[发明专利]一种水溶性苯并噻唑类染料的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及水溶性染料中间体技术领域，尤其涉及一种水溶性苯并噻唑类染料的合成方法。

背景技术

苯并噻唑类化合物具有很高的应用价值。苯并噻唑类化合物因其独特的生理和生物活性，在医药和医药等领域有着非常广泛的应用。同时苯并噻唑类化合物是制作荧光增白剂、荧光染料的重要原料，在高灵敏度显色剂的合成中也具有重要的地位。传统合成苯并噻唑类化合物的方法有两种，其中一种用到具有恶臭的硫醇，另一种用到剧毒的化合物硫化氰。在目前对于环保和安全要求越来越高的形势下，这两种方法都不具备大规模工业生产的条件。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种水溶性苯并噻唑类染料的合成方法，原料廉价易得，本发明提出了一种水溶性苯并噻唑类染料的合成方法，原料廉价易得，工艺简单、安全，环境友好，适合大规模工业化生产。

本发明提出的一种水溶性苯并噻唑类染料的合成方法，包括如下步骤：

S1、将对甲苯胺(I)、硫化钠和催化剂混合后进行成环反应，生成2-(4-苯胺基)-6-甲基-苯并噻唑(II)；

S2、将2-(4-苯胺基)-6-甲基-苯并噻唑(II)和磺化剂进行磺化反应，生成2-(4-苯胺基)-6-甲基-7-磺酸基-苯并噻唑(III)；

S3、将2-(4-苯胺基)-6-甲基-7-磺酸基-苯并噻唑(III)和氢氧化钠水溶液加入溶媒中，接着加入含羰基的化合物进行反应得到水溶性苯并噻唑类染料；

本发明S1和S2的合成路线如下：

上述各个步骤无需对原料的用量进行限定，原料的用量仅仅影响产品的收率，不会影响反应的进行。

优选地，S1中，催化剂为还原铁粉。

无需对催化剂的使用量进行限定，催化剂并不参与反应，仅仅提高成环反应的反应速率，推动成环反应的进行。

优选地，S1中，对甲苯胺与硫化钠的重量比为4-6:1，优选为5:1。

优选地，S1中，成环反应温度为165-175℃，例如166℃、167℃、168℃、169℃、171℃、172℃、173℃、174℃，优选为170℃。

优选地，S1中，成环反应时间为2-8h，例如4h、6h、7h，优选为3-5h。

优选地，S2中，磺化剂为浓硫酸、发烟硫酸或三氧化硫，优选为发烟硫酸。

优选地，S2中，磺化反应的溶媒为98％浓硫酸与水的混合液。

优选地，S2中，98％浓硫酸与水的重量比为14-16:1，例如14.2:1、14.4:1、14.6:1、14.8:1、15.2:1、15.4:1、15.6:1、15.8:1，优选为15:1。

此处的溶媒起到溶解溶质的作用，并不参与进行反应，无需对溶媒的用量进行限定。

优选地，S2中，磺化反应温度为0-10℃，优选为5℃。

优选地，S2中，磺化反应时间为1.8-2.2h，例如1.9h、2.1h，优选为2h。

优选地，S3中，含羰基的化合物为氰乙酰氯或苯甲酸乙酯。

当含羰基的化合物为氰乙酰氯时，S3中发生取代反应，生成得到2-[4-(2-氰基乙酰氨基)苯基]-6-甲基-7-苯并噻唑磺酸单钠盐(IV)，其反应路线如下：

2-[4-(2-氰基乙酰氨基)苯基]-6-甲基-7-苯并噻唑磺酸单钠盐(IV)是一种水溶性荧光染料，具有水溶性好，荧光性能强的特点，可应用于塑料及纺织品的荧光增白、织物染色等方面。

当含羰基的化合物为苯甲酸乙酯时，S3中发生酯交换反应，生成得到2-[4-(2-苯甲酰氨基)苯基]-6-甲基-7-苯并噻唑磺酸单钠盐(V)，其反应路线如下：

2-[4-(2-苯甲酰氨基)苯基]-6-甲基-7-苯并噻唑磺酸单钠盐(V)是一种造纸染色化学品。

优选地，S3中，溶媒为N,N-二甲基甲酰胺或者N,N-二甲基乙酰胺，优选为N,N-二甲基甲酰胺。

此处的溶媒起到溶解溶质的作用，并不参与进行反应，无需对溶媒的用量进行限定。

优选地，S3中，氢氧化钠水溶液的质量分数为45-55wt％，例如46wt％、46.2wt％、46.8wt％、47wt％、48-52wt％、53wt％、53.9wt％、54.2wt％，优选为50wt％；。