專利名稱:J酸(7-氨基-4-羥基-2-萘磺酸)制備方法
本發(fā)明涉及了由吐氏酸(2-氨基-1-萘磺酸)制備J酸的一種新方法。化學(xué)反應(yīng)流程表示如下 J酸作為染料工業(yè)中的一種大宗重要的中間體廣泛應(yīng)用于制備直接染料、酸性染料和活性染料。
傳統(tǒng)的J酸制備方法都是吐氏酸在三氧化硫濃度不高的發(fā)煙硫酸中經(jīng)歷兩個溫度段分別進(jìn)行二磺化反應(yīng)和三磺化反應(yīng)，生成6-氨基-1、3、5-萘三磺酸，隨后在硫酸介質(zhì)中水解脫磺化得到氨基J酸(6-氨基-1、3-萘二磺酸)，再經(jīng)堿熔、酸化制成J酸。
德國專利DE2842948要求吐氏酸在三氧化硫濃度為17～27％的發(fā)煙硫酸中于15～25℃進(jìn)行二磺化反應(yīng)，在三氧化硫濃度為5～15％的發(fā)煙硫酸中于120～130℃進(jìn)行三磺化反應(yīng)，在硫酸濃度為40～45％的硫酸中于100～130℃進(jìn)行水解反應(yīng)制得氨基J酸。氨基J酸對吐氏酸的摩爾收率為80％。
瑞士專利CH635069要求將氨基J酸雙鈉鹽溶液與濃度為75％的氫氧化鈉溶液同時緩慢地在3.4～4小時內(nèi)于186～190℃加到已預(yù)先加至堿熔釜中另一部分濃度為75％的氫氧化鈉溶液中進(jìn)行堿熔反應(yīng)制得J酸。J酸對氨基J酸的摩爾收率為88.5～91％。
由于使用的發(fā)煙硫酸濃度低，所以發(fā)煙硫酸用量大，氨基J酸收率不高，磺化水解產(chǎn)生的廢酸數(shù)量大，污染環(huán)境嚴(yán)重。因?yàn)橐蟛捎?5％氫氧化鈉濃溶液緩慢添加的方式進(jìn)行加料，容易出現(xiàn)氫氧化鈉在管道中結(jié)晶堵塞的技術(shù)困難。
本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)存在的缺點(diǎn)，采用高三氧化硫濃度的發(fā)煙硫酸進(jìn)行磺化，將全部濃堿熔液都加到堿熔釜中，僅緩慢添加氨基J酸雙鈉鹽溶液。從而提高了收率，減少了對環(huán)境的污染，使工藝操作更加可靠。
本發(fā)明的目的是依以下的工藝措施實(shí)現(xiàn)的II式所示的吐氏酸總量的50％于30～40℃加至定量的20％發(fā)煙硫酸中，隨后加入定量的65％的發(fā)煙硫酸(所添加20％和65％濃度的發(fā)煙硫酸恰配成三氧化硫濃度為28～40％的發(fā)煙硫酸，三氧化硫?qū)ν率纤岬哪柋葹?.4-3.0)隨之于40～45℃加入剩余的II式所示的吐氏酸總量的50％，生成III式化合物，升溫至1 10-130℃保溫作用3-6小時，生成IV式所示的6-氨基-1、3、5-萘三磺酸，之后在硫酸濃度為40～45％的硫酸、水、硫酸鈉三組份組成的介質(zhì)中于115～120℃水解，隨后降溫結(jié)晶析出，真空過濾分離得到V式所示的氨基J酸單鈉鹽濾餅(對吐氏酸摩爾收率為88.92％)，把它溶解在氫氧化鈉溶液中得到VI所示的氨基J酸雙鈉鹽溶液，濃縮后的化合物VI(濃度為65-75％)于186～190℃在3.5～4小時內(nèi)緩慢均勻加到濃度為70-75％的氫氧化鈉溶液中進(jìn)行堿熔反應(yīng)，最后酸析真空過濾分離得到I式所示的產(chǎn)品J酸(對氨基J酸雙鈉鹽的摩爾收率為88.66％)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有減少環(huán)境污染，收率高，工藝操作簡化，更加可靠。產(chǎn)品質(zhì)量好，可直接用于制備染料。
本發(fā)明隨后的實(shí)施例中的份數(shù)和比例均以重量計(jì)。
(B)三磺化于15～20分鐘內(nèi)緩慢升溫至80℃，于80～90℃作用1小時，隨后于20～30分鐘緩緩升溫至110℃，于110±2℃保溫作用7小時，水浴冷卻至60～70℃，準(zhǔn)備進(jìn)行稀釋。
(C)水解在裝有聚四氟乙烯錨式攪拌器和玻璃回流冷凝器的3000毫升四頸瓶中加入50～60℃熱水1701份，開動攪拌加入含量為98％的無水硫酸鈉555.4份(折100％544.3份)，攪拌作用30分鐘至溶解。冷卻后的磺化物于80～110℃在15～20分鐘內(nèi)加至硫酸鈉水中，在20～30分鐘內(nèi)升溫至115℃，于115～120℃回流作用3小時，冰水浴降溫至20℃，于15～20℃保溫作用6小時，至析出完全。抽濾，抽干后，分兩次，每次用酸性硫酸鈉水溶液190份(硫酸鈉濃度16％，硫酸含量為1.8％)洗滌濾餅，抽干，獲得濾餅858份，含量50.52％(折100％433.45份，酸度11.56％)對吐氏酸的摩爾收率為88.92％。
所獲得的氨基J酸濾餅的液相色譜分析數(shù)據(jù)為未知物1.15％，氨基J酸96.44％，氨基G酸0.46％，2-萘胺-5-磺酸1.95％。
注實(shí)施例中添加的20％和65％兩種濃度的發(fā)煙硫酸恰可配成40％發(fā)煙硫酸即三氧化硫總濃度為40％，三氧化硫?qū)ν率纤岬哪柋葹?.0。
(D)溶解稱取上述氨基J酸濾餅804.2份(折100％406.25份，1.25摩爾)，用42％氫氧化鈉溶液溶解至溶液pH＝8.0-8.5，濃縮后得到氨基J酸雙鈉鹽溶液631.3份(濃度為68.71％，1.25摩爾)，準(zhǔn)備堿熔。
(E)堿熔在2立升不銹鋼堿熔釜中加入含量為96％的片堿231.3份(折100％222.1份)和含量為42％的液堿185份(折100％77.7份)，加熱溶解(恰為濃度為72％的氫氧化鈉溶液，折100％300份，7.5摩爾)，把堿熔釜上好，開動攪拌，于30-40分鐘升至186℃，于186-190℃，3.5-4小時之內(nèi)均勻滴加前述氨基J酸雙鈉鹽溶液，加畢于188-190℃繼續(xù)保溫作用4.5-4.0小時，停止加熱，裝好回流冷凝器，于30-40分鐘內(nèi)緩慢滴加70-90℃熱水675份稀釋堿熔物，加畢溫度為110-120℃，于10-15分鐘水浴降溫至90℃以下，準(zhǔn)備酸析。
(F)酸析在3000毫升燒杯中加水600份，開動攪拌，加入含量為92.5％的硫酸569.5份(折100％526.75份)，于90-95℃在1-1.5小時之內(nèi)把稀釋后的堿熔物通過滴液漏斗緩慢均勻地加至稀釋后的硫酸中，加畢于90-95℃驅(qū)趕二氧化硫1-2小時，直至把二氧化硫趕盡，整個過程中始終維持溶液pH為剛果紅試紙呈現(xiàn)酸性，降溫至65-70℃，調(diào)整體積為2250毫升。抽濾，用50-60℃熱水750份，分三次洗滌濾餅，至洗水pH為剛果紅試紙呈現(xiàn)中性，抽干，獲J酸濾餅342.4份，含量為77.36％(折100％264.88份，干燥后的干品含量為97.33％)，對氨基J酸的摩爾收率為88.66％，對吐氏酸的摩爾總收率為78.84％。
獲得的J酸液相色譜分析數(shù)據(jù)為氨基J酸0.32％，未知物0.51％，γ酸0.49％，J酸98.34％，2-萘胺-5-磺酸0.23％，雙J酸未檢出。
該J酸產(chǎn)品用于制備C.I.直接藍(lán)71。所獲得的染料經(jīng)UV測定強(qiáng)度為186.27％，從UV譜圖與日本住友化學(xué)Sumilight Supra Blue BRR在200～800nm完全重合，達(dá)到了日本住友化學(xué)公司標(biāo)準(zhǔn)水平。
權(quán)利要求
1.一種由吐氏酸獲得J酸的制備方法，其特征在于吐氏酸在三氧化硫總濃度為28-40％的發(fā)煙硫酸中于30-45℃進(jìn)行二磺化得到6-氨基-1、5-萘二磺酸，加熱至110-130℃進(jìn)行三磺化得到6-氨基-1、3、5-萘三磺酸，該三磺酸在硫酸濃度為40-45％的硫酸、水、硫酸鈉三組份組成的介質(zhì)中于115-120℃水解，隨后降溫結(jié)晶析出分離得到氨基J酸單鈉鹽，氫氧化鈉溶液中和濃縮得到的氨基J酸雙鈉鹽溶液于186-190℃加至氫氧化鈉溶液中進(jìn)行堿熔，加水稀釋，稀釋后的堿熔物于90-95℃加至硫酸中酸化結(jié)晶析出分離制得J酸。
2.如權(quán)利要求
1所述方法，二磺化是采取20％發(fā)煙硫酸→吐氏酸總量的50％→65％發(fā)煙硫酸→吐氏酸總量的50％交替方式進(jìn)行加料，磺化的三氧化硫總濃度為28-40％，水解和結(jié)晶都是在硫酸濃度為40-45％的硫酸、水、硫酸鈉三組份組成的介質(zhì)中進(jìn)行，分離得到氨基J酸單鈉鹽濾餅，濾餅用氫氧化鈉溶液中和、濃縮得到濃度為65-75％的氨基J酸雙鈉鹽溶液要在3.5-4小時內(nèi)均勻緩慢滴加到堿熔釜中的濃度為70-75％的氫氧化鈉溶液中，加料畢，繼續(xù)于188-190℃作用4.5-4.0小時，隨后用水稀釋堿熔物，稀釋后的堿熔物要在1-1.5小時內(nèi)均勻加到硫酸中驅(qū)趕二氧化硫，酸化結(jié)晶析出分離得到J酸。
3.如權(quán)利要求
1-2所述之任一方法，二磺化溫度為30-45℃，三磺化溫度是110-130℃，作用3-6小時，水解的溫度為115-120℃，作用1～3小時，氨基J酸單鈉鹽結(jié)晶析出完全的溫度是15-20℃，作用4-6小時，堿熔加料溫度為186-190℃，堿熔保溫溫度為188-190℃，酸析加料、驅(qū)趕二氧化硫的溫度90-95℃，J酸析出溫度為65-70℃。
4.如權(quán)利要求
1-2所述之任一方法，三氧化硫與吐氏酸的摩爾比為2.4-3.0，氫氧化鈉與氨基J酸雙鈉鹽的摩爾比為4.0-15.0。
5.如權(quán)利要求
1-2所述之任一方法，濃縮后的氨基J酸雙鈉鹽濃度為65-75％，堿熔用氫氧化鈉溶液的濃度為70-75％。
6.如權(quán)利要求
1-2所述之任一方法，氨基J酸單鈉鹽或J酸可以采用真空抽濾法分離。
7.如權(quán)利要求
1-2所述之任一方法，制得的J酸無需進(jìn)一步純化，即可直接用于染料的制備。
專利摘要
本發(fā)明涉及J酸的一種制備方法，是將吐氏酸在高三氧化硫濃度的發(fā)煙硫酸中進(jìn)行磺化，在稀硫酸中水解生成的氨基J酸單鈉鹽，隨后用氫氧化鈉中和溶解制得的氨基J酸雙鈉鹽溶液于186-190℃緩慢加至濃氫氧化鈉溶液中進(jìn)行堿熔，最后在稀硫酸中酸化制備J酸。工藝制備方法簡單可靠、收率高、對環(huán)境污染少。所制得的J酸質(zhì)量好，無需純化可直接用于染料的制備。
文檔編號C07C303/06GKCN1140507SQ99109591
公開日2004年3月3日 申請日期1999年7月13日
發(fā)明者陳之基, 賈麗云, 葉平 申請人:天津市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan