还原橙RT合成工艺优化

田华

（徐州工业职业技术学院，江苏 徐州 221140）

还原橙RT是还原染料的重要品种之一，生产和销售规模都在不断增大［1］，年市场需求总量约1.2kt。我国的生产厂家主要集中在江苏［3］。开达精细化工有限公司采用传统工艺合成还原橙RT，即以固相进行缩合反应制得原染料粗品，然后再经过水煮、干燥、固相闭环、离析、二次离析、氧化和酸化等步骤而得到还原橙RT原染料，产率为50%～60%。这种传统工艺的成本较高、收率低、污染重，同时产品的环保性能较差，不符合国家环保要求。笔者对老工艺进行优化，以邻二氯苯为溶剂，并对反应时间、反应温度、原料配比和溶剂进行了改进，使收率比原工艺提高了20%以上，找到了既经济又环保的工艺路线［5］。

1 实验部分

1.1 主要仪器及试剂

红外光谱仪，美国Nicolet公司。

邻二氯苯，徐州科翔化学试剂有限公司；四氯化钛，西陇化工股份有限公司；扩散剂［亚甲基双（甲基萘磺酸钠），简称MF］，泰兴市恒源化学厂；蒽醌亚胺，纯度≥70%，徐州开达精细化工有限公司。

1.2 反应机理

1）闭环

2）合成

1.3 实验方法

1.3.1 闭环物的生成

在有电动搅拌、温度计、回流冷凝管和恒压滴液漏斗的250mL四口烧瓶中，加入60mL邻二氯苯，搅拌下加入32g蒽醌亚胺，油浴加热至回流状态，滴加12mL四氯化钛，当溶液变成黑色后反应3h停止。蒸馏回收过量的邻二氯苯（回收率90%左右），降温、抽滤、洗涤、干燥得暗红棕色固体28g，收率为81.2%。

1.3.2 染料的生成

在装有搅拌器、温度计的500mL三口烧瓶中依次加入水200mL、40g暗红色固体、15g碳酸氢钠和50g次氯酸钠，水浴加热至70℃，反应3h。降温、抽滤、洗涤，烘干得到明亮的橙色粉末39g，收率为96%。

1.3.3 染色色光和强度的测定

染色条件：染色深度为2%；染色用5g精练漂白42支双股纱。

染浴的配方如表1所示。

表1 染浴的配方

染色操作：称取棉纱5.0g（称准至0.1g）编号后用沸腾蒸馏水煮10min，备用。

按表1称取染料标准品和试样，分别置于已编号的的染缸中，加入扩散剂（MF），研磨均匀后各加3%的氢氧化钠溶液和85%的保险粉，搅拌还原15min，再加预热的保险粉溶液（内含配方中规定的35%氢氧化钠溶液，85%保险粉各一定数量），配成总体积200mL，搅均后将煮过的棉纱分别按编号入染缸，不断翻动，保持一定温度染色若干时间［2］。染色完毕，将染样取出，用冷水冲洗，然后氧化，皂煮，漂洗，吹干，整理。

2 结果与讨论

2.1 不同因素对产物的影响

2.1.1 反应时间

在n（四氯化钛）∶n（蒽醌亚胺）＝1.8∶1，反应温度160℃，邻二氯苯作溶剂条件下，考察反应时间对反应收率、色光、强度的影响［6］，结果见表2。由表2可以看出：随着反应时间的变化，产物收率呈现先增加后基本保持不变的趋势，2～3 h时反应收率增加很快，反应在5h时反应收率最高，达到了81.6%，但反应为3h的时候，加长反应时间产物收率没有明显增加，色光和强度也在3h达到要求，所以最佳反应时间为3h。

表2 反应时间对收率影响

2.1.2 反应温度

在n（四氯化钛）∶n（蒽醌亚胺）＝1.8∶1，反应时间3h条件下，分别选取不同反应温度，考察反应时间对反应收率、色光、强度的影响［8］，结果见表3。

表3 反应温度对收率的影响

由表3可以看出：反应收率随温度升高而缓慢升高，温度160℃时产物收率达到最大，色光和强度也在160℃达到要求，故最佳反应温度为160℃。

2.1.3 反应物料比

为了提高产物收率，控制反应物料蒽醌亚胺、四氯化钛的配比。在回流状态，反应时间3h的条件下，考察反应物料比对产物收率的影响［7］，结果见表4。

表4 反应物料比对收率的影响

由表4可以看出：随着原料投料比的增加，反应收率呈现先升后基本保持不变化的趋势。在n（四氯化钛）∶n（蒽醌亚胺）＝1.8∶1时，产物收率达到81.2%，色光和强度也达到要求，所以适宜的投料比为1.8∶1。

2.1.4 溶剂用量

在n（四氯化钛）∶n（蒽醌亚胺）＝1.8∶1，反应温度为回流温度，在反应时间为3h的条件下，考察溶剂用量对收率的影响，结果见表5。由表5可见：实验选取n（邻二氯苯）∶n（蒽醌亚胺）＝13∶1为宜。

表5 反应溶剂对收率的影响

2.2 目标产物分析

产物红外光谱见如图1。

图1 还原橙RT红外光谱

图1中，σ／cm-1：1570，1508处吸收峰表明该化合物的结构中含有苯环骨架；705处吸收峰说明苯环上的氢原子，从而可证实化合物结构中含有1，2-二取代苯环；1253，1274处吸收峰证明结构中含有芳香族胺；1669，1649处吸收峰证明结构含有芳酮；1170处吸收峰证明含有—NH—。由此，初步证实了该化合物的结构即为 RT［9］。

3 结 论

a.以蒽醌亚胺经过闭环、氧化等步骤合成了还原橙RT。实验结果表明：以邻二氯苯为溶剂，n（四氯化钛）∶n（蒽醌亚胺）＝1.8∶1，在160℃（回流状态）的条件下反应3h，产物收率可达到81.2%。合成的还原橙RT目标化合物，按照国家标准进行浸染实验，结果在此条件下色光与标准试样最为接近，染色强度较好。

b.改进工艺比原有工艺的收率提高约20%，色光和染色强度和原有工艺相近，并已用于工业化［4］。

［1］赵维绳，陈彬，汪维凤.还原染料［M］.北京：化学工业出版社，1993：1-2.

［2］刘德驹，张伟，张艳.还原染料PLA纤维织物染色性能初探印染［J］.染料工业，2009（8）：24-27

［3］张博，吴桐，赵富华.天然染料的研究现状及其发展趋势［J］.西部皮革，2010（5）：19-22.

［4］余雁.工业印染废水处理技术的探讨［J］.沿海企业与科技，2009（5）：34-37.

［5］项德芝，邵颖，尚庆合，等.环保型还原染料［J］.印染，2007（19）：34-36.

［6］屈新奇，樊增禄，张文强.Fe（Ⅱ）一酒石酸棉织物还原染料间接电化学染色［J］.印染，2009（17）：10-12.

［7］卢寅，樊增禄，冯玉军.还原橄榄绿B的间接电化学还原染色印染［J］.印染，2010（16）：9-12.

［8］孟春丽.改性棉织物染色工艺的研究［J］.印染，2006（5）：9-13.

［9］徐园园，卑圣金，蔡再生.还原染料的防红外线性能研究［J］.针织工业，2009（8）：57-60.