由nts製備dns酸鈉鹽的方法
2023-09-27 06:52:10
專利名稱：由nts製備dns酸鈉鹽的方法
技術領域：
本發明涉及一種硝基茋磺酸的合成方法，特別是一種4，4′-二硝基二苯乙烯-2，2′-二磺酸(DNS)的合成方法。
背景技術：
DNS是染料中間體4，4′-二氨基二苯乙烯-2，2′-二磺酸(DSD酸)的合成原料，基於DSD酸製造的螢光增白劑有一百多種，活性染料五十餘種，直接染料七十餘種，以DSD酸合成的染料作為聯苯胺類染料的替代品，由於無毒性，在人體內無積累，近年來受到廣泛重視，發展迅速。
工業上，DNS及其鹽的製備通常是於強鹼性介質中將對硝基甲苯鄰磺酸(NTS)進行氧化縮合而得，所用的氧化劑(通常伴隨催化劑)可以是氧、富氧的空氣、次氯酸鈉或氯氣等。此氧化過程由兩步組成首先兩分子的NTS於鹼性介質中被氧化縮合成為中間化合物4，4′-二硝基二苯乙烷-2，2′-二磺酸(苄基物，DND)；然後DND進一步氧化成為DNS酸。
在鹼性水介質中以空氣氧化NTS生產DNS的技術由於操作簡單，成本低，因而得到了廣泛的應用。但傳統的生產工藝涉及很多問題。例如，由於氧化反應要求氣液高度分散，工業上為達此目的，常常採用很大的通氣量，一般空氣用量是理論用量的100倍，即空氣的利用率僅為1％。這樣大大增加了動力和加熱蒸汽的消耗。此外，由於釜內氣液分布不均勻，致使副產物形成，降低收率，甚至出現「紅鍋」現象。
發明內容
本發明的目的在於提供一種由NTS製備DNS酸鈉鹽的方法。本發明是通過下述技術方案加以實現的在鹼值為0.9M～1.0M的NTS氫氧化鈉溶液中，通入空氣或氧氣，並調節鹼值和控制體系反應溫度在55～75℃進行氧化縮合反應，反應後經酸化、鹽析結晶、過濾可得DNS鈉鹽的晶體。其特徵在於在NTS鹼性溶液中加入粒徑為20～300μm的惰性固體顆粒，加入量為1.0～5.0kg/m3。
上述的惰性固體顆粒包括硅藻土、活性炭、氧化鈣、氧化鎂、氫氧化鈣、氫氧化鎂，這些惰性固體微粒的粒徑為50～100μm，微粒的加入量為2.0～2.5kg/m3。
本發明的優點在於基於微相對氣液傳質的增強作用，在氧化反應體系中加入一定量和一定粒度的惰性固體顆粒，從而減小反應液中氣泡尺寸、增大氣液接觸面積，改善了反應體系的傳質狀況，減少副反應，提高了反應收率；並且克服了氧化過程對高通氣量的依賴，減少空氣或氧氣及加熱蒸汽的用量，降低能耗。
具體實施例方式
實施實例一將2g粒徑為20μm的活性炭顆粒和濃度為0.9～1.0M的NaOH溶液730mL加入到4L的氧化釜中，通入流量為0.04m3/h的空氣。然後，將100mL濃度為800g/L的NTS溶液在40min內滴加進反應釜中，同時滴加80mL濃度為11.40mol/L的工業級NaOH溶液，維持體系的鹼濃度不變。在此過程中，反應體系溫度維持為52～54℃。
在反應的第一個2h，反應溫度維持在56～58℃，並用90mL NaOH溶液將體系鹼值調為1.8M。
在反應的第二個2h，升溫至62～64℃，加水將體系鹼值調為0.9M，並同時加入2g活性炭。然後，在2h內升溫至69～71℃，當反應至HPLC檢測結果中DND含量小於2～3％時，在反應體系中加入一定體積硫酸終止反應，停止通空氣。將反應液冷卻、過濾得DNS酸鈉鹽。
該反應的收率為87.5％。
實施實例二按例一步驟進行，但所加活性炭為2.4g，粒徑為40μm，反應收率為87.7％。
實施實例三按例一步驟進行，但所加活性炭為2.4g，粒徑為20μm，反應收率為88.4％。
權利要求
1.一種由NTS製備DNS酸鈉鹽的方法，該方法是在鹼值為0.9M～1.0M的NTS的氫氧化鈉溶液中，通入空氣或氧氣，並調節鹼值和控制體系反應溫度在55～75℃進行氧化縮合反應，反應後經酸化、鹽析結晶、過濾可得DNS鈉鹽的晶體，其特徵在於在NTS鹼性溶液中加入粒徑為20～300μm的惰性固體顆粒，加入量為1.0～5.0kg/m3。
2.按權利要求1所述的由NTS製備DNS酸鈉鹽的方法，其特徵在於惰性固體顆粒包括硅藻土、活性炭、氧化鈣、氧化鎂、氫氧化鈣、氫氧化鎂，這些惰性固體微粒的粒徑為50～100μm，微粒的加入量為2.0～2.5kg/m3。
全文摘要
本發明公開了一種硝基茋磺酸的合成方法，特別是一種4，4′－二硝基二苯乙烯－2，2′－二磺酸(DNS)的合成方法。該方法是在NTS的氫氧化鈉溶液中，通入空氣或氧氣，並調節鹼值和控制體系反應溫度進行氧化縮合反應，反應後經酸化、鹽析結晶、過濾可得DNS酸鈉鹽的晶體。其特徵在於在NTS鹼性溶液中加入惰性固體顆粒。本發明的優點在於，減少副反應，提高反應收率；並且克服了氧化過程對高通氣量的依賴，減少空氣或氧氣及加熱蒸汽的用量，降低能耗。
文檔編號C07C303/22GK1480452SQ0313042
公開日2004年3月10日 申請日期2003年7月21日 優先權日2003年7月21日
發明者趙永江, 張鳳寶, 張國亮, 王淑蘭, 戈建華 申請人:天津大學