极、石墨电极、二氧化铅电极中的一种，阴极室的阴极板为不锈钢电极、铅电极、铜电极、钛电极中的一种。

4.如权利要求1所述的制备间-(β-羟乙基砜)苯胺的方法，其特征在于，所述的酸性水溶液为硫酸，阳极室中硫酸浓度为0.5～2mol/l；阴极室中硫酸浓度为0.5～3mol/l。

5.如权利要求1所述的制备间-(β-羟乙基砜)苯胺的方法，其特征在于，所述的反应温度为50～80℃，电流密度为200～500a/m2。

6.如权利要求1所述的制备间-(β-羟乙基砜)苯胺的方法，其特征在于，所述的间-(β-羟乙基砜)硝基苯在酸性水溶液中的浓度为15gl-1～50gl-1。

技术总结
本发明公开了一种电解还原间‑(β‑羟乙基砜)硝基苯制备间‑(β‑羟乙基砜)苯胺的方法。电解还原在双室电解槽中进行，阳极室和阴极室由阳离子交换膜隔开，在阳极室加入酸性水溶液，阴极室加入酸性水溶液和间‑(β‑羟乙基砜)硝基苯。通电电解，控制反应温度和电流密度恒定，当通入电量达到目标电量后停止通电，获得含有所述的间‑(β‑羟乙基砜)苯胺的电解液。本发明反应生成的间‑(β‑羟乙基砜)苯胺的收率高，可达到98％，产物纯度高，且工艺过程绿色环保，符合可持续发展的理念。

技术研发人员：胡硕真,张晓灵,张新胜,任明安
受保护的技术使用者：华东理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17