CN112210229A - 一种阳离子液体染料的制备方法 - Google Patents

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王彬
田冬虹
贺志鹏
朱小兵
胡延
吴娟娟
陈依雯
黄江
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Abstract

本发明公开一种阳离子液体染料的制备方法。以目标染料分子母体为起始原料，硫酸二甲酯为甲基化试剂，弱碱性无机氧化物为缚酸剂，在弱酸性体系中下进行甲基化反应，将目标染料分子母体甲基化为目标染料分子，然后于体系中加入水及与水不互溶的有机溶剂加热溶解后进行萃取，将无机盐离子萃取进入水相，然后降温至室温静置分相，分出水相，有机相浓缩回收有机溶剂，剩余的有机物配制阳离子液体染料。本发明操作简单方便，可较好的应用于工业化生产，成本低，整个工艺过程绿色环保，提高了现有产品的应用性能，扩大了现有产品的应用范围。

Description

一种阳离子液体染料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种阳离子液体染料的制备方法，属于染料技术领域。
背景技术
目前现有阳离子液体染料(蓝-159、红-46、蓝-41)的制备方法为以目标染料分子母体为起始原料、硫酸二甲酯为甲基化试剂在弱酸性体系下进行甲基化反应将目标染料分子母体甲基化为目标染料分子，然后进行标准化配制为标准化商品液体染料。
目前的合成配制工艺中应用到一种作为缚酸剂的弱碱性无机氧化物(氧化镁)，此种缚酸剂的存在可以使甲基化反应顺利进行完全，得到的液体染料可应用于一般的纸张及腈纶、涤纶等一般材质的染色，但对于特殊材质(如假发)的染色其丙酮不溶物指标过高使得其染色性能大打折扣，进一步使产品应用收到限制。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种阳离子液体染料的制备方法，操作简单方便，可较好的应用于工业化生产，成本低，整个工艺过程绿色环保，提高了现有产品的应用性能，扩大了现有产品的应用范围。
本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：
本发明的一种阳离子液体染料的方法，以目标染料分子母体为起始原料，其结构式如下：
Figure BDA0002127628990000011
，
硫酸二甲酯为甲基化试剂，弱碱性无机氧化物为缚酸剂，在弱酸性体系中下进行甲基化反应，将目标染料分子母体甲基化为目标染料分子，然后于体系中加入水及与水不互溶的有机溶剂加热溶解后进行萃取，将无机盐离子萃取进入水相，然后降温至室温静置分相，分出水相，有机相浓缩回收有机溶剂，剩余的有机物配制阳离子液体染料。
所述弱碱性无机氧化物为氧化镁。
所述弱酸性体系为乙酸。
所述与水不互溶的有机溶剂为二氯乙烷、二氯甲烷、氯仿、甲苯、氯苯中的至少一种。
所述甲基化反应过程如下：目标染料分子母体、缚酸剂、醋酸、水按照一定比例混合，缚酸剂用量为目标染料分子母体的0.5～1.05倍摩尔量，醋酸与水的质量比为2:1、醋酸与水的总质量为反应底物的4.0～5.0倍，一起投入反应容器中，在室温下滴加甲基化试剂硫酸二甲酯，硫酸二甲酯的用量为反应底物的2.0～3.0倍摩尔量，滴加完毕后在室温下保温反应至底物转化完全。
所述萃取过程为，将物料与萃取溶剂混匀后经搅拌溶解、静置，使目标染料分子进入有机相，无机杂质离子及其他在水中溶解度较大的杂质进入水相，然后分相将有机相与水相进行分离。
本发明即通过特定的工艺技术方案，解决产品中丙酮不溶物含量过高的问题，使产品中丙酮不溶物含量低于50ppm，恢复产品优良的染色性能特征，扩大产品的应用范围。
本发明的技术方案在于，在原始合成工艺的基础上进行改进，即以目标染料分子母体为起始原料、硫酸二甲酯为甲基化试剂、弱碱性无机氧化物(氧化镁)为缚酸剂在弱酸性(乙酸)体系下进行甲基化反应，将目标染料分子母体甲基化为目标染料分子，然后于体系中加入一定量的水及与水不互溶的有机溶剂(如二氯乙烷、二氯甲烷、氯仿、甲苯、氯苯等)进行加热溶解萃取，将影响产品丙酮不溶物含量的无机盐离子萃取进入水相，然后降温至室温静置分相，分出水相，有机相浓缩回收有机溶剂，最后进行标准化配制为特殊规格的标准化商品液体染料。
(1)较原始工艺增加了溶解、萃取、分相、溶剂回收步骤，关键在于溶解、萃取步骤，以及溶解、萃取溶剂种类及用量的选择；(2)新规格产品丙酮不溶物含量低于50ppm，较老规格产品产品性能提高、应用范围增加，关键在于丙酮不溶物含量极低(小于50ppm)；(3)整个工艺过程无三废产生，是一种绿色环保的工艺技术，关键在于绿色环保工艺技术的开发与应用。
本发明的有益效果：(1)操作简单方便，仅在原始工艺的基础上增加溶解、萃取、分相、溶剂浓缩回收步骤，可较好的应用于工业化生产；(2)成本增加较少，整个工艺过程只增加溶解萃取用溶剂一种原料，且其可以回收套用，工艺成本增加较少；(3)整个工艺过程较为绿色环保，整个工艺过程无三废产生，是一种较为绿色环保的技术工艺；(4)提高了现有产品的应用性能，扩大了现有产品的应用范围。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明进行详细说明，本实施例的一种阳离子液体染料的方法，以目标染料分子母体为起始原料，其结构式如下：
Figure BDA0002127628990000031
，
硫酸二甲酯为甲基化试剂，弱碱性无机氧化物为缚酸剂，在弱酸性体系中下进行甲基化反应，将目标染料分子母体甲基化为目标染料分子，然后于体系中加入水及与水不互溶的有机溶剂加热溶解后进行萃取，将无机盐离子萃取进入水相，然后降温至室温静置分相，分出水相，有机相浓缩回收有机溶剂，剩余的有机物配制阳离子液体染料。
所述弱碱性无机氧化物为氧化镁。
所述弱酸性体系为乙酸。
所述与水不互溶的有机溶剂为二氯乙烷、二氯甲烷、氯仿、甲苯、氯苯中的至少一种。
所述甲基化反应过程如下：目标染料分子母体、缚酸剂、醋酸、水按照一定比例混合，缚酸剂用量为目标染料分子母体的0.5～1.05倍摩尔量，醋酸与水的质量比为2:1、醋酸与水的总质量为反应底物的4.0～5.0倍，一起投入反应容器中，在室温下滴加甲基化试剂硫酸二甲酯，硫酸二甲酯的用量为反应底物的2.0～3.0倍摩尔量，滴加完毕后在室温下保温反应至底物转化完全。
所述萃取过程为，将物料与萃取溶剂混匀后经搅拌溶解、静置，使目标染料分子进入有机相，无机杂质离子及其他在水中溶解度较大的杂质进入水相，然后分相将有机相与水相进行分离。
目标染料分子母体是指以一种染料中间体分子以此染料中间体为原料经过甲基化反应即得到此目标染料分子，在此其具体分子结构如下所示：
Figure BDA0002127628990000041
甲基化反应的条件为：反应底物(目标染料分子母体)、缚酸剂、醋酸、水按照一定比例(缚酸剂用量为反应底物的0.5～1.05倍摩尔量以0.6倍摩尔量为宜、醋酸与水的用量比为2:1、醋酸与水的总质量为反应底物的4.0～5.0倍)投入反应容器中，在室温下滴加甲基化试剂硫酸二甲酯(用量为反应底物的2.0～3.0倍摩尔量，以2.8倍摩尔量为宜)，滴加完毕后在室温下保温反应一定时间直至底物转化完全。
具体实施例如下所述：
向500ml四口反应瓶中加入蓝-159母体干品33g和氧化镁2.3g，再加入50g水、100g醋酸搅拌均匀。室温下(20～25℃)慢慢滴加硫酸二甲脂33.0g，过程控制锅内温度在20～25℃(约1小时左右滴加完)。将物料控温在20～25℃保温搅拌3小时；取样分析甲基化终点(TLC：正丁醇:醋酸:水＝4﹕1﹕5或甲苯：乙醇＝4:1，只要母体斑消失即到反应终点。)
萃取是利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液中提取出来的方法。
这里的萃取工艺即利用物料体系中目标染料分子与产品中不需要的无机离子及其他杂质在水相与有机相中溶解度的不同，将物料与萃取溶剂混匀后经搅拌溶解、静置，使目标染料分子进入有机相、无机杂质离子及其他在水中溶解度较大的杂质进入水相，然后分相将有机相与水相进行分离，从而达到去除无机离子及其他杂质的作用。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种阳离子液体染料的制备方法，其特征在于，以目标染料分子母体为起始原料，其结构式如下：
Figure FDA0002127628980000011
，
硫酸二甲酯为甲基化试剂，弱碱性无机氧化物为缚酸剂，在弱酸性体系中下进行甲基化反应，将目标染料分子母体甲基化为目标染料分子，然后于体系中加入水及与水不互溶的有机溶剂加热溶解后进行萃取，将无机盐离子萃取进入水相，然后降温至室温静置分相，分出水相，有机相浓缩回收有机溶剂，剩余的有机物配制阳离子液体染料。
2.根据权利要求1所述的一种阳离子液体染料的方法，其特征在于：所述弱碱性无机氧化物为氧化镁。
3.根据权利要求1所述的一种阳离子液体染料的方法，其特征在于：所述弱酸性体系的弱酸为乙酸。
4.根据权利要求1所述的一种阳离子液体染料的方法，其特征在于：所述与水不互溶的有机溶剂为二氯乙烷、二氯甲烷、氯仿、甲苯、氯苯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种阳离子液体染料的方法，其特征在于：所述甲基化反应过程如下：目标染料分子母体、缚酸剂、醋酸、水按照一定比例混合，缚酸剂用量为目标染料分子母体的0.5～1.05倍摩尔量，醋酸与水的质量比为2:1、醋酸与水的总质量为反应底物的4.0～5.0倍，一起投入反应容器中，在室温下滴加甲基化试剂硫酸二甲酯，硫酸二甲酯的用量为反应底物的2.0～3.0倍摩尔量，滴加完毕后在室温下保温反应至底物转化完全。
6.根据权利要求1所述的一种阳离子液体染料的方法，其特征在于：所述萃取过程为，将物料与萃取溶剂混匀后经搅拌溶解、静置，使目标染料分子进入有机相，无机杂质离子及其他在水中溶解度较大的杂质进入水相，然后分相将有机相与水相进行分离。
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