[发明专利]重氮盐与氨基萘酚磺酸类物质偶合反应的复合催化剂及用途

说明书

技术领域

本发明涉及有机化学合成领域，具体是一种用于重氮盐与氨基萘酚磺酸类物质偶合的复合催化剂。

背景技术

染料工业有着悠久的历史，自从1856年第一只合成染料品种(英国化学家Perkin发明的苯胺紫)问世以来，已经过150多年考验，其间合成了数以万计的有色化合物，收集在《Colour Index》中有登记的染料、有机颜料和荧光增白剂近8000个，据《世界染料品种---2005》年统计，已经公布结构的染料品种为4020个。根据化学结构可以分为：偶氮类、蒽醌类、芳甲烷类、硝基和亚硝基、靛族染料、杂环染料、酞菁染料、醌亚胺染料、硫化染料、稠环酮类染料和反应性染料。偶氮型染料涵盖了酸性、碱性、直接、媒介、冰染以及有机颜料等几乎所有类别，按照分子结构中含有的偶氮基(-N＝N-)数目可以分为单偶氮、双偶氮、叁偶氮...，偶氮染料在所有的染料品种中占有70％的比例，研究开发偶氮染料的绿色环保工艺具有重要意义。

偶氮染料合成过程通式如下：

ArNH₂+HCl+NaNO₂→ArN₂⁺Cl^-+NaCl+H₂O

氨基萘酚磺酸是重要的偶合组分，如：

H酸    γ酸    J酸    M酸

以上化合物在芳环中同时包含有氨基和羟基，它们有不同的偶合位置，要得到预期的染料，偶合位置非常重要，必须控制好反应条件。对于在氨基的邻对位上偶合，需要pH≈4±1；对于在羟基的邻对位上发生偶合，则pH≈10±2(正负值取决于环上其它取代基的影响)。如γ酸的不同位置偶合反应的相对速率曲线见图1。

在pH＝3.5～4反应，氨基邻位偶合产物占98.7％，而羟基邻位占1.3％；在pH＝10反应，羟基邻位偶合物占98.9％，而氨基邻位仅占1.1％。在两条曲线的交点处pH≈6，这时两种位置偶合产物的得量约各占50％。

然而，在pH＝3.5～4进行偶合反应时，化学反应的速度又是缓慢的，当pH＞4进行偶合反应时，化学反应速度较快。介质pH增高，偶合速度增大的原因，是因为溶解的游离芳胺浓度增大的缘故。(见图2)

ArNH₂(固，不溶)+H₃O⁺←→ArN₃⁺H(溶)+H₂O

ArN₃⁺H(溶)+H₂O←→ArNH₂(溶)+H₃O⁺

对于这样一类染料的合成，即需要在氨基邻位进行偶合的反应，为了保证得到高纯度氨基邻位的产物，必须选择pH≤4的缓慢的反应速度(一般需要12～15小时才能完成)，问题在于缓慢的反应过程不仅造成能源的浪费、设备占用周期长和劳动生产率大大下降，同时伴随着重氮盐的分解，从而造成了收率下降、副产物增多、色光暗和牢度下降等缺陷，为了得到合格产品，有时不得不采取重新精制措施，这样又导致成本增加，污染增加。一直以来，这个问题没有得到很好的解决。

对于需要在氨基邻位进行偶合的化学反应，为了保证得到氨基邻位的产物，必须选择pH≤4的反应介质并进行12～15小时后才能完成。

发明内容

本发明的目的是寻找一种催化剂，它既可以加速反应又可以起到氨基邻位的良好定位作用，那么反应会快速完成，使偶氮染料的质量、收率和生产率提高，副产物降低、能耗降低、污染减少。

为此，本发明提供了一种重氮盐与氨基萘酚磺酸类物质偶合反应的复合催化剂及用途。

本发明的技术方案如下：

重氮盐与氨基萘酚磺酸类物质偶合反应的复合催化剂，其特征在于：所述复合催化剂是氨水、三乙烯二胺和分散剂DBCO的配合物，其重量配比为：氨∶三乙烯二胺∶DBCO＝1∶1.5～1.8∶3～7；其中DBCO是一种表面活性剂。

所述的重氮盐与氨基萘酚磺酸类物质偶合反应的复合催化剂，其特征在于所述的氨基萘酚磺酸类物质是指：萘环上有一个氨基(NH₂)、一个羟基(OH)、一个或多个磺酸基(SO₃H)的系列中间体；如H酸，J酸，M酸，γ酸。