氟三嗪型活性黄染料的研发及质谱在其合成中的应用

论文摘要

在全球提倡环保的大环境下,染料行业也在寻找新的增长点,新一轮的竞争必须建立在节能、减排、优质、降耗的基础上,而含氟双活性基染料也因其高固色率、高耐洗牢度、耐碱及染色残液中色度低等优点成为活性染料行业新品种开发的焦点。作为三原色之一的黄色活性染料,是活性染料重要的色种之一。对含氟黄色活性染料的研发,符合我国科技节能减排的总方针故具有重要的意义。液相色谱和电喷雾质谱分析技术是活性染料的剖析及合成研究中的重要手段。本论文应用电喷雾质谱及衍生物质谱差量法对三支新型含氟双活性基黄色活性染料Cibacron Yellow FN-2R、Cibacron Yellow C-RG和Levafix Yellow CA进行了结构剖析,确定染料均是以2-萘胺-3,6,8-三磺酸为重氮组分和间脲基苯胺为偶合组分组成的发色体,但活性基结构不同的一氟三嗪型双活性基染料。论文对三支染料的合成工艺进行了详细的研究,并结合液质联用技术提供反应中副产物的质量信息,判断副产物的结构及生成原因,通过正交实验筛选出优化的合成条件,有效地抑制副反应的发生,提高主产物含量。最后,对三支染料的应用性能进行了测试和比较,并与相应结构的C.I.活性黄176进行对比,研究了染料的分子结构与其染色性能之间的关系。染料母体结构中不同取代基的电子效应对光谱的影响符合现代发色理论中吸电子—供电子发色体的发色规律,应用分子轨道微绕理论可预言取代基对其光谱影响。染色性能参数测试结果表明：含氟染料因氟原子的强吸电性及易离去的特性,使其与纤维的反应速度远远快于相应的含氯染料,导致含氟三嗪双活性基染料的固色率远优于相应的含氯三嗪双活性基染料。尾基的不同也会影响分子的平面性和线性结构,从而改变染料的各种染色性能参数。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 第一章 文献综述
• 1.1 活性染料的发展及现状
• 1.1.1 活性基相同的双活性基染料
• 1.1.2 活性基不同的复合双活性基染料
• 1.1.3 多活性基团活性染料
• 1.2 含氟活性染料的发展历史及现状
• 1.2.1 一氟均三嗪型活性染料
• 1.2.2 一氟均三嗪和乙烯砜复合型活性染料
• 1.2.3 双一氟均三嗪型活性染料
• 1.2.4 含氟多活性基活性染料
• 1.2.5 其它含一氟均三嗪型活性染料
• 1.3 活性染料中质谱分析技术的发展概况
• 1.4 选题的背景和意义
• 第二章 Cibacron Yellow FN-2R的结构剖析及合成工艺研究
• 2.1 Cibacron Yellow FN-2R的结构剖析
• 2.1.1 商品染料的提纯
• 2.1.2 染料分子量的确定
• 2.1.3 染料活性基的确定
• 2.1.4 染料桥基的确定
• 2.1.5 染料分子结构的初步确定
• 2.1.6 染料的合成验证
• 2.2 Cibacron Yellow FN-2R的合成工艺路线选择
• 2.3 色基的合成工艺
• 2.3.1 配料表
• 2.3.2 重氮化、偶合
• 2.3.3 HPLC-MS对色基组成的分析
• 2.4 第一次缩合工艺
• 2.4.1 配料表
• 2.4.2 一缩合成工艺操作及中控方法
• 2.4.3 HPLC-MS对一缩反应液组成的分析
• 2.4.4 反应条件对一缩合成的影响
• 2.5 第二次缩合工艺
• 2.5.1 配料表
• 2.5.2 二缩合成工艺操作
• 2.5.3 HPLC-MS对二缩反应液组成的分析
• 2.5.4 二缩反应过程中一缩氨解物的产生及消除
• 2.5.5 温度、介质pH对二缩的影响—正交设计试验
• 2.5.6 丙二胺配比对二缩反应的影响
• 2.6 结果与讨论
• 第三章 Cibacron Yellow C-RG的结构剖析及合成工艺研究
• 3.1 Cibacron Yellow C-RG的结构剖析
• 3.2 色基的合成工艺
• 3.3 第一次缩合工艺
• 3.4 第二次缩合工艺
• 3.4.1 配料表
• 3.4.2 二缩合成工艺操作
• 3.4.3 反应条件对二缩合成的影响
• 3.5 脱氯化氢
• 3.5.1 配料表
• 3.5.2 脱氯化氢工艺操作
• 3.5.3 反应条件对脱氯化氢的影响
• 3.6 结果与讨论
• 第四章 Levafix Yellow CA的结构剖析及合成工艺研究
• 4.1 Levafix Yellow CA的结构剖析
• 4.2 合成路线的探讨
• 4.2.1 路线一
• 4.2.2 路线二
• 4.3 第一次缩合工艺
• 4.3.1 配料表
• 4.3.2 一缩工艺操作
• 4.3.3 HPLC-MS对一缩反应液组成的分析
• 4.3.4 反应条件对一缩合成的影响
• 4.4 第二次缩合工艺
• 4.4.1 配料表
• 4.4.2 二缩工艺操作
• 4.4.3 反应条件对二缩合成的影响
• 4.5 结果与讨论
• 第五章 合成染料的结构与性能关系
• 5.1 前言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 上染曲线及S、R、E、F参数的测定
• 5.2.2 移染指数MI的测定
• 5.2.3 提升力指数BDI的测定
• 5.2.4 染料各项牢度的测定
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 合成染料的结构与紫外-可见光谱关系
• 5.3.2 染料的结构与应用性能的关系
• 5.4 本章总结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢