[发明专利]一种分散红F3BS的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种分散红F3BS的合成方法，属于化工染料合成技术领域。

背景技术

分散红F3BS，中文别名分散红343，英文名称C.I.Disperse Red 343，化学名为3-甲基磺酰基氨基-4(2,6-二氰基-4甲基苯)偶氮-N,N-二乙基苯胺，其CAS号99035-78-6，分子式为C20H22N6O2S，相对分子质量为410.49，其结构如下所示。

分散红F3BS是一种新型含氰基偶氮型分散染料，由于氰基的存在，提高了该染料的深色效应、浓色效应和染色牢度。合成氰基偶氮分散染料分散红F3BS的关键是如何引入氰基，常采用的合成路线是：先制卤代染料，再把卤代染料转化为氰基染料，再以氰化亚铜催化氰化钠或氰化锌与卤代染料得到目标产物，该工艺收率低，溴化副产物分离提纯困难，同时，氰化反应需用到氰化物，由于氰化钠是剧毒化合物，氰化锌、氰化亚铜会造成重金属污染，合成中污染大，该染料的产量及市场份额占比较大，环境成本高。

发明专利CN201310514433.4公开了一种分散红F3BS的制备工艺，提出在两相体系中，缚酸剂的存在下，在相转移催化剂和氰化亚铜的催化下，氰基醇发生氰化反应。该工艺虽然避开了氰化锌，但氰基醇是剧毒化合物，氰化亚铜后处理困难，而且增加了反应和操作难度。

此外，同系产品尽管存在卤代染料甲胺酰法等反应路线，但针对不同结构的具体产物来说，研发难度大，在分散红F3BS合成中没有得到实际应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种分散红F3BS的合成方法，该方法避开有毒化合物，无重金属污染，是一种安全环保的合成工艺。

实现本发明的目的的技术解决方案为：一种分散红F3BS的合成方法，包括胺化、重氮、偶合三个反应单元，以5-甲基间苯二甲腈为原料，用乙酸和聚乙二醇为混合溶剂，三维纳米网状结构Pd作催化剂，在相转移催化剂聚乙二醇的助催化作用下与盐酸羟胺水溶液进行胺化反应，生成2,6-二氰基-4-甲基苯胺，所得2,6-二氰基-4-甲基苯胺用盐酸水溶液为溶剂，在亚硝酸钠的作用下进行重氮化反应，生成2,6-二氰基-4-甲基苯胺盐酸盐，最后合成的2,6-二氰基-4-甲基苯胺盐酸盐以盐酸水溶液为溶剂，在氨基磺酸、N、N-二乙基间甲磺酰胺作用下偶合生成目标产物分散红F3BS，具体包括如下步骤：

(1)、胺化反应：将5-甲基间苯二甲腈、乙酸、聚乙二醇、催化剂三维纳米网状结构Pd加入反应器中，搅拌升温至40～45℃下缓慢滴加盐酸羟胺水溶液，滴加结束后，于40～45℃下进行胺化反应，反应结束后继续升温至80～90℃下保温反应，反应结束，过滤，滤液加水离析，过滤，滤饼用水洗涤，干燥，得到2,6-二氰基-4-甲基苯胺；

(2)、重氮化反应：将2,6-二氰基-4-甲基苯胺、浓盐酸、水加入反应器，降温至-5～0℃下缓慢滴加亚硝酸钠水溶液，滴加结束后于-2～2℃下进行保温反应，得到2,6-二氰基-4-甲基苯胺盐酸盐溶液；

(3)、偶合反应：将浓盐酸、水、氨基磺酸、N、N-二乙基间甲磺酰胺加入反应器，降温至-5～0℃下缓慢滴加2,6-二氰基-4-甲基苯胺盐酸盐溶液，滴加结束后于-2～2℃下进行保温反应，反应结束，过滤，滤饼依次用甲醇、水洗涤，过滤，干燥，得到目标产物分散红F3BS。

进一步的，步骤(1)中，5-甲基间苯二甲腈与乙酸的质量比为1：(4～6)，5-甲基间苯二甲腈与聚乙二醇的质量比为1：(1～1.5)，5-甲基间苯二甲腈与三维纳米网状结构Pd的质量比为1：(0.15～0.3)，5-甲基间苯二甲腈与盐酸羟胺的质量比为1：(0.5～0.6)，5-甲基间苯二甲腈与水的质量比为1：(8～12)。

更进一步的，步骤(1)中所述的盐酸羟胺水溶液的质量浓度为40～60wt％。

进一步的，步骤(1)中，滴加盐酸羟胺水溶液的时间为2h以上；胺化反应时间为4h以上；保温时间为2h以上。

进一步的，步骤(2)中，2,6-二氰基-4甲基苯胺与浓盐酸的质量比为1：(1.5～2)，2,6-二氰基-4-甲基苯胺与水的质量比为1：(4.5～6)，2,6-二氰基-4-甲基苯胺与亚硝酸钠的质量比为1：(0.5～0.65)。

更进一步的，亚硝酸钠水溶液的浓度为30wt％。

进一步的，步骤(2)中，滴加亚硝酸钠水溶液的时间为4h以上，保温时间为6h以上。