乙烯砜型橙色活性染料的制备及染色性能研究

何菊兰; 陈赛龙; 程瑶; 杨晶晶 【期刊名称】《《广州化工》》 【年(卷),期】2019(047)016 【总页数】3页(P53-55)

【关键词】活性染料; 4-β-羟乙砜基硫酸酯苯胺-2-磺酸; 间苯二胺 【作 者】何菊兰; 陈赛龙; 程瑶; 杨晶晶

【作者单位】南京晓庄学院环境科学学院 江苏 南京 211171 【正文语种】中 文 【中图分类】TQ615.5

间苯二胺是一种重要的染料中间体，广泛用于制备2,4-二氨基苯磺酸，间苯二胺双磺酸，间脲基苯胺，间胺基乙酰苯胺等化合物[1-3]。间苯二胺也可以作为偶合组分与重氮盐反应制备偶氮染料。但间苯二胺作为偶合组分与重氮盐反应时，由于其偶合位点较多，反应较为复杂，可以制备单偶氮，双偶氮和三偶氮染料[4]。对于这种含有多个偶合位点的偶合组分，通过控制物料配比和反应条件可以得到单偶氮和双偶氮染料[5]。

活性染料是有机染料中一种重要的品种，与其他类型染料不同，活性染料分子结构中含有可反应的活性基团，可以与纤维上的羟基或胺基等基团反应而形成共价键。以间苯二胺作为偶合组分与含有活性基团的重氮盐反应时，无论是单偶氮还是双偶

氮产物都可以与纤维反应而固色。本文以4-β-羟乙砜基硫酸酯苯胺-2-磺酸和间苯二胺为原料，通过重氮化和偶合反应主要制备了乙烯砜型单偶氮橙色活性染料，并将其用于棉纤维的染色研究，对其染色后的棉纤维的各项牢度性能进行了研究。 1 实 验 1.1 原料与仪器

4-β-羟乙砜基硫酸酯苯胺-2-磺酸(95%)，间苯二胺(98%)，江苏德美科化工有限公司；亚硝酸钠、氨基磺酸、碳酸氢钠、盐酸、乙酸钾、乙醇均为市售分析纯。 UV-2450型紫外-可见分光光度计，日本岛津；5700型FT-IR 光谱仪(KBr压片)，美国Nicolet；HP1100高效液相色谱/质谱联用仪，美国惠普公司。 1.2 实验方法

1.2.1 乙烯砜型单偶氮橙色活性染料的制备

4-β-羟乙砜基硫酸酯苯胺-2-磺酸(0.01 mol)，30 mL水和少量冰加入250 mL烧杯中，打浆40～50 min。加入1.75 mL浓盐酸，冷却至0～5 ℃以下。称取0.71 g亚硝酸钠溶于15 mL水中，慢慢滴加到烧杯中，滴加过程中控制反应体系使淀粉碘化钾试纸变微蓝色。滴加完毕后，继续反应50～60 min，通过埃利希试剂检测反应终点。反应结束后，用氨基磺酸除去过量的亚硝酸，得4-β-羟乙砜基硫酸酯苯胺-2-磺酸的重氮盐。

间苯二胺(0.01 mol)溶于水(20 mL)中，一次性加入到上述4-β-羟乙砜基硫酸酯苯胺-2-磺酸的重氮盐溶液中，反应3 h，反应终点通过渗圈法检测，以重氮盐消失为终点。反应结束后，用碳酸氢钠调节反应体系的pH值在6～7之间，将乙酸钾加入反应体系中使活性染料析出，过滤，滤饼用乙醇洗涤数次除去过量的乙酸钾，烘干得橙色固体，产率为92%，λmax(H2O)=442 nm。 1.2.2 染色和固色过程

准确称取0.1 g活性橙色染料，溶于100 mL水中，得染色母液。量取20 mL染

液放入染杯中并加入1 g棉纤维(浴比为1:20)，开始染色。在染色过程中按照图1所示的染色工艺，分两批加入1.4 g无水Na2SO4。随后，升温至指定温度后按照不同上染时间进行染色。上染结束后，将染浴温度调至60 ℃并加入0.06 g Na2CO3进行固色。固色结束后，冷却至室温，用自来水冲洗布样，随后将布样放入20 mL的5‰的OP-10溶液中，95 ℃皂煮10 min。皂洗后的布样经水洗和烘干后得染色布样。

图1 活性橙色染料的染色工艺Fig.1 Dyeing process of the reactive orange dye

1.2.3 染色竭染率、反应率和固色率的测定

染料的固色率按GB/T 2391-2006测定方法进行测定，其中染料在棉纤维上的竭染率(E)、反应率(R)和固色率(F)通过分别通过式(1)～(3)计算： (1) (2) F=E×R (3)

其中，A0和A1分别为染液染色前和染色后的吸光度；A2为染色布样皂洗后，皂洗液的吸光度。 1.2.4 染料色牢度测试

染色棉纤维的各项染色牢度按GB/T 14575-2009 测定方法进行测定。染色布样日晒牢度按AATCC Method 16-2004测定方法测定。 2 结果与讨论

2.1 乙烯砜型单偶氮橙色活性染料的合成及表征

图2 乙烯砜型橙色活性染料的合成Fig.2 Synthesis of the vinyl sulfone-type orange reactive dye

间苯二胺与对位酯重氮盐反应会产生单偶氮、双偶氮和三偶氮产物，为了主要得到单偶氮产物，需要控制重氮盐的用量。间苯二胺的分子结构中由于氨基的给电子作用，氨基邻位活性较高，因此对位酯重氮盐主要在间苯二胺的胺基邻位发生偶合。乙烯砜型单偶氮橙色活性染料的合成路线如图2所示。

通过红外光谱和液-质对乙烯砜型单偶氮橙色活性染料的结构进行了表征，结果如图3，图4和图5所示。从图3可以看出，3447 cm-1为氨基的特征吸收峰，1615 cm-1为芳环的特征吸收峰，1210、1049 cm-1为磺酸基的特征吸收峰。 图3 乙烯砜型橙色活性染料的红外光谱图Fig.3 FT-IR spectrum of the vinyl sulfone-type orange reactive dye

图4 乙烯砜型单偶氮橙色活性染料的液相图Fig.4 Liquid chromatogram of the vinyl sulfone-type orange reactive dye

图5 乙烯砜型单偶氮橙色活性染料的质谱图Fig.5 MS spectrum ofthe vinyl sulfone-type orange reactive dye

从乙烯砜型单偶氮橙色活性染料的液相图中(图4)可以看出，染料的纯度较高，可达到96.6%。质谱图(图5)可以看出，该染料的分子量为480，分子离子峰分别为479.0 ([M-H]-)，结构正确。

2.2 乙烯砜型单偶氮橙色活性染料的在棉纤维上的染色性能

通过浸染法研究了该乙烯砜型单偶氮橙色活性染料在棉纤维上的染色性能，结果如表1所示。从表1中可以看出，该染料在棉纤维上的竭染率为70.7%，反应率为92.%，最终染料在棉纤维上的固色率为65.1%，符合乙烯砜型活性染料的染色特点。同时，在固色过程中，该乙烯砜型单偶氮橙色活性染料易析出，溶解性差。这主要是因为在固色过程中，随着碱的加入，染料与纤维上的羟基反应，同时未反应

的硫酸酯基团水解，而水解后染料的分子结构中不在含有硫酸酯基，因此，溶解度降低，易从水中析出。

表1 乙烯砜型活性橙色染料在棉纤维上的竭染率、反应率和固色率Table 1 Exhaustion, reactivity, and fixation values of the vinyl sulfone-type reactive orange dye on cotton竭染率/%反应率/%固色率/%70.792.165.1 2.3 乙烯砜型单偶氮橙色活性染料的各项应用性能

表2 经乙烯砜型单偶氮橙色活性染料染色后棉纤维的各项色牢度性能Table 2 Fixation and fastness properties of the vinyl sulfone-type orange reactive dye on cotton耐磨擦牢度干湿日晒牢度20AFU∗耐水洗牢度变色沾色(棉)沾色(羊毛)沾色(尼龙)4343～44～544～5

*AFU为耐光褪色单位(AATCC Fading Unit)。

将乙烯砜型活性橙色染料染色棉纤维，对染色后棉纤维的各项牢度性能进行了研究，结果如表2所示。从表2中可以看出，该乙烯砜型活性橙色染料在棉纤维上的干/湿摩擦牢度分别为4和3级，说明染料与棉纤维通过共价键结合牢度。染色后棉纤维的日晒牢度达到4级，具有较好的耐光性能。染色后棉纤维的水洗变色牢度3～4级，沾色(棉)牢度达到4～5级，各项应用牢度良好。 3 结 论

以4-β-羟乙砜基硫酸酯苯胺-2-磺酸和间苯二胺为原料，通过重氮化和偶合反应制备了乙烯砜型单偶氮橙色活性染料，收率为92%。该活性染料的最大吸收波长为442 nm，在棉纤维上的固色率为65%左右，干/湿摩擦牢度分别为4和3级，日晒牢度4级，水洗变色牢度3～4级，沾色(棉)牢度4～5级。 参考文献

【相关文献】

[1] 施卫斌,庄德荣.2,4-二氨基苯磺酸的合成新工艺[J].上海染料,2008,36(5):30-32. [2] 王海民,陈田木,陈胜思,等.4,6-二氨基-1,3-苯二磺酸水解工艺及其动力学研究[J].广州化工,2016,44(16):89-92.

[3] 冯玉婷,周勇,钱武.间氨基乙酰苯胺合成新工艺[J].河北化工,2012(10):45-46. [4] 陈鹏翔,成昭,杨莉宁.4,6-二苯基偶氮间苯二胺的合成与荧光性质研究[J].河南科学,2015,33(11):1910-1914.

[5] 钟天桂,王仁远,王成云,等.苯胺重氮盐与间苯二酚的偶合反应[J].染料与染色,2016,47(3):28-30.