硝基苯胺/吡唑啉酮类杂环分散染料的合成与波谱性质文献综述
2020-06-14 16:14:39
文 献 综 述
研究背景和意义
分散染料的发展与人造纤维,聚酯纤维的发展有紧密联系。上世纪20年代发明了醋酸纤维后,英国的一些公司发现某些不溶性染料在水中用表面活性剂研磨后可得到胶体状分散体水溶液,它们可使醋酸纤维着色,在以后的二十五年中这种不溶性染料就被简单的称作”醋纤染料”。到上世纪50年代,为了适应新开发的合成纤维如聚酯纤维、三醋酸纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯腈纤维和改良的聚丙烯腈纤维等的需要,于1953年将”醋酸纤维”更名为”分散染料”,这类染料的特点是不含-COONa或-SO3Na等水溶性基团,而含有氨基、羟基等水性基团或硝基,羰基、卤原子等适度极性基团的疏水性强的非离子型染料,主要用于涤纶及其混纺织物的染色[1]。
美国的Eastman公司在三十年中开发出的不同颜色和不同结构的分散染料就有约一百万只。分散染料按分子结构可分为偶氮型、蒽醌型和杂环型三类。偶氮型结构的分散染料具有比较完整的色谱,高发色强度(即高克分子消光系数)、容易制造和经济性好等优点[2];蒽醌型分散染料具有鲜艳性和高耐光色牢度以及优良的染色性能等特点,但也存在明显的缺点,如发色强度低和价格较贵等[3];杂环类分散染料是一类很有发展前途的重要染料,由于杂环类分散染料色光鲜艳、发色强度高、牢度性能好,具有较好的深色效应和较高的摩尔消光系数,并有良好的染色性能,使得其成为染料化学界研究最多的一个领域[4]。另外,在开发、筛选聚醋超细纤维用染料过程中,也发现杂环分散染料较之其他分散染料具有更好的应用性能,深得这些领域的工作者的喜爱。
吡啶酮类分散染料是近年来研究比较热门的一种分散染料[5]。吡唑啉酮衍生物被认为是非常重要的一类化合物[6][7],它们不仅应用在药物[8]、科学、生物方面,在制造商业染料中也有很重要的应用[9][10]。作为一种偶合组分,吡啶酮具有很强的偶合能力[11]。吡啶酮引入后的染料,不仅色光鲜艳,有的还带有鲜艳的荧光;还具有较高的摩尔消光系数,给色量及优异的耐晒牢度,因而备受欢迎[12]。吡啶酮偶氮染料多为鲜艳的黄色[13]。
硝基苯胺类衍生物是重要的合成有机颜料的中间体,也是冰染染色的色基[14]。其中硝基可还原成氨基,作为其它有机合成的中间体[15][16][17]。另一方面,各种苯胺衍生物已经广泛用作大多数杂环染料中的重氮前体或偶合组分[18],主要是因为它们价格低廉且易于获得。
近年来合成的杂环染料主要以含氮、硫、氧等杂原子为主,杂环类分散染料的最大特点是颜色鲜艳。吸光强度高、日晒牢度好。根据《染料索引》登记品种所公开的分子结构,以黄色最多,蓝色和红色次之,但色谱不像偶氮类分散染料齐全,是开发新品种的一个重要方向,相信在未来的染料化学中,杂环类分散染料一定会有更广阔的市场前景。
国内发展现状
目前,我国是世界上最大的分散染料生产国和出口国。经过几十年的努力,现在我国分散染料品种类型比较齐全,有高能型、中能型、低能型、含羧酸酯基类型、快速染色型和荧光型等,品种超过150个。国外生产的分散染料主要大吨位品种,我国几乎都有生产,而且我国分散染料商品剂型多样化,有颗粒状、粉状和液状等;其染料强度则趋向多元化,有100%、150%、200%、300%等,目前年产量超过钱盾的分散染料品种已有近30个,超过万吨的分散染料品种有7个。另一方面,我国分散染料的出口发展迅速,数量最多。2004年出口量达9.63万吨,占我国染料出口总量的42.5%;出口创汇接近2.47亿美元,占我国染料出口创汇的38.2%,2004年出口的分散染料品种超过80个,占我国分散染料生产品种约55%,直接出口的国家和地区达75个。分散染料已经成为我国出口量、出口创汇和出口品种最大的染料类别。
尽管我国是世界上最大的分散染料生产国和出口国,但分散染料的品种还不能满足市场需求,每年还需进口5000-6000吨。2004年的进口量为5841.6吨,占我国染料进口总量的9%左右,位于活性染料、酸性染料、直接染料之后,居第四位;每年耗汇在3000万美元左右,2004年达到3135.9万美元,占全部进口染料耗汇的9.7%,在进口分散染料中吨位较大的品种约20个,数量少的品种超过100个。
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