Способ получения водорастворимых азокрасителей

 

Сущность изобретения: водорастворимые азокрасители получают диазотированием и азосочетанием в среде омагниченной реакционной массы и/или воды, полученной при пропускании со скоростью 0,3 - 4,6 м/с через магнитное поле напряженностью 30 - 260 Ак/м в течение 0,04 - 16 с. Способ позволяет повысить выход азокрасителей и увеличить производительность технологического оборудования. 5 табл.

Изобретение относится к тонкому органическому синтезу, в частности к способу получения водорастворимых азокрасителей и может быть использовано в химической промышленности.

Известен способ получения водорастворимого азокрасителя кислотного синего 2К, состоящий в приготовлении водной суспензии Аш-кислоты с концентрацией 42 ± 2 г/дм³ и раствора фенил-пери кислоты с концентрацией 148 ± 2 г/дм³ при температуре 40 ± 2^оС. Суспензию Аш-кислоты диазотируют раствором нитрита натрия при температуре не выше 28^оС и рН 0,8 ± 0,2 и азосочетают с раствором фенил-пери кислоты в течение 4 ч при температуре 30 ± 2^оС и рН 3,2 ± 0,2, нейтрализуют раствором карбоната натрия, высаливают, фильтруют суспензию красителя с массовой долей основного вещества 5,6% и сушат.

Недостатки данного способа: низкие концентрации в реакционной массе азо- и диазосоставляющих, что приводит к низкой производительности технологического оборудования; низкий выход азокрасителя - 84,4%; низкое качество (красящая концентрация 100-105%).

Повышение концентрации фенил-пери кислоты ограничено ее низкой растворимостью. Использование суспензии фенил-пери кислоты недопустимо из-за резкого ухудшения качества красителя, снижения его выхода. Повышение концентрации суспензии диазосоставляющей Аш-кислоты приводит к образованию малоподвижной трудноперемешивающейся суспензии, что приводит к снижению выхода и качества красителя.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения красителя прямого красного 2С, состоящий в приготовлении водного раствора натриевой соли 1,5-нафтиламинсульфокислоты концентрацией 120 ± 5 г/дм³ при рН 6,8 ± 0,2 и раствора алой кислоты концентрацией 49 ± 2 г/дм³ при температуре 60 ± 5^оС. Раствор 1,5-нафтиламинсульфокислоты подкисляют до рН 0,75 ± 0,2 г и диазотируют раствором NaNO₂ при температуре 11-25^оС в течение 0,5-1 ч, сочетают с раствором алой кислоты при температуре 18-25^оС и рН 4,28 ± 0,25 и сушат.

Недостатками данного спсоба являются: низкие концентрации исходных растворов азо- и диазосоставляющих, в результате чего на сушку поступает раствор с массовой долей основного вещества около 5%; стадия переосаждения 1,5-нафтиламинсульфокислоты усложняет процесс, повышает расход карбоната натрия и соляной кислоты. Исключение этой стадии приводит к удлинению времени диазотирования и снижению выхода по стадии: низкий выход целевого продукта (84,3%); низкое качество целевого продукта (красящая концентрация 100-105 %).

Повышение производительности оборудования путем увеличения концентрации азо- и диазосоставляющих приводит к образованию малоподвижных суспензий, что приводит к снижению выхода и ухудшению качества продуктов [2].

Целью настоящего изобретения является улучшение качества, повышение выхода, увеличение производительности технологического оборудования.

Поставленная цель достигается проведением процесса в среде омагниченной реакционной массы и/или воды, полученной при пропускании со скоростью 0,3 ± 4,6 м/с через магнитное поле напряженностью 30-260 кА/м при времени омагничивания 0,004-16 с.

Поставленная цель достигается всей совокупностью отличительных признаков.

Проведение синтеза при напряженности магнитного поля ниже 30 кА/м и времени омагничивания менее 0,004 с не приводит к образованию положительных качеств.

Проведение процесса азосочетания при скорости выше 4,6 м/с и времени омагничивания более 16 с экономически нецелесообразно.

Применение магнитного поля напряженностью свыше 260 кА/м приводит к уменьшению растворимости реагентов и, как следствие, уменьшению производительности технологического оборудования.

Предложенный способ иллюстрируется следующими примерами.

П р и м е р 1. Получение кислотного синего 2К.

205 мл воды прокачивают со скоростью 0,3 м/с через магнитное поле напряженностью 230 кА/м при времени омагничивания 0,07 с. В 130 мл омагниченной воды вносят 20 г Аш-кислоты, 9,2 мл 27,5%-ной соляной кислоты и 13,4 мл 30%-ного раствора нитрита натрия до резкого скачка редокспотенциала и рН 0,8. К полученной суспензии приливают суспензию 17,59 г фенил-пери кислоты в 75 мл омагниченной воды, поддерживая температуру 32^оС. По окончании выдержки приливают раствор карбоната натрия до рН 7,3 и 29 г NaCl. Образовавшуюся суспензию фильтруют и сушат. Выход красителя 64,9 г с концентрацией 130%, 90% от теоретического.

Опыты 2-9 проводят аналогично опыту 1. Условия проведения и полученные результаты приведены в табл. 1.

П р и м е р 12. Получение прямого черного 2С.

173 мл воды прокачивают со скоростью 4,6 м/с через магнитное поле напряженностью 190 кА/м при времени омагничивания 0,004 с 15г парааминовой кислоты суспендируют в 30 мл омагниченной воды, вносят 25 мл 27,5%-ной HCl и 26 мл 25%-ного раствора NaNO₂ и рН 1,4 при температуре не выше 12^оС. К раствору 23,8 г гамма-кислоты в 55 мл омагниченной воды сливают суспензию дифениламинобисдиазония, поддерживая рН 8,5 и температуру 17^оС при прокачивании реакционной массы через магнитное поле напряженностью 90 кА/м со скоростью 2 м/с при времени омагничивания 12 с при времени циркуляции 5400 с. Полученный раствор красителя охлаждают до 3^оС, вводят 64 мл 27,5%-ной соляной кислоты и 23,7 мл 25%-ного раствора нитрита натрия. Полученную суспензию сливают на раствор монооксиэтилметафенилендиамина (в 48 мл) (полученного оксиэтилированием 10,05 г метафенилендиамина в 48 мл омагниченной воды), поддерживая рН 8,5 ± 0,2 раствором соды и температуру 18^оС. Полученный краситель подкисляют соляной кислотой до рН 6,8 при температуре 40^оС фильтруют суспензию красителя с массовой долей 7,4% основного вещества, сушат. Получают 195 г красителя с концентрацией 135%. Выход 86%.

Примеры 13-20 проводят аналогично опыту 12. Условия проведения и полученные результаты приведены в табл. 2.

П р и м е р 23. Получение прямого красного 2С.

80 мл воды прокачивают со скоростью 3,2 м/с через магнитное поле напряженностью 200 кА/м при времени омагничивания 0,006 с. В 20 мл омагниченной воды суспендируют 11,2 г 1,5-нафтиламинсульфокислоты, добавляют 11,6 мл 27,5% -ного раствора соляной кислоты, охлаждают до 13^оС и диазотируют 11,8 мл 25%-ного раствора нитрита натрия, поддерживая температуру 32^оС и рН 1,1. В 60 мл омагниченной воды вносят 14,1 г ди-(5-окси-7-сульфонафтил-2)-карбамида и 32,5 мл 10% -ного раствора кальцинированной соды. К полученной суспензии алой кислоты приливают раствор диазосоставляющей, поддерживая рН 6,2 и температуру 18^оС.

Полученный раствор с содержанием основного веществат 12,9% сушат. Получают 70,4 г красителя с концентрацией 135%. Выход 98%.

Примеры 24-31 проводят аналогично опыту 23. Условия проведения и полученные результаты приведены в таблице 3.

Условия проведения опытов в запредельных условиях проведены соответственно в табл. 1, 2 и 3.

П р и м е р 34. Получение прямого черного С.

157 мл воды прокачивают со скоростью 3,4 м/с через магнитное поле напряженностью 140 кА/м и времени омагничивания 0,006 с, 15 г аминофенил-парааминовой кислоты суспендируют в 30 мл омагниченной воды, вносят 25 мл 27,5% -ного HCl и 26 мл 25%-ного раствора NaNO₂ при рН 1,4 и температуре 10^оС. К раствору 23,8 г гамма-кислоты в 55 мл омагниченной воды сливают суспензию дифениламинобисдиазонил, поддерживая рН 8,4 и температуру 16^оС. Полученную суспензию охлаждают, вводят 60 мл 27,5%-ной HCl и 23,7 мл 25%-ного раствора нитрита натрия при рН 1,8 и температуре 8^оС. К реакционной массе добавляют раствор 5,6 г м-фенилендиамина и 6,7 г м-толуилендиамина в 72 мл омагниченной воды, поддерживая рН 7,6 и температуру 18^оС. Реакционную массу с массовой долей основного вещества 8% прокачивают через магнитное поле напряженностью 180 кА/м со скоростью 3,2 м/с, и время нахождения в поле 12 с при времени циркуляции 5400 с.

Полученный краситель фильтруют и сушат. Выход красителя 77 г с концентрацией 160%, 88% от теоретического.

Опыты NN 35-42 проводят аналогично опыту 34. Условия проведения и полученные результаты приведены в табл. 4.

П р и м е р 45. Получение прямого черного 4К.

156 мл воды прокачивают со скоростью 2,7 м/с через магнитное поле напряженностью 180 кА/м и времени омагничивания 0,007 с. На суспензию дифениламинобисдиазония, полученную из 15 г аминофенил-парааминовой кислоты в условиях примера 34, сливают раствор 13,2 г кислоты Клеве в 45 мл омагниченной воды, поддерживая рН 5,2. Полученную суспензию сливают на раствор 13,8 г гамма-кислоты в 36 мл омагниченной воды, поддерживания рН 7,6 и температуру 22^оС. Реакционную массу охлаждают, приливают 24 мл 27,5%-ной HCl и 33 мл 25%-ного раствора NaNO₂, поддерживая рН 1,6 и прокачивая массу со скоростью 2,03 м/с через магнитное поле напряженностью 60 кА/м, и время нахождения в поле 20 с при времени циркуляции 1200 с.

К суспензии диазосоединения приливают раствор 10,9 г м-фенилендиамина в 45 мл омагниченной воды при температуре 12^оС и рН 7,8.

Краситель с концентрацией 8% фильтруют и сушат. Выход красителя 93 г с концентрацией 170%, 82% от теоретического.

Опыты 46-53 проводят аналогично опыту 45. Условия проведения и полученные результаты приведены в табл. 5.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРАСТВОРИМЫХ АЗОКРАСИТЕЛЕЙ диазотированием и азосочетанием в водной среде, отличающийся тем, что процесс ведут в среде омагниченной реакционной массы и/или воды, полученной при пропускании со скоростью 0,3 - 4,6 м/с через магнитное поле напряженностью 30 - 260 кА/м в течение 0,004 - 16,0 с.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5