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香豆素类荧光增白剂OM的合成 分析测试

发布时间:2016-07-16 08:05:52 来源:医科大 浏览:178次

香豆素类荧光增白剂OM的合成 分析测试

    

荧光增白剂是利用光学互补的原理使白色或浅色工业产品获得增白、增亮、增艳效果的有机化合物.荧光增白剂种类繁多,对于不同的纤维、织物有不同的荧光增白剂可供选择.荧光增白剂OM化学名称为3-苯基-5,6-苯并α-吡喃酮,属于香豆素类荧光增白剂.香豆素类荧光增白剂是较早发现和使用的荧光增白剂品种,其商品化品种数仅次于二苯乙烯类荧光增白剂而居第二位.该类荧光增白剂主要用于涤纶、醋纤及其他合成纤维的增白.荧光增白剂OM的合成主要包括两步反应,第一步是合成2-羟基-1-萘甲醛,目前该化合物大多采用Reimer-Tiemann反应,即用酚和氯仿与过量的NaOH和KOH相互作用[1],但产量不高,产物稳定性差,易生成酚醛树脂、玫红酸型染料等.后改用乙醇代替水作溶剂[1],产量得到了提高,反应加快,并且减少了树脂化危险和生成副产物的可能性.尽管这样,该反应工艺还是比较麻烦,同时产率也只有36%~40%.有人研究用相转移催化法应用于发生在非均相体系中的Reimer-Tiemann反应.有人以叔胺作为催化剂[2]加快主反应速度,该反应条件温和,产率达到62%(合成水杨醛),但产物的分离比较麻烦.本实验改用萘酚与六次甲基四胺在浓硫酸的催化下甲酰化,产率可达到82%以上,产品纯度较高,分离容易,工艺简单,有利于工业化生产.第二步是环化合成香豆素类化合物,目前一般还是以邻羟基酚醛为主要原料,利用Perkin反应内酯化得到香豆素类化合物,但反应条件有所改变,特别是催化剂种类有很大改变,如用钯配合物、KF、PEG(聚乙二醇)为相转移催化剂,硒催化剂、冠醚催化剂、无水碳酸钠等.投料方式由一次投料改为二次投料,时间缩短,产率有所提高[3-6].本实验以无水碳酸钠为催化剂合成了荧光增白剂OM.

1实验部分

1.1主要试剂

冰乙酸(分析纯,≥99.0%);NaOH(分析纯,≥96.0%);β-萘酚(化学纯);乙酸酐(分析纯,≥98.5%);六次甲基四胺(分析纯,≥99.0%);无水碳酸钠(化学纯).

1.2主要仪器

ZHT型自动恒温电热套;WRS-1B型数字熔点仪(上海精密科学仪器有限公司);PE2400CHN型元素分析仪(美国,珀金-埃尔默公司);LC-6A高效液相色谱仪(日本岛津公司,主要测定条件为:CLC-C18柱,柱箱温度40℃,流动相为甲醇-水,SPD-USF型紫外检测器).

1.3合成步骤

1.3.12-羟基-1-萘甲醛的合成

1.3.1.1主要反应式

1.3.1.2合成过程

在装有搅拌器、滴液漏斗和回流冷凝管的三口瓶中加入10ml乙酸,搅拌下加入7gβ-萘酚和8g六次甲基四胺,边搅拌边升温.当温度达90℃时,滴加浓硫酸9ml,滴完后于97℃下搅拌反应2.5h.冷却后加85ml水稀释,静置结晶.过滤,滤饼用水洗至中性,于50℃干燥,得到约7.3g2-羟基-1-萘甲醛,产品收率为85.5%.测得熔点为79.8~80.4℃,文献值为80~81℃.

1.3.2荧光增白剂OM的合成

1.3.2.1主要反应式

1.3.2.2合成过程将

1.3.1.2制得的7.3g2-羟基-1-萘甲醛加入三口烧瓶中,同时加入乙酸酐13g,催化剂碳酸钠1.06g,苯乙酸钠6.2g(5.3g苯乙酸+6.2g碳酸钠),搅拌下升温至145℃,反应5~6h,然后冷却至低于120℃,加入33g水,搅匀后于80℃进行热过滤,并用热水洗滤饼,滤饼于50~60℃干燥,粉碎后得到浅黄色粉末状固体,产品收率为76%.重结晶后产品经HPLC测定纯度大于99%,元素分析数据:实测值(计算值)%:C83.3(83.8);H4.2(4.4);N0(0).

2结论

本实验以β-萘酚为原料,依次经过Reimer-Tiemann反应和Perkin反应合成了3-苯基-5,6-苯并α-吡喃酮荧光增白剂OM,优化了工艺条件.该合成路线反应条件比较温和,每一步产品收率较高,总收率达65%,纯度大于90%,具有较大的应用价值.

参考文献:

[1]韩广甸,赵树纬,李述文等编译.有机制备化学手册(上册)[M].石油化学工业出版社,1977,246-248.

[2]周成栋,吴飙,全怀武.相转移催化合成水杨醛[J].湘潭大自然科学学报,1991,13(4):92-95.

[3]郭萍.香豆素和香豆素类的合成方法及研究进展[J].辽宁化工,1998,27(2):76-78.

[4]徐福培,丁维钰,笪宝林.香豆素类化合物的一种新的合成方法[J].有机化学,1991,(11):624-625.

[5]王焕龙,易兵,杨辉琼等.香豆素合成方法的探讨[J].湘潭机电高等专科学校学报,1998,(2):10-12.

[6]周成栋,谢国龙.冠醚催化合成香豆素[J].湘潭大学自然科学学报,1993,15(3):35-37.

来源: 印染在线 邓继勇,易兵,夏赞成,郭贤烙(湖南工程学院化学化工系,湖南湘潭411101)

作者简介:邓继勇(1967-),男,湖南常德人,讲师,主要从事精细化学品合成及应用研究工作。

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