3 偶氮染料的合成
制造偶氮染料的方法,包括重氮化和偶合两步,主要原料有芳烃、亚硝酸钠、和杂环芳族化合物。
3.1 合成机理
在偶氮染料的生产过程中,重氮化偶合的两个主要过程,是基本的反应。有少数偶氮染料是氧化缩合形成的,而不是由重氮盐的偶合反应合成的。重氮化和偶合反应对于染整的人来说是非常重要的,人们也经常用这个反应来染色和印花。
3.2 合成方法
3.2.1 重氮化反应
芳香族伯胺和亚硝酸反应生成重氮盐的过程被成为重氮化反应,一般被称为重氮组分,亚硝酸为重氮化剂。由于亚硝酸的不稳定性,通常是亚硝酸钠、盐酸或硫酸、硝酸反应,防止亚硝酸给分解,重氮化反应后生成重氮盐。
对重氮化反应影响的因素,主要有酸的用量和浓度,在重氮化反应之中,无机酸的作用机理是:要先使芳胺溶解,然后跟亚硝酸钠反应生成亚硝酸,最后与芳胺作用而生成重氮盐。重氮盐一般是容易分解的,只有在过酸的酸液中才比较稳定。所以按反应式的计算,只需要2mol的酸,就可以使一个氮基重氮化;但要使反应可以顺利的进行,酸的用量必须适当的过量。酸过量的多少取决于方伯胺的碱性。碱性越弱,过量的就越多,通常是25%到100%,如果过量很多的话,就需在浓硫酸中进行反应。
重氮化反应根据方程,一个重氮氨基1mol硝酸钠是必需的。当重氮化反应进行从一开始就需要保持稍过量的亚硝酸,否则将造成偶合反应。该解决方案可能会有加入亚硝酸盐的控制速度,进给的速度太慢,和芳族胺的重氮盐不会影响重氮化偶合反应来发生的;进给的速度太快,大量的亚硝酸盐分解或产生其它副作用。在反应中,要检验出过量的亚硝酸盐可以用淀粉或碘。
如果过量的亚硝酸盐,会对接下来的偶合反应不利,偶合组分将硝化、氧化等反应。因此,尿素或氨基磺酸通常被添加到过量的亚硝酸,可以使亚硝酸得到分解。