一种含有吡啶酮结构分散染料的制备工艺与应用制造技术

本发明专利技术涉及分散染料领域，为解决吡啶酮系列染料合成过程中不符合环保要求的问题，本发明专利技术提出了一种含有吡啶酮结构分散染料的制备工艺，作为偶合组分的N‑取代吡啶酮在制备后，在pH值范围内直接与重氮盐进行偶合反应，得到含有吡啶酮结构分散染料。工艺步骤简化，降低了环境污染。

【技术实现步骤摘要】
一种含有吡啶酮结构分散染料的制备工艺与应用
本专利技术涉及分散染料领域，具体涉及一种吡啶酮系列染料的制备新工艺与应用。
技术介绍
吡啶酮系列染料是一类色光鲜艳、耐晒牢度、水洗牢度优异的分散染料，多为橙色、黄色。该染料的合成工艺包括重氮组分合成，偶合组分合成和染料合成三个步骤。近年来对其报道较多，如CN1066475C，CN104629401A，CN103881412A，CN105504858A等，其中在偶组制备过程中，传统工艺均采用氰乙酸酯与有机胺类化合物进行酯交换反应得到N-取代氰乙酰胺，再与乙酰乙酸乙酯(或乙酰乙酸甲酯)缩合得到N-取代吡啶酮，随后蒸馏除去乙醇或甲醇等副产物，然后加入盐酸析出，并进行过滤、水洗得到偶合组分。而在进行染料合成时需要先将偶合组分充分溶解在液碱溶液中，再与重氮盐进行偶合反应。此工艺在制备偶合组分时需要通过盐酸酸析，在染料合成时又要加碱调成溶液，不仅消耗了大量酸、碱，增加了工艺步骤，同时在过滤时产生了大量含盐酸的废水，不符合环保要求。
技术实现思路
为解决吡啶酮系列染料合成过程中不符合环保要求的问题，本专利技术提出了一种含有吡啶酮结构分散染料的制备工艺，工艺步骤简化，降低了环境污染。本专利技术还提出了含有吡啶酮结构分散染料在染色或印花的聚酯纤维材料上的应用。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种含有吡啶酮结构分散染料的制备工艺：作为偶合组分的N-取代吡啶酮在制备后，在pH值范围内直接与重氮盐进行偶合反应，得到含有吡啶酮结构分散染料。含有吡啶酮结构分散染料结构式如(I)所示，式(I)中，R1选自H、C1～C4的烷基、3-甲氧基丙基、苄基中的一种；D选自重氮组分的残基，结构式如(II)所示，式(II)中，R2、R6分别独立选自H、卤素、-NO2、-CH3、-OCH3中的一种；R3、R4、R5分别独立选自H、卤素、-NO2、-OSO2Ph、-COOCH2CH2OCH2CH2OCH3中的一种。作为优选，所述吡啶酮结构分散染料的重氮组分残基D为下列结构式：其中，所述吡啶酮结构偶合组分的制备工艺为以下步骤：(1)将氰乙酸酯与有机胺类化合物进行酯交换反应，得到N-取代氰乙酰胺；氰乙酸酯具有如(III)所示的结构式有机胺类化合物的结构如(IV)所示R1——NH2(IV)，酯交换反应温度为0～60℃，反应时间为1～5小时，氰乙酸酯与有机胺类化合物的摩尔比为1∶0.9～1.5。(2)将步骤(1)得到的N-取代氰乙酰胺在碱性条件下与乙酰乙酸甲酯或乙酰乙酸乙酯进行缩合反应，得到N-取代吡啶酮溶液，结构如(V)所示；步骤(2)中的碱性条件是通过加入氨水、液氨、醋酸钠、三乙胺、吡啶等缚酸剂中的一种或多种的水溶液来实现的，乙酰乙酸甲酯或乙酰乙酸乙酯与N-取代氰乙酰胺的摩尔比为1～1.2∶1，缩合反应温度为70～120℃，缩合反应时间为6～15小时。(3)将步骤(2)得到的N-取代吡啶酮溶液除去甲醇或乙醇副产物后得到目标偶合组分的溶液。将制备得到的偶合组分的N-取代吡啶酮与重氮组分的摩尔比为1～1.1∶1，控制反应过程中pH值为1～4，在0～30℃下保持0.5～3小时，转晶、过滤、水洗至中性并烘干，即可得到吡啶酮系列分散染料。本专利技术提供了一种吡啶酮系列染料的合成新工艺，该工艺省去了偶合组分合成过程中的酸析、过滤和染料合成过程中偶合组分的溶解工艺，而是将得到的纯度较高的偶合组分溶液直接与重氮组分进行偶合反应制备染料，通过控制偶合反应时的pH值可以得到纯度高、杂质少的染料产品，各方面性能与原工艺所得染料相当。新工艺避免了老工艺在酸析时带来的废水排放，同时有效减少了酸、碱用量，在降低生产成本的同时还缩短了工艺时间，是一种行之有效的合成新工艺。所述的含有吡啶酮结构分散染料在染色或印花的聚酯纤维材料上的应用。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：工艺步骤简化，降低了环境污染。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。实施例中所用原料均可市购或采用常规方法制备。实施例1：在装有电动搅拌和温度计的500ml四口烧瓶中加入氰乙酸乙酯182.6g，开启搅拌，10℃以下加入40％甲胺水溶液共130.2g，加完后在该温度下继续搅拌1h，转移至1L压力釜中，加入乙酰乙酸乙酯208g，17％氨水160.1g。升温至90～95℃保持6h。降至室温，转移至2L三口烧瓶中，升温至80～85℃回流至无液体流出。蒸馏结束后，将剩余物降至室温，得到偶合组分。10℃以下将制备得到的偶合组分加入至已制备好的3-氨基苯基苯磺酸酯重氮液中，加完后调节体系pH＝1.0～1.5，保持1h，取样测终点，终点为重氮消失，偶组微过量。到达终点后升温至90～95℃转晶1h，过滤，水洗至中性，干燥后得到吡啶酮系列染料黄色固体610.6g，收率90％。对比例1：在装有电动搅拌和温度计的500ml四口烧瓶中加入氰乙酸乙酯182.6g，开启搅拌，10℃以下加入40％甲胺水溶液共130.2g，加完后在该温度下继续搅拌1h，转移至1L压力釜中，加入乙酰乙酸乙酯208g，17％氨水160.1g。升温至90～95℃保持6h。降至室温，转移至2L三口烧瓶中，升温至80～85℃回流至无液体流出。蒸馏结束后，将剩余物降至室温，慢慢加入30％HCl共计207g，此时物料析出，加完后过滤水洗至中性，烘干，得到甲基吡啶酮261g，收率99.5％。将固体甲基吡啶酮加入1600g水中，搅拌下加入30％液碱260g，此时物料全溶，降至室温。10℃以下加入至已制备好的3-氨基苯基苯磺酸酯重氮液中，加完后调节体系pH＝1.0～1.5，保持1h，取样测终点，终点为重氮消失，偶组微过量。到达终点后升温至90～95℃转晶1h，过滤，水洗至中性，干燥后得到吡啶酮系列染料黄色固体610.6g，收率90％。测试例1表1实施例1与对比例1单耗表(kg/t)原料实施例1对比例氰乙酸乙酯299.1299.140％甲胺水溶液213.2213.2乙酰乙酸乙酯340.6340.617％氨水262.2262.230％HCl0339.030％液碱0425.8同时，与实施例1相比，对比例1每制备1吨染料还要多产生950kg盐酸浓度为10％的母液废水，以及250kg盐酸浓度为2.5％的洗水。染料性能测试：采用GB/T2394-2013测试染料强度色光、采用GB/T5541-2007测试染料高温分散性、采用GB/T3921-2008测试水洗牢度、采用GB/T5718-1997测试升华牢度、采用GB/T3920-2008测试摩擦牢度。测定结果见表2、表3所示。表2实施例1与对比例1产品性能对比序号色光强度高温分散性实施例1近似100％A/3对比例1近似100％A/3表3实施例1与对比例1产品染色牢度对比实施例2：在装有电动搅拌和温度计的500ml四口烧瓶中加入氰乙酸乙酯182.6g，开启搅拌，20℃以下加入40％甲胺水溶液共137.7g，加完后在该温度下继续搅拌1h，转移至1L压力釜中，加入乙酰乙酸乙酯231g，醋酸钠160.2g。升温至80～85℃保持10h。降至室温，转移至2L三口烧瓶中，升温至80～85℃回流至无液体流出。蒸馏结束后，将剩余物降至室温，得到偶合组分1。15℃以下，按照偶合组分的N-取本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含有吡啶酮结构分散染料的制备工艺，其特征在于：作为偶合组分的N‑取代吡啶酮在制备后，在pH值范围内直接与重氮盐进行偶合反应，得到含有吡啶酮结构分散染料。

【技术特征摘要】
1.一种含有吡啶酮结构分散染料的制备工艺，其特征在于：作为偶合组分的N-取代吡啶酮在制备后，在pH值范围内直接与重氮盐进行偶合反应，得到含有吡啶酮结构分散染料。2.根据权利要求1所述的一种含有吡啶酮结构分散染料的制备工艺，其特征在于，偶合组分的N-取代吡啶酮与重氮组分的摩尔比为1～1.1∶1，控制反应过程中pH值为1～4，在0～30℃下保持0.5～3小时，转晶、过滤、水洗至中性并烘干，即可得到吡啶酮系列分散染料。3.根据权利要求1或2所述的一种含有吡啶酮结构分散染料的制备工艺，其特征在于，所述的含有吡啶酮结构分散染料结构式如(I)所示，式(I)中，R1选自H、C1～C4的烷基、3-甲氧基丙基、苄基中的一种；D选自重氮组分的残基，结构式如(II)所示，式(II)中，R2、R6分别独立选自H、卤素、-NO2、-CH3、-OCH3中的一种；R3、R4、R5分别独立选自H、卤素、-NO2、-OSO2Ph、-COOCH2CH2OCH2CH2OCH3中的一种。4.根据权利要求1或2所述的一种含有吡啶酮结构分散染料的制备工艺，其特征在于，所述吡啶酮结构偶合组分的制备工艺为以下步骤：(1)将氰乙酸酯与有机胺类化合物进行酯交换反应，得到N-取代氰乙酰胺；(2)将步骤(1)得到的N...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙岩峰，沈师悦，邵辉，陈美芬，
申请(专利权)人：杭州吉华江东化工有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33