專利名稱：一種陽離子染料母體季胺化的新工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種陽離子染料合成的新工藝，特別是一種陽離子染料母體季胺化合成陽離子染料的新型環(huán)保節(jié)能工藝。
背景技術(shù)：
陽離子染料是聚丙烯腈纖維及織物和與其它纖維制成的混紡織物染色與印花用的專用染料，具有色澤鮮艷、應(yīng)用性能優(yōu)異、使用方便、吸盡率高等顯著特點(diǎn)。近年來，隨著紡織纖維技術(shù)和印染技術(shù)的快速發(fā)展，特別是世界各國對綠色紡織品和廢水排放的嚴(yán)格規(guī)定，對陽離子染料合成的工藝提出了更高的要求。美國專利USP3991043公開了兩種陽離子染料季胺化的生產(chǎn)工藝。
1、離子染料母體在有機(jī)溶劑中直接和硫酸二烷酯反應(yīng)，生產(chǎn)季胺鹽，蒸餾溶劑，得到原染料。
2、在堿金屬或堿土金屬的氧化物、碳酸鹽或醋酸鹽存在下，陽離子染料母體在水溶液中和硫酸二烷酯發(fā)生季胺化反應(yīng)，然后加入氯化鹽進(jìn)行鹽析，過濾，得到原染料但這兩種方法在實際生產(chǎn)中都存在一定的缺點(diǎn)。前一種方法直接使用有機(jī)溶劑作為反應(yīng)溶劑，母體季胺化的轉(zhuǎn)化率較低，產(chǎn)物中副產(chǎn)物和未反應(yīng)物較多，副產(chǎn)物的存在，將使在印染過程中染料顏色發(fā)生不可預(yù)測的偏離。GB1547368對此進(jìn)行了改進(jìn)，在有機(jī)溶劑中加入堿金屬或堿土金屬的氧化物、碳酸鹽或醋酸鹽，待季胺化后，將溶液倒入水中，過濾、鹽析、過濾，得到原染料。這種方法提高了母體的轉(zhuǎn)化率，但原染料中含鹽較多，影響印染，并且后處理過程中產(chǎn)生大量的廢水，對環(huán)境產(chǎn)生污染。
后一種方法使用堿金屬或堿土金屬的氧化物、碳酸鹽或醋酸鹽在水溶液中作為縛酸劑，季胺化轉(zhuǎn)化率高，缺點(diǎn)也是由于使用無機(jī)堿，水溶液中含鹽率較高，有時甚至高達(dá)40％，無機(jī)鹽的存在，將影響染料的穩(wěn)定性，降低著色強(qiáng)度和色牢度，為了提高染料的質(zhì)量，需要對合成染料進(jìn)行純化精制。采用鹽析等工藝，但得到的產(chǎn)品質(zhì)量差，鹽消耗量達(dá)10～15％，染料流失率在5％左右，廢水污染嚴(yán)重。同時為了使陽離子析出，往往采用重金屬鹽使其成為復(fù)鹽，這樣以重金屬復(fù)鹽形式存在的陽離子染料往往對人體有害。同時由于季胺化試劑在水溶液中較易水解，反應(yīng)則需要大量的季胺化試劑，造成試劑的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種在合成陽離子染料過程中染料母體季胺化的新工藝，該方法季胺化轉(zhuǎn)化率高，所得原染料中不含無機(jī)鹽，季胺化試劑用量小，不產(chǎn)生廢水污染。
本發(fā)明具體合成工藝步驟如下1)用有機(jī)溶劑溶解已合成的陽離子染料的母體，母體與溶劑的摩爾比為1∶5～200，優(yōu)選為1∶10～100，溶劑在苯、甲苯、二甲苯、乙基苯、氯苯、二氯苯、溴苯、硝基苯、一氯乙烷、一氯丙烷、二氯甲烷、二氯乙烷、二氯丙烷、氯仿，四氯化碳、N，N-二甲基甲酰胺、甲酸、乙酸、丙酸、四氫呋喃、環(huán)己烷、甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、甲醚、乙醚、甲乙醚中選用一種或幾種；2)在溶液中加入縛酸劑，縛酸劑在乙胺、二乙胺、三乙胺、三甲胺、N-乙基二異丙胺、二環(huán)己乙胺飽和烷基取代胺中選用一種；3)升高溫度至20℃～120℃，待陽離子染料母體全部溶解后，加入季胺化試劑，季胺化試劑在硫酸二烷酯、苯磺酸酯、鹵代芳香烴、鹵代烷烴、強(qiáng)無機(jī)酸酯選用一種，縛酸劑與季胺化試劑的摩爾比為1∶0.2～2，優(yōu)選為1∶0.5～1.5，季胺化試劑與母體的摩爾比為1∶1～5，優(yōu)選為1∶1～3，繼續(xù)升溫回流0.5～10小時；4)反應(yīng)完畢后，采用蒸餾的方法分離溶劑與原染料，分離出的溶劑回收，直接得到染料成品。
所述的陽離子染料母體在下述染料中任選一種1)陽離子藍(lán)41(C.I Basic Blue 41，C.I 11105/11154)的母體為E1，其結(jié)構(gòu)式為 2)陽離子金黃X-GL(C.I.48054)的母體為E2，其結(jié)構(gòu)式為 3)陽離子堿性紅29(C.I.11460)的母體為E3，其結(jié)構(gòu)式為
4)陽離子堿性紅22(C.I.11055)的母體為E4，其結(jié)構(gòu)式為 5)陽離子堿性紫18(C.I.11043)的母體為E5，其結(jié)構(gòu)式為 本發(fā)明的有益效果是季胺化轉(zhuǎn)化率高，所得原染料中不含無機(jī)鹽，季胺化試劑用量小，不產(chǎn)生廢水污染，對環(huán)境友好，溶劑可以回收，是一種高效、綠色、環(huán)保的新型合成工藝。用此種工藝所得的原染料能非常方便的制成目前日益廣泛使用的液體陽離子染料。
具體實施例方式為了更好地實施本發(fā)明，現(xiàn)舉出如下實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但實施例不是對本發(fā)明的限制。
實施例1將35.6克(0.1mol)的E1和10.1g(0.2mol)的三乙胺溶解在900克(8mol)的氯苯中，升溫至60℃，滴加25.2克(0.2mol)的硫酸二甲酯和112.5克(1mol)氯苯的混合溶液，保持溫度繼續(xù)反應(yīng)3個小時，直接蒸餾溶劑，得到陽離子藍(lán)41#(C.I Basic Blue41，C.I 11105/11154)的原染料，經(jīng)檢測原染料純度為95.3％，染料母體轉(zhuǎn)化率為99.8％，繼續(xù)經(jīng)過商品化處理制成染料成品。
實施例2將61.4克(0.2mol)的E2和33.6克(0.46mol)的二乙胺溶于850克(10mol)的二氯甲烷中，在回流溫度下滴加39.6克(0.23mol)的苯磺酸甲酯和170克(2mol)的二氯甲烷的混合溶液，繼續(xù)回流6個小時，然后蒸餾溶劑，得到陽離子金黃X-GL(C.I.48054)的原染料，經(jīng)檢測原染料純度為96.6％，染料母體轉(zhuǎn)化率為99.7％，繼續(xù)經(jīng)過商品化處理制成染料成品。
實施例3將31.8克(0.1mol)的E3和16.77克(0.13mol)的N-乙基-二異丙胺溶于337.5克(3mol)的氯苯中，在70℃下滴加13.9克(0.11mol)的硫酸二甲酯和112.5克(1mol)氯苯的混合溶液，繼續(xù)反應(yīng)3.5小時，然后蒸餾溶劑，得到陽離子堿性紅29(C.I.11460)的原染料，經(jīng)檢測原染料純度為95.6％，染料母體轉(zhuǎn)化率為98.4％，繼續(xù)經(jīng)過商品化處理制成染料成品。
實施例4將36.5克(0.15mol)的E4和35.4克(0.35mol)的三乙胺溶于444克(6mol)的乙酸中，在50℃下滴加37.8克(0.3mol)的硫酸二甲酯和74克(1mol)乙酸的混合溶液，繼續(xù)反應(yīng)5小時，然后蒸餾溶劑，得到陽離子堿性紅22(C.I.11055)的原染料，經(jīng)檢測原染料純度為91.6％，染料母體轉(zhuǎn)化率為94.6％，繼續(xù)經(jīng)過商品化處理制成染料成品。
實施例5將22.6克(0.1mol)的E5和8.08克(0.08mol)的三乙胺溶于836.5克(7mol)的氯仿中，在回流溫度下滴加25.2克(0.2mol)的硫酸二甲酯和119.5克(1mol)氯仿的混合溶液，繼續(xù)回流6小時，然后蒸餾溶劑，得到陽離子堿性紫18(C.I.11043)的原染料，經(jīng)檢測原染料純度為92.6％，染料母體轉(zhuǎn)化率為99.4％，繼續(xù)經(jīng)過商品化處理制成染料成品。
權(quán)利要求
1.一種陽離子染料母體季胺化的新工藝，其特征在于1)用有機(jī)溶劑溶解已合成的陽離子染料的母體，母體與溶劑的摩爾比為1∶5～200，溶劑在苯、甲苯、二甲苯、乙基苯、氯苯、二氯苯、溴苯、硝基苯、一氯乙烷、一氯丙烷、二氯甲烷、二氯乙烷、二氯丙烷、氯仿，四氯化碳、N，N-二甲基甲酰胺、甲酸、乙酸、丙酸、四氫呋喃、環(huán)己烷、甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、甲醚、乙醚、甲乙醚中選用一種或幾種；2)攪拌下，在溶液中加入縛酸劑，縛酸劑在乙胺、二乙胺、三乙胺、三甲胺、N-乙基二異丙胺、二環(huán)己乙胺飽和烷基取代胺中選用一種；3)升高溫度至20℃～120℃，待陽離子染料母體全部溶解后，加入季胺化試劑，季胺化試劑在硫酸二烷酯、苯磺酸酯、鹵代芳香烴、鹵代烷烴、強(qiáng)無機(jī)酸酯選用一種，縛酸劑與季胺化試劑的摩爾比為1∶0.2～2，季胺化試劑與母體的摩爾比為1∶1～5，繼續(xù)升溫回流0.5～10小時；4)反應(yīng)完畢后，采用蒸餾的方法分離溶劑與原染料，分離出的溶劑回收，直接得到染料成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陽離子染料母體季胺化的新工藝，其特征在于所述陽離子染料是一類具有不飽和的氮雜環(huán)，且氮雜環(huán)中存在-C＝N-結(jié)構(gòu)，在下列材料中選擇一種1)陽離子藍(lán)41(C.I Basic Blue 41，C.I 11105/11154)的母體為E1，其結(jié)構(gòu)式為 2)陽離子金黃X-GL(C.I.48054)的母體為E2，其結(jié)構(gòu)式為 3)陽離子堿性紅29(C.I.11460)的母體為E3，其結(jié)構(gòu)式為 4)陽離子堿性紅22(C.I.11055)的母體為E4，其結(jié)構(gòu)式為 5)陽離子堿性紫18(C.I.11043)的母體為E5，其結(jié)構(gòu)式為
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陽離子染料母體季胺化的新工藝，其特征在于步驟(1)中陽離子染料母體與有機(jī)溶劑的摩爾比為1∶10～100。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陽離子染料母體季胺化的新工藝，其特征在于步驟(2)中使用的縛酸劑為乙胺、二乙胺、三乙胺、三甲胺、N-乙基二異丙胺、二環(huán)己乙胺飽和烷基取代胺。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陽離子染料母體季胺化的新工藝，其特征在于步驟(3)中縛酸劑與季胺化試劑的摩爾比為1∶0.5～1.5；季胺化試劑與母體的摩爾比為1∶1～3。
全文摘要
一種用陽離子母體與季胺化試劑在有機(jī)溶劑中季胺化合成陽離子染料的新型環(huán)保節(jié)能工藝，工藝中所用縛酸劑為有機(jī)堿。本發(fā)明轉(zhuǎn)化率高、所得原染料中不含無機(jī)鹽、季胺化試劑用量小、不產(chǎn)生廢水污染、對環(huán)境友好、溶劑可以回收、選擇性好、方法簡便、易于工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號C09B43/00GK1743383SQ200410054168
公開日2006年3月8日 申請日期2004年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月1日
發(fā)明者王以丹, 俞伯洪, 汪旭升 申請人:上海匯友精密化學(xué)品有限公司