收藏本站
《东华大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

含吲哚-2-酮结构分散染料的合成和应用研究

孙戒  
【摘要】:分散染料最早被称为醋纤染料,是在20世纪二十年代初,为适应醋酯纤维发展而出现在市场上的。随着聚酰胺、聚丙烯腈,特别是聚酯纤维的发展,分散染料有了迅速的发展。目前分散染料已成为合成纤维,特别是聚酯纤维染色和印花的主要染料。在偶氮分散染料中,为了改进色光鲜艳度,丰富染料色谱,除在染料分子上引入各种取代基团外,还引入一些杂环化合物作为重氮组分或偶合组分,制造出一系列杂环偶氮型分散染料。杂环偶氮染料有着普通染料所没有的特殊性能,如荧光性能、光学性能、温致变色和光敏性能等。吲哚-2-酮属于五元杂环类化合物,是重要的医药和农药中间体。吲哚-2-酮类衍生物在医药中做为药效基团有着广泛的应用。但将吲哚-2-酮结构引入分散染料中的研究至今鲜见报道。如果将吲哚-2-酮结构引入到分散染料中,合成出具有杂环深色效应的分散染料,将是很有意义的事情。本论文成功地合成出了吲哚-2-酮化合物,并制备出了一系列含吲哚-2-酮结构的单偶氮分散染料,并研究了这些染料的后处理工艺和染色性能。全文共包括四部分,各部分内容分别如下。 第一部分为染料中间体吲哚-2-酮化合物的合成。以苯胺为原料,经过Friedel-Crafts烷基化法、Wolff-Kishner-黄鸣龙两步还原和Wolff-Kishner-黄鸣龙一锅还原三种方法合成出了吲哚-2-酮化合物(4a-4f),研究了这三种合成方法各自的影响因素,找到了合成吲哚-2-酮化合物的最佳工艺条件。实验结果表明,硫酸钠在制备中间产物N-异亚硝基乙酰苯胺(2a-2f)的反应中除了起到盐析效果,促进产物的析出外,还可以起到平衡反应体系电荷的作用。当硫酸钠的用量在340g/L时,中间产物2a-2f的产率均最高,达80%以上;由化合物N-异亚硝基乙酰苯胺(2a-2f)制备靛红化合物(3a-3f)时,当浓硫酸脱水关环温度在85-90℃之间时,产物靛红(3a-3f)的产率最大,达90%以上。当关环温度较低时,原料反应不剧烈,脱水关环不够,产物产率较低,温度太高,副产物增多;在用苯胺和氯乙酰氯制备中间体N-氯乙酰基苯胺(2'a-2'f)时,采用冰醋酸作为反应体系时,产物(2'a-2'f)产率最高,达94%以上。比较三种合成吲哚-2-酮化合物(4a-4f)方法发现,采用靛红经黄鸣龙还原法制备吲哚-2-酮化合物产率较高,特别是采用二缩三乙二醇作为溶剂,不经中间产物腙的分离而直接一锅还原法,产物产率都在80%以上。 第二部分为含吲哚-2-酮结构分散染料的合成。选择吲哚-2-酮(4a)、5-溴吲哚-2-酮(4b)和5-氟吲哚-2-酮(4c)为原料,经过与间硝基苯甲醛的克诺文格尔缩合,硝基还原和重氮化偶合反应,合成出了12种含吲哚-2-酮结构的单偶氮分散染料A1-A4、B1-B4和C1-C4。主要研究了各中间和最终产物的合成工艺,并对产物A1-A4、B1-B4和C1-C4的结构进行了氢核磁共振确认。研究结果表明,以氨水为醛基保护试剂,采用间接硝化法合成间硝基苯甲醛,产率可达99%;用离子液体DBUBr(溴化1,8-二氮杂环[5,4,0]十一烯-7)作为催化剂制备3-(3-硝基-苯基亚甲基)-吲哚-2-酮化合物(5a-5c)时,产率最高,达95%以上;若不采用催化剂,使用微波法合成时,产率达到90%;当采用浓盐酸和冰醋酸作为溶剂,氯化亚锡为还原剂对化合物5a-5c进行还原时,3-(3-氨基-苯基亚甲基)-吲哚-2-酮(6a-6c)的产率最高,达75%以上。制备单偶氮分散染料A1-A4时,采用亚硝酸钠/浓盐酸法、亚硝酰硫酸法、亚硝酸钠/浓硫酸三种重氮化方法所得的产率都较接近,均在80%左右,而制备染料B1-B4和C1-C4时,采用亚硝酰硫酸和混酸的方法进行重氮化偶合后的产率达80%以上,明显高于其他两种重氮化方法的产率。 第三部分为分散染料的光学性质和后处理工艺研究。主要研究了所合成分散染料的最大吸收波长与结构的关系、分散剂种类、分散剂用量及球磨时间对球磨时染料粒径大小和粒径分布的影响。实验结果表明,含吲哚-2-酮单偶氮分散染料A1-A4、B1-B4和C1-C4在420-460 nm有主要吸收波峰。从染料A1到染料A4,单偶氮化合物的最大吸收波长随偶合组分苯胺上N的取代基变化而逐渐增大;从染料B1到染料B4,染料Cl到染料C4,单偶氮化合物最大吸收波长随偶合组分苯胺上N的取代基变化而逐渐减小。分散剂对染料的球磨效果的影响很重要。分散剂NNO和木质素磺酸钠的用量比为1:2时,染料的平均粒径在1μm左右,粒径分布指数(DPI)也最小,染料粒径分布的更加均匀;当分散剂与染料的质量比为1:1时,染料的粒径及粒径分布最小;随着球磨时间的延长,染料的粒径和粒径分布指数不断减小。当球磨48h后,染料的粒径为0.5 um以下。 染料(A1-A4、B1-B4、C1-C4)的最佳球磨工艺为:含染料1%的水溶液在20℃小球磨36小时,其中分散剂(NNO和木质素磺酸钠的用量比为1:2)和染料用量为1:1,球磨机转速为1000 Hz。经过球磨后,各染料具有良好的高温稳定性和离心稳定性,高温高压染色匀染性良好,标准方差S均小于1,达到达到合格纺织品要求。 第四部分为分散染料的染色性能研究。主要研究了12种染料对涤纶织物的热熔染色性能、高温高压染色性能和其对醋酯纤维的染色性能,并对这12种染料对涤纶纤维的染色动力学和热力学进行了研究。研究结果表明,染料(A1-A4、B1-B4、C1-C4)对涤纶织物的热熔染色固色率很好,各项色牢度良好,达到合格纺织品要求。其中,染料A1-A4的热熔固色率都高于85%,染料B1-B4的热熔固色均在75-80%之间,染料C1-C4的染色固色率均在80%左右。染料(A1-A4、B1-B4和C1-C4)对涤纶织物的高温高压染色上染百分率都达70%以上,且各项色牢度良好;分散染料A1-A4、B1-B4和C1-C4的递深性良好;染料A1-A4的上染速率最快阶段为染色时间为40-80 mmin;染料B1-B4其上染速率最快阶段为染色时间为60-100 mmin;染料C1-C4其上染速率最快阶段为染色时间为40-100 min。染料A1-A4在染色40 min时即接近染色平衡,而染料B1-B4、C1-C4在染色时间为60 min方可接近染色平衡。染料A1、B1和Cl的染色速率常数要分别要高于染料A2-A4,B2-B3和C2-C4。染料在纤维上的浓度与染料在染浴中的浓度表现出很好的线性关系,染料在涤纶上吸附属于Nernst分配型吸附,即非定位吸附。随着染色温度的升高,有更多的染料吸附在纤维上,染料在纤维上的分布系数增加。 染料A1-A4,B1-B4和C1-C4对醋酯纤维的上染率达到90%以上。染料对醋酯纤维有良好的移染性能,染色匀染良好,染色过程不易出现色花和色差现象。染色后织物色牢度良好,干、湿摩擦牢度和皂洗均在4-5级以上。除了染料A1、A2和C1耐升华牢度为4-5级,其余染料的耐升华牢度均为5级;耐日晒牢度均在7-8以上。
【学位授予单位】:东华大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TQ613.24

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 古世鉴,袁云程,杨从贵;钯催化剂用于合成新型抗癌药物中间体的研究[J];催化学报;1984年04期
2 王东田;王郁萍;;锌粉还原法制备2,5-二甲氧基-4-苯胺的研究[J];材料科学与工艺;2005年06期
3 ;Knoevenagel Condensation Catalyzed by DBU Brnsted Ionic Liquid without Solvent[J];Chemical Research in Chinese Universities;2009年06期
4 章杰;加快我国分散染料商品化进程[J];染料与染色;2004年01期
5 吕荣文,张竹霞,石奇勋,周宏远,梁栋;芳硝基物水合肼催化氢转移还原研究[J];染料与染色;2005年03期
6 张伟;赵祥凤;吴红丽;;三只分散染料在聚乳酸和涤纶纤维上的吸附特性和得色量[J];染料与染色;2010年02期
7 户业丽,管春生,苏健宇;重氮还原法合成酮基布洛芬[J];湖北化工;2000年02期
8 李家明,钟国琛,石磊,徐冰;2-氨基-5-甲基苯甲酸的新合成方法[J];化学试剂;2005年01期
9 高文涛;郭惠;孟凡磊;;2-吲哚酮和5-甲基-2-吲哚酮的无溶剂法制备(英文)[J];化学研究;2008年04期
10 付华,王清成;光学活性偶氮染料的光学机理探讨及应用进展[J];江苏化工;2005年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王玉叶;;论阻燃涤棉织物生产失败的原因及对策[J];安徽职业技术学院学报;2007年03期
2 朱燕舞,周运友;9-氨基吖啶衍生物的合成及应用[J];安徽化工;2001年06期
3 黄小华,徐宝华,方宜霞,宋继德,张少云;大豆蛋白纤维化学性能及漂白工艺研究[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2003年04期
4 沈鼎权;筛选活性/分散染料对涤/棉织物同浴染色的探讨[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2005年01期
5 黄小华;董洪文;孙枝林;孔磊;吴良华;;大豆蛋白纤维针织物活性染料染色工艺研究[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2006年01期
6 黄小华;方宝磊;丁峰;;蚕蛹蛋白纤维活性染料染色性能探讨[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2007年03期
7 陶旭晨;胡承功;何瑾馨;;柔软剂对染后棉织物品质的影响[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2008年04期
8 徐珍珍;黄博;;等离子体改性兔毛纤维的探讨[J];安徽工程大学学报;2011年01期
9 张新明,谢筱娟,陶贵德,童孝田;3-苯胺甲基-5-(1’-H-苯并三唑-1’-甲撑)-1,3,4-噁二唑-2-硫酮的合成[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2001年02期
10 陶海升,阚显文,方宾;1-(1H-咪唑-1-基)-苯乙酮的超声和微波合成[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2004年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 展义臻;;纺织品物理生态染色技术[A];“科德杯”第六届全国染整节能减排新技术研讨会论文集[C];2011年
2 黄茂福;;涂料印花的创新与发展动向[A];“亚伯”杯2011年第五届全国纺织印染助剂学术交流会论文集[C];2011年
3 贺江平;;羊毛针织物防缩“机可洗”整理的研究[A];'2001功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2001年
4 王东;路建军;齐宏进;;防水透湿织物变色问题的初探[A];第六届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2006年
5 王科林;杨文芳;;染料助剂及染料对抗菌纤维功能性影响的研究[A];第八届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集[C];2008年
6 蒋少军;曹立宏;;纤维素酶处理Lyocell纤维的原纤化[A];铜牛杯第九届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集[C];2009年
7 吴红玲;蒋少军;王学海;;羊毛衫机可洗酶处理技术的理论与实践[A];铜牛杯第九届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集[C];2009年
8 王晓宁;王昊;廖青;;壳聚糖在纺织品抗菌整理中的应用[A];铜牛杯第九届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集[C];2009年
9 赵娟芝;董永春;杜芳;韩振邦;武金娜;;改性聚丙烯腈纤维铁催化剂在罗丹明B氧化降解反应中的应用[A];铜牛杯第九届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集[C];2009年
10 朱俊伟;杜芳;陈晓娇;沈兰萍;;亚麻纤维超声波染色工艺探讨[A];雪莲杯第10届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张春明;常压等离子体处理涤纶织物的颜料喷墨印花性能研究[D];江南大学;2010年
2 袁久刚;离子液体—蛋白酶处理对羊毛表面性能的影响[D];江南大学;2010年
3 杨梅;准分子紫外辐射对纺织品的表面改性[D];东华大学;2010年
4 董霞;染料聚醚衍生物类超分散剂的合成、性能及理论研究[D];东华大学;2010年
5 王春莹;聚酯低温等离子体表面改性及喷墨印花应用性能研究[D];江南大学;2011年
6 吕向菲;不同外围取代基卟啉和金属卟啉的合成及其修饰TiO_2研究[D];西北大学;2011年
7 高立国;纳米压印在制备双色发光图案及负折射系数材料中的应用[D];吉林大学;2011年
8 腾晓旭;低聚合度阳离子聚合物的研制及其在无盐染色中的应用[D];大连理工大学;2011年
9 刘静;双三嗪氨基二苯乙烯聚合型荧光增白剂合成与光学性质研究[D];陕西科技大学;2011年
10 申有名;基于叔胺α-C-H键活化及铟盐催化的C-C、C-O键形成反应研究[D];湖南大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王朝军;几种辣根素类化合物熏蒸活性研究及EITC合成工艺优化探讨[D];华中农业大学;2010年
2 吴楠楠;亚麻/竹纤维功能性面料的开发[D];安徽工程大学;2010年
3 王顺岩;灰色系统理论在间歇式染色中的应用研究[D];浙江理工大学;2010年
4 孙思恒;提高聚乳酸纤维分散染料染色性能的研究[D];浙江理工大学;2010年
5 雷琳;有机颜料微胶囊的原位法制备及其在涂料印花中的应用[D];浙江理工大学;2010年
6 杨建国;毛/腈混纺制品低温染色研究[D];浙江理工大学;2010年
7 肖倩倩;抗电磁辐射织物性能及染整技术研究[D];浙江理工大学;2010年
8 梁萍;芳纶织物分散染料染色技术及其机理研究[D];浙江理工大学;2010年
9 陈敬;含氟芳香羧酸的合成方法研究[D];郑州大学;2010年
10 马江雁;锰氧化物改性沸石(MOCZ)对罗丹明B和4-氯苯酚的吸附研究[D];郑州大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王公应,刘竹青,胡爱琳;改性γ-Al_2O_3担载Pt催化剂用于硝基苯加氢制对氨基苯酚[J];催化学报;2000年05期
2 左伯军,王琪珑,王远,马玉道;酸性沸石分子筛催化Knoevenagel缩合反应[J];催化学报;2002年06期
3 王春,李贵深,李敬慈,张英群;3-硝基苯甲醛与硫代巴比妥酸固相反应的研究[J];河北农业大学学报;2002年04期
4 魏淳,李光;聚乳酸纤维的发展过程及现状[J];产业用纺织品;2005年07期
5 张志伯;陈美华;毛建华;;分散深蓝H-GL晶型稳定性的热力学分析[J];华东纺织工学院学报;1984年03期
6 曲世鸣,张鲁殷,薛玉章;圆二色性对旋光现象的影响[J];大学物理;2001年12期
7 ;Polyethylene glycol (PEG) as a benign solvent for Knoevenagel condensation[J];Chinese Chemical Letters;2008年09期
8 曾仁权,龚成斌,傅相锴,李龙芹,陈静蓉;二甲胺乙基膦酸钡新型固体碱催化剂的研究[J];分子催化;2000年01期
9 章杰 ,晓琴 ,皆怡;发展迅猛的中国染料工业(上)[J];纺织导报;2003年03期
10 章杰,晓琴,皆怡;发展迅猛的中国染料工业(下)[J];纺织导报;2003年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴祖望;杨威;;21世纪20年代我国的染料工业与染料学科展望[J];染料与染色;2007年01期
2 章杰;;我国染料工业发展新特点和面临的新形势[J];印染;2007年22期
3 章杰;;我国染料工业突飞猛进的60年[J];纺织导报;2009年11期
4 韩永奇;韩晨曦;;2012我国染料工业与市场回顾及展望[J];新材料产业;2012年12期
5 本刊编辑部;;致读者[J];染料工业;1978年04期
6 ;1976~1977年日本染料出口和进口情况[J];染料工业;1978年04期
7 ;染料工业一九七八年总目录[J];染料工业;1978年06期
8 蔡强;;对我国染料工业发展的几点看法[J];染料工业;1979年06期
9 ;染料工业1979年总目录[J];染料工业;1979年06期
10 谢兰景;;世界染料贸易和我国减少染料进口增加染料创汇的可能性[J];染料工业;1980年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 吴祖望;;21世纪的染料学科和染料工业[A];面向21世纪的中国化工——纪念中国化工学会成立80周年[C];2002年
2 章杰;王功平;;国内外染料工业发展新动向[A];第九届全国染料与染色学术研讨会暨信息发布会论文集[C];2004年
3 陈水林;罗艳;纪俊玲;;分散染料微胶囊无污染染色[A];第二届全国染整行业技术改造研讨会论文集[C];2004年
4 王利民;樊兆玉;;简述皮革用染料及其进展[A];第九届全国染料与染色学术研讨会暨信息发布会论文集[C];2004年
5 章杰;;我国染料工业发展形势和染颜料中间体市场展望[A];第九届全国染料与染色学术研讨会暨信息发布会论文集[C];2004年
6 周启星;;活性X-3B染料对作物吸收营养元素铁的抑制及其生态化学机制[A];Risk Assessment of Toxic Chemicals--Proceedings of CCAST (World Laboratory) Workshop[C];2001年
7 章杰;;我国环保染料和助剂开发现状[A];2006第三届全国染整清洁生产、节水节能、降耗新技术交流会论文集[C];2006年
8 杨蒲仙;;染料废水的水质特征及其治理技术[A];中国水污染防治技术装备论文集(第四期)[C];1998年
9 潘庆才;张军丽;张燕;闫凤美;;壳聚糖改性蒙脱土吸附废水中有机染料的研究[A];河南省化学会2012年学术年会论文摘要集[C];2012年
10 颜范勇;刘冬青;;树枝形聚合物及其在染料工业领域的应用进展[A];第九届全国染料与染色学术研讨会暨信息发布会论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 中国染料工业协会 副理事长 史献平;我国染料工业发展趋势[N];中国纺织报;2005年
2 中国染料工业协会 副理事长 史献平;我国染料工业发展对策[N];中国纺织报;2005年
3 中国梁料工业协会秘书长 刘洪山;2005年染料工业发展趋势[N];中国纺织报;2005年
4 本报记者 王红;技术创新:染料工业图强之路[N];中国化工报;2003年
5 中国染料工业协会;解读“十一五”染料工业发展重点[N];中国纺织报;2007年
6 记者 原小瑛;产能过于集中成中国染料软肋[N];中国化工报;2009年
7 记者 原小瑛;染料工业生产贸易形势喜人[N];中国化工报;2010年
8 特约记者 魏双林;环保铝钛菁染料工业化生产[N];中国化工报;2011年
9 本报记者 朱小红;染料业制肘:今天你是否环保[N];中国纺织报;2005年
10 胡晓玉;对话染料[N];中国纺织报;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 孙戒;含吲哚-2-酮结构分散染料的合成和应用研究[D];东华大学;2010年
2 孟庆华;染料的可聚合改性及其应用研究[D];上海交通大学;2001年
3 李英玲;多胺型和多羧酸型大分子染料的合成及应用[D];大连理工大学;2007年
4 王连军;功能添加剂及染料在提高纤维或织物染色性能中的应用[D];东华大学;2009年
5 崔志华;磺酰胺染料的合成与应用性能研究[D];大连理工大学;2007年
6 周雷云;金属络合交联染料的合成和应用[D];大连理工大学;2009年
7 徐华;多羧酸及多羧酸酯型大分子染料的合成和应用[D];大连理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨映;天津市染料工业研究所信息战略与管理[D];天津大学;2005年
2 宣建;均三嗪型可水解桥基染料聚醚衍生物的合成与应用[D];东华大学;2011年
3 林本轩;基于改善分散染料商品化性能的研究[D];苏州大学;2011年
4 顾晓东;使用分散染料的涤纶织物印染废水的回用[D];南京理工大学;2012年
5 李小凤;改善分散染料的迁移性和皂洗牢度的技术研究[D];苏州大学;2014年
6 付义乐;吲哚菁染料的设计,合成及光谱、热力学性质研究[D];西北大学;2008年
7 张伟;偶氮型通用染料的合成与应用研究[D];大连理工大学;2003年
8 余慧慧;混合型双活性基染料的水解及染色性能研究[D];大连理工大学;2010年
9 李连军;棉热转印红色分散染料的合成与改性[D];北京服装学院;2010年
10 彭婕;氟三嗪型活性黄染料的研发及质谱在其合成中的应用[D];大连理工大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026