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CN1746230A | 2006-03-15 | |||
CN102558907A | 2012-07-11 | |||
US20100075239A1 | 2010-03-25 |
杭州天正专利事务所有限公司 (CN)
一种活性黄染料化合物, 结构如下式 ( I ) ( J ) 式 ( I ) 中: Yi、 Y2各自独立为 -CH=CH2 Mb M2为 H或碱金属。 式之一: ( I -2) Mi, M2为 H或碱金属。 3. 如权利要求 1或 2所述的活性黄染料化合物, 其特征在于所述化合物 中, Mi、 M2 H、 Li、 或1^ 4. 如权利要求 1或 2所述的活性黄染料化合物, 其特征在于所述化合物 中, Μι、 M2为 H或 Na。 |
(一) 技术领域
本发明涉及一种活性黄染料化合物,具体涉及 一种具有腙式结构的活 性黄染料化合物。
(二) 背景技术 活性染料在染色过程中,与纤维发生共价键结 合的同时,还会与介质, 特别是水溶液发生水解等反应,生成水解染料 等不能发生共价键结合的染 料, 导致固色率偏低, 一般仅在 50~80%, 不仅造成了资源浪费, 而且降 低了纺织品的色牢度特别是湿处理牢度,未固 着的染料进入废水中,还严 重污染了环境。
另外, 随着人们对纺织品生态环保性能要求的提高, 对活性染料的耐 汗光牢度提出了更高的要求,当人们着装在户 外工作或运动时,往往要大 量出汗。纺织品在汗液浸渍的同时, 还受到烈日的暴晒, 其褪色程度比汗 液和光单独作用时都严重。脱离纺织品的染料 及其反应副产物还会直接接 触皮肤, 对人体的使用安全性造成侵害。 棉用活性染料耐汗 -光牢度的问 题目前比较突出。
(三) 发明内容 本发明的目的是提供一类经济的、具有腙式结 构的新型活性黄染料化 合物, 该化合物不仅具有优异的耐汗-光牢度, 还具有极高的固色率、 较 好的染深性、 较佳的匀染性和湿处理牢度, 且非固着部分易于洗除。
本发明采用的技术方案是:
一种活性黄染料化合物, 结构如下式 ( I ) 所示:
式 ( I ) 中:
Yi、 Y 2 各自独立为 -CH=CH 2 Mi. M 2 为 H或碱金
-S0 2 Yi> -S0 2 Y 2 优选为间位或对位取代。
所述的式 ( I ) 化合物优选为下式之一:
( 1 -2) 所述化合物中, Mi、 M 2 优选为 H、 Li、 Na或 K, 更优选为 H或 Na。 本发明还涉及制备所述活性黄染料化合物的方 法, 本发明所述的式 ( I )的活性黄染料化合物,可以游离酸或优选以 金属盐的形式来制备, 按照通常的方法, 它可以方便地由游离酸形式转化成碱金属盐的 形式,或 者由碱金属盐形式转化为游离酸形式,所述的 碱金属盐可以为锂盐、钠盐 或钾盐。 具体的, 所述方法包括: 先将式 (a)、 (b) 和 (c) 的化合物在 盐酸的存在下, 按照本领域常规方法, 与亚硝酸钠在 0°C〜10°C进行重氮 化, 所得重氮化物再与式(d)所示的化合物在 pH值 2〜7的条件下进行 偶 (b) ( C ) 式 (a) 〜 (d) 中:
Yi、 Y 2 各自独立为 -CH=CH 2 , Mi. M 2 为 H或碱金 属, 所述的碱金属选自 Li、 Na或K。 Mi、 M 2 优选 H或 Na, 所述方法可 如下:
( 1 ) 重氮化: 将式 (a) 所示的化合物原料加到水中搅拌均匀后,冷 却到 0-5°C, 加入盐酸, 维持 0-5°C慢慢滴加亚硝酸钠水溶液, 在此温度 下搅拌 1~3小时, 用氨基磺酸消除过量的亚硝酸钠, 得到化合物 (a) 的 重氮盐;
(2) 重氮化: 将化合物 (b) 或 (c) 分别加到水中搅拌均匀后, 冷 却到 0-5°C, 维持 0-5°C慢慢滴加盐酸和亚硝酸钠, 在此温度下搅拌 0.5~2 小时, 用氨基磺酸消除过量的亚硝酸钠, 分别得到化合物 (b) 或 (c)的 重氮盐;化合物(b)和(c)优选为结构相同的 胺,即式( I )中, -S0 2 Yi -SO2Y2优选为相同的取代基且取代位置相同;
(3 ) 一次偶合: 将化合物 (d) 加入水中, 溶解后, 将步骤 (2) 的 重氮盐加入到此溶解液中, 控制 PH值 2~3, 温度 5~10°C, 搅拌至澄清, 调 pH值 5.5~6.5并控制温度 10°C, 偶合反应 2~5小时, 得到一次偶合 液;
(4) 二次偶合: 将步骤 (1 ) 反应得到的重氮盐滴加到步骤 (3 ) 反 应得到的一次偶合溶液中, 调 pH值 5.8~6.2并控制温度为 0~5°C, 偶合 反应 2~8小时, 得到二次偶合液, 经干燥, 获得式 ( I ) 所示腙式结构 的染料化合物。
式 (a)〜 (d) 化合物均为已知的染料中间体, 可方便的制备或从市 场购得。制得的式( I ) 的染料化合物可按照已知的方法进行分离, 例如 用碱金属盐 (优选钠盐或钾盐) 进行盐析, 过滤和干燥。
需要说明的是, 在本发明式( I )化合物的制备过程中, 允许存在式 ( II ) ~ (VI) 中的一种或多种副产物, 所述的副产物无须特别分离, 可 存在于式 ( I ) 的染料中共同用于纤维材料的着色:
(IV) ( V )
(VI)
上述式( II )〜式( VI )中, Yi、 Y 2 各自独立为 -CH=CH 2 或 -Csi^OSC Mi, Mi, M 2 为 H或碱金属, 所述的碱金属选自 Li、 Na或K。 SC Y SO2Y2 优选为间位或对位取代, Mi、 M 2 优选为 H或 Na。
利用本发明化合物制成的染料成品可以以固体 颗粒、粉末状或液体形 式存在, 且通常含有常见的活性染料合成中的电解质盐 类, 如氯化钠、氯 化钾和硫酸钠, 固体形式的染料还含有常见于商用染料中的助 剂,如能够 将水溶液的 pH值稳定在 3~7 的缓冲物质, 如硼酸钠、 碳酸氢钠、 柠檬 酸钠、磷酸二氢钠和磷酸氢二钠, 以及少量干燥剂, 或者, 如果它们作为 液体或水溶液 (包含用于印染浆料中的常见的增稠剂) 存在。
本发明的活性染料化合物,适用于纤维素纤维 、聚酰胺纤维及其织物 的印染, 其中, 纤维素纤维优选棉纤维和再生纤维, 当然也可包括其它的 植物性纤维, 如麻类纤维或织物; 聚酰胺纤维优选包括皮、毛或丝在内的 动物性纤维材料, 以及合成的尼龙 6、 尼龙 66等纤维材料。 采用本发明 所述的活性染料印染上述纤维材料时,可遵照 已知的活性染料染色方法进 行,如常用的活性染料浸染染色法和轧染染色 法,所述的浸染染色是将织 物浸渍于染液中,使染料逐渐上染织物的方法 ,通常需经染色一固色一水 洗一皂煮一水洗一脱水一烘干等工序。所述的 轧染则是先把织物浸渍于染 液中, 然后使织物通过轧辊, 把染液均匀轧入织物内部, 再经汽蒸或热熔 等处理的染色方法, 通常需经浸轧染液一烘干一(浸轧固色液)一 汽蒸或 焙烘一水洗一皂洗一水洗一烘干等工序。
通常, 由于织物上染色泽要求的不同, 染料使用量也会有所不同,使 用浸染法染色时, 染色深度一般为 0.1〜10% (染料对织物重), 浴比 1 :2-60, 优选 1 : 10~30, 初染温度控制 30~60°C, 染色时间 10~30分钟, 皂煮温度 85~95 °C, 皂煮时间 10~15分钟, 固色温度 60~100°C, 固色时 间 10~50分钟, 固色 pH值 9~11。 使用轧染方法染色时, 纤维素纤维的 轧余率一般为 60~80%, 汽蒸温度 100~103 °C, 汽蒸时间 1~3分钟。 轧染 方法中, 目前较多使用的是冷轧堆染色法,将染料和碱 性物质引入到轧染 机中, 并在室温下打卷堆置 2~30小时进行固色, 之后进行彻底漂洗。
本发明所述的活性染料化合物,应用于纤维素 纤维、聚酰胺纤维等纤 维材料的印染时, 其耐汗-光性能优异, 上染率和固色率高, 提升性、 匀 染性、 染色稳定性好, 色泽鲜亮饱满。
(四) 附图说明
图 1为实施例 1化合物 iHNMR图谱。
(五) 具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述 ,但本发明的保护范围 并不仅限于此:
实施例中以化学式表征的染料为化合物的游离 酸形式。然而需要说明 的是, 它们通常以碱金属盐的形式, 优选锂盐、钠盐或钾盐的形式进行制 备和分离, 并以其盐的形式用于染色。类似地, 以下实施例中, 原料化合 物可以游离酸或以碱金属盐的形式用于合成中 。 实施例 1:
(1) 重氮化: 20.2g的邻氨基苯磺酸加到 85mL水中搅拌均匀后,加 冰冷却到 0-5°C,加入 13.6g 31%(w/w)的盐酸,维持 0-5°C慢慢滴加 27.5g 30% (w/w) 的亚硝酸钠水溶液, 在此温度下保持 PH值 1.0-1.2搅拌 1.5 小时, 用氨基磺酸消除过量的亚硝酸钠, 得到邻氨基苯磺酸的重氮液。
(2) 重氮化: 将 65.9g的对位酯 (即对 (β-羟乙基砜硫酸酯) 苯胺) 加到 lOOmL水中搅拌均匀后, 加冰冷却到 0-5°C, 维持 0-5°C慢慢滴加 24.1g31%盐酸和 54.6g30%的亚硝酸钠,维持 0-5°C、pH 1.2搅拌 1小时, 用氨基磺酸消除过量的亚硝酸钠, 得到对位酯的重氮液。
(3) 第一次偶合: 将 17.8g的 3,5-二氨基苯甲酸加入 55mL水中,用 小苏打调 pH值 8.0-8.5, 搅拌使其溶解后, 将步骤 (2) 的对位酯重氮液 加入到此溶解液中, 控制 PH2.5-2.8, 温度 5-8°C, 搅拌至澄清。 然后小苏 打调 pH值 5.5-6.5并控制温度 5-10°C, 偶合反应 3小时, 得到一次偶合 溶液。
(4)第二次偶合: 将步骤(1)反应得到的邻氨基苯磺酸重氮液滴 到步骤 (3) 反应得到的一次偶合溶液中, 调 pH值 5.8-6.2并控制温度为 3-5°C, 偶合反应 5小时, 经干燥, 主要得到式 ( 1 -1) 自由酸形式的腙 式结构的染料化合物 (核磁共振图谱见图 1), 该染料上染织物为黄色色
谱图解析: S3.71ppm 4.03ppm相当于 8个质子, 为
中的烷氢; 其中 S3.71ppm为三重峰 (CH 2 -S0 2 ), S4.03ppm为三重峰 ( CH2-OSO3H 芳氢为 δ7·43-7·54ρρηι; S9.90ppm、 δ10·21、 δ10·60、 S11.30ppm为单峰, 表明存在四个不同化学环境的独立氢, 与结构中的四 个不同位置的氮氢相符。 实施例 2〜4:
按照实施例 1所述的制备方法或类似的方法,不同的是: 别采用表 1中等摩尔量的芳胺 1、 芳胺 2替代步骤(1 )、 步骤(2) 中的芳胺进行重 氮化, 即可制得如表 1所示的腙式染料, 上染织物呈现出明亮的黄色。
表 1
在 60°C, 分别将 100克棉织物加至 1500克 45g/L氯化钠和 2克根据 实施例 1~8得到的活性染料的染浴中。 在此温度下染色 45分钟后, 加入 20g/L的碳酸钠溶液, 保持此温度再染色 45分钟。 然后, 冲洗染色物, 用非离子洗涤剂皂洗 15分钟, 再漂洗并干燥, 测得其基本染色性能特征 值见表 2:
表 2: 基本染色特征值 S.E.R.F
上表中:
S值代表染料对纤维亲和力的大小。 S值大, 表明染料对纤维的亲和 力大, 吸色快, 但移染性会变差, 染后未结合的染料易洗性差。
E值代表染料的竭染率。 E值大, 表示染料的吸净率高, 一般说明染 料的利用率高, 染深性好, 染色污水的污染程度小。
F值代表染料的固色率。 F值大, 说明生共价键反应而固着的染料多, 而发生水解的染料以及未反应的染料少, 染料利用率高。
R值表示染料反应性的高低。 R值大, 说明在碱性条件下染料与纤维 发生共价键反应的能力强, 反应速率快, 但太高容易造成头尾色差。 由上述表 1可知, 本发明的活性染料 S值和 R值适中, 说明亲和力 和匀染性倶佳; E值和 F值大, 说明染料染深性好, 固色率高, 染料利用 率! ¾ °
此外, 分别按 GB/T392 GB/T3920和 GB/T14576中确定的方法测 试其耐水洗、 耐摩擦及耐汗-光复合色牢度, 结果见表 3 :
表 3 : 色牢度
综上, 本发明所述的腙式结构活性染料, 应用于染色时, 具有较好的 综合染色性能, 染深性好、 固色率高、 匀染性佳、 湿处理牢度优异。