способ получения кубового красителя дибром-3,4,8,9- дибензпирен-5,10-хинона

Формула изобретения

Способ получения кубового красителя дибром-3,4,8,9-дибензпирен-5,10-хинона с использованием бромирования в плаве хлористого алюминия и компонента, понижающего его температуру плавления, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии при сохранении высоких колористических показателей красителя, бромированию подвергают продукт циклизации 1,5-дибензоилнафталина в присутствии 2,4-динитрохлорбензола с использованием в качестве компонента, понижающего температуру плавления плава, карбамида или смеси хлористого натрия с хлористым калием, в присутствии 2,4-динитрохлорбензола при мольном соотношении 1,5-дибензоилнафталина, хлористого алюминия и бромирующего агента (в расчете на бром) 1:13 - 18:1,2 - 1,8.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу получения полициклических органических красителей, в частности к получению кубового красителя - дибром-3,4,8,9-дибензпирен-5,10-хинона, применяемого для крашения и печати хлопка, вискозы и натурального шелка.

Известен способ получения дибром-3,4,8,9-дибензпирен-5,10-хинона бромированием 3,4,8,9-дибензпирен-5,10-хинона (ДБПХ) в плаве хлористого алюминия и карбамида в присутствии хлорного железа при 40-140^oC в течение 17 ч с последующим выделением красителя на подкисленную воду и фильтрацией [1].

Известен также способ получения дибром-3,4,8,9-дибензпирен-5,10-хинона циклизацией 1,5-дибензоилнафталина в плаве солей хлористого алюминия и хлористого натрия в присутствии окислителя с последующей обработкой плава бромом при 150-155^oC в течение 20 ч или бромида щелочных металлов [2]. Полученный краситель имеет недостаточно высокую красящую концентрацию и устойчивость к мыльным обработкам.

За прототип принят способ получения дибром-3,4,8,9-дибензпирен-5,10-хинона бромированием ДБПХ жидким бромом в плане хлористого алюминия и карбамида при 70-100^oC и молярном соотношении ДБПХ: хлористый алюминий : карбамид 1: (10-12): (6,6-7,8). Полученный краситель выделяют на подкисленную воду, фильтруют и промывают [3]. Полученный краситель обладает высокими колористическими показателями: красящая концентрация 125-130% и по чистоте чище типового образца.

Недостатком этого метода является сложность технологии, обусловленная использованием в качестве исходного продукта труднодоступного дорогостоящего ДБПХ, который получают циклизацией 1,5-дибензоилнафталина в плаве солей на основе хлористого алюминия в присутствии окислителя. Полученный продукт отфильтровывают, промывают, подвергают хлорной очистке, отфильтровывают, промывают и сушат до содержания в нем влаги не более 0,1% [4].

Расход хлористого алюминия составляет 14 моль/моль 1,5-дибензоилнафталина, количество технологических стадий 6, количество сточных вод 55-57 м³/т.

Общий расход хлористого алюминия на получение дибром-3,4,8,9-дибензпирен-5,10-хинона составляет 24-26 моль, общее количество технологических стадий 9, количество стоков 111 м³/т.

Цель предлагаемого изобретения - упрощение технологии при сохранении высоких колористических показателей красителя.

Поставленная цель достигается проведением процесса получения кубового красителя дибром-3,4,8,9-дибензпирен-5,10-хинона следующим образом: 1,5-дибензоилнафталин подвергают циклизации в присутствии окислителя в плаве хлористого алюминия и карбамида или хлористого натрия и хлористого калия с последующей обработкой плава бромом или бромида щелочных металлов в той же среде при температуре 70-140^oC и молярном соотношении 1,5-дибензоилнафталин : хлористый алюминий : бромирующий агент (в расчете на бром), равном 1: (13-18):(1,2-1,8). В качестве окислителя используют 2,4-динитрохлорбензол.

Принятые соотношения реагентов являются оптимальными: выход за нижние границы значений ведет к ухудшению технологических или колористических показателей процесса, выход за верхние границы значений - к ухудшению экономических и экологических показателей.

Выход целевого продукта составляет 97,7-98,6% от теоретического : красящая концентрация - 125-130% или 100% по отношению к прототипу, чистота и оттенок - соответствуют.

Отличием предлагаемого изобретения является то, что бромированию подвергают непосредственно продукт циклизации 1,5-дибензоилнафталина в плаве хлористого алюминия и компонента, понижающего его температуру плавления в присутствии 2,4-динитрохлорбензола, при молярном соотношении 1,5-дибензоилнафталин : хлористый алюминий : бромирующий агент (в расчете на бром) 1: (13-18):(1,2-1,8).

Предложенный способ получения кубового красителя дибром-3,4,8,9-дибензпирен-5,10-хинона позволяет при сохранении высокого качества красителя упростить технологию за счет снижения стадийности в 2 раза, сокращения расхода хлористого алюминия на 31-46% и уменьшение количества сточных вод в два раза.

Пример 1. Соотношение реагентов 1:16:1,5. Смесь 62,4 г (0,468 г/моль) хлористого алюминия и 3,98 г (0,657 г/моль) карбамида подогревают до 125-130^oC и при этой температуре размещают 30 мин. Затем вносят 9,8 г (0,029 г/моль) 1,5-дибензоилнафталина и массу размешивают 15-30 мин. По окончании размешивания при 128-130^oC в течение 5-6 ч равномерно придают 3,98 г (0,0196 г/моль) 2,4-динитрохлорбензола. После придачи последнего массу охлаждают до 70^oC. Затем при этой температуре вносят 0,539 г (0,00266 г/моль) 2,4-динитрохлорбензола, 6,97 г (0,0436 г/моль) брома и продолжают размешивать в течение 1 часа. Полученный краситель выделяют, фильтруют, промывают и подвергают очистке хлором в щелочной среде. Получают 14,08 г сухого беззольного красителя, выход от теоретического 98,6%.

Пример 2. Соотношение реагентов 1:13:1,5. Процесс ведут как описано в примере 1, за исключением: вместо 62,4 г (0,468 г/моль) безводного хлористого алюминия используют 50,3 г (0,377 г/моль). Получают 13,99 сухого беззольного красителя, выход 97,9% от теоретического.

Пример 3. Соотношение реагентов 1:18:1,5. Процесс ведут как описано в примере 1, за исключением: вместо 62,4 г (0,468 г/моль) безводного хлористого алюминия используют 69,6 г (0,522 г/моль). Получают 14,02 сухого беззольного красителя, выход 98,2% от теоретического.

Пример 4. Соотношение реагентов 1:12,8:1,5. Процесс ведут как описано в примере 1, за исключением: вместо 62,4 г (0,468 г/моль) хлористого алюминия используют 49,5 г (0,371 г/моль). Получают 13,85 сухого беззольного красителя, выход от теоретического 97,0%.

Пример 5. Соотношение реагентов 1:18,2:1,5. Процесс ведут как описано в примере 1, за исключением: вместо 62,4 г (0,468 г/моль) хлористого алюминия используют 70,4 г (0,528 г/моль). Получают 14,05 сухого беззольного красителя, выход от теоретического 98,4%.

Пример 6. Соотношение реагентов 1:16:1,5. Процесс ведут как описано в примере 1, за исключением: вместо 3,98 г (0,66 г/моль) карбида используют 3,48 г (0,058 г/моль). Получают 13,95 сухого беззольного красителя, выход 97,7% от теоретического.

Пример 7. Соотношение реагентов 1:16:1,2. Процесс ведут как описано в примере 1, за исключением: вместо 6,97 г (0,0436 г/моль) брома используют 5,59 г (0,035 г/моль). Получают 13,95 сухого беззольного красителя, выход 97,7% от теоретического.

Пример 7. Соотношение реагентов 1:16:1,8. Процесс ведут как описано в примере 1, за исключением: вместо 6,97 г (0,0436 г/моль) брома используют 8,34 г (0,052 г/моль). Получают 14,08 сухого беззольного красителя, выход от теоретического 98,6%.

Пример 9. Соотношение реагентов 1:16:1. Процесс ведут как описано в примере 1, за исключением: вместо 6,97 г (0,0436 г/моль) брома используют 5,10 г (0,032 г/моль). Получают 13,84 г сухого беззольного красителя, выход от теоретического 96,9%.

Пример 10. Соотношение реагентов 1:16:1,9. Процесс ведут как описано в примере 1, за исключением: вместо 6,97 г (0,0436 г/моль) брома используют 8,80 г (0,055 г/моль). Получают 14,09 г сухого красителя, выход от теоретического 98,7%.

Пример 11. Соотношение реагентов 1:18:1,2. Из 70,74 г (0,5306 г/моль) хлористого алюминия и 3,98 г (0,0657 г/моль) карбамида готовят плав как описано в примере 1. К полученному плаву придают 9,8 г (0,029 г/моль) 1,5-дибензоилнафталина и 3,98 г (0,0196 г/моль) 2,4-динитрохлорбенола. После придачи последнего массу размешивают 1 ч при 128-135^oC, вносят 6,92 г (0,06720 г/моль) бромида натрия, 1,96 г (0,00967 г/моль) 2,4-динитрохлорбензола и массу размешивают 2 ч, далее процесс ведут как описано в примере 1. Получают 13,98 г сухого беззольного красителя. Выход от теоретического 97,9%.

Пример 12. Соотношение реагентов 1:16:1,5. Процесс ведут как описано в примере 1, за исключением: вместо 3,98 г (0,0657 г/моль) карбамида используют 4 г (0,068 г/моль) хлористого натрия и 3,04 (0,041 г/моль) хлористого натрия. Получают 14,06 г сухого беззольного красителя, выход от теоретического 98,4%.

Пример 13. Соотношение реагентов 1:18:1,2. Процесс ведут как описано в примере II, за исключением: вместо 3,98 г (0,0657 г/моль) карбамида используют 4 г (0,068 г/моль) хлористого натрия и 3,04 (0,041 г/моль) хлористого натрия. Получают 13,98 г сухого беззольного красителя. Выход от теоретического 97,9%.

Пример 14. Соотношение реагентов 1:16:1,5. Процесс ведут как описано в примере 12, за исключением: вместо 4 г (0,068 г/моль) хлористого натрия используют 3,2 г (0,0550 г/моль) и вместо 3,04 г (0,041 г/моль) хлористого калия 2,77 г (0,037 г/моль). Получают 13,85 г сухого беззольного красителя, выход от теоретического 97,0%.

Пример 15. Соотношение реагентов 1:16:1,5. Процесс ведут как описано в примере 12, за исключением: вместо 4 г (0,068 г/моль) хлористого натрия используют 5,42 г (0,093 г/моль) и вместо 3,04 г (0,041 г/моль) хлористого калия 3,46 г (0,046 г/моль). Получают 13,8 г сухого беззольного красителя, выход от теоретического 96,6%.