本文旨在探讨利用苯甲醛-2-磺酸钠合成荧光增白剂CBS的方法。通过深入研究这一合成过程,有望为相关领域的发展提供新的见解和启发。
简述:苯甲醛-2-磺酸钠,英文名称:2-Formylbenzenesulfonic Acid Sodium Salt,CAS:1008-72-6,分子式:C7H5NaO4S,外观与性状:白色至米色结晶粉末。苯甲醛-2-磺酸钠可用于合成对二甲苯磺酸肼的钙(II)配合物,具有抗菌活性。
应用:合成荧光增白剂CBS
荧光增白剂是一种利用光学上的补色原理,提高物质白度和光泽的有机化合物,主要用于纺织、造纸、塑料及合成洗涤剂等工业。CBS是二苯乙烯联苯类荧光增白剂,是用于洗涤产品中性能最优秀的荧光增白剂之一。
1. 方法一:
以对氯氯苄、亚磷酸三乙酯和邻磺酸钠苯甲醛为原料,经3步反应可制得荧光增白剂4,4'-双-(2-磺酸钠苯乙烯基)联苯(CBS)。具体步骤如下:
(1)4-氯-二苯乙烯-2'-磺酸钠的合成
向100 m L三口烧瓶中,加入20 m L干燥的 DMF,8.05 g对氯氯苄,9.13 g亚磷酸三乙酯,升温至160℃,恒温回流3 h,然后冷却至室温,加入 11.44 g邻磺酸钠苯甲醛,待其溶解后,缓慢滴加质量分数30%的甲醇钠溶液,然后升温至45℃,恒温搅拌4 h,冷却,减压蒸馏,除去DMF,用质量分数50%的乙醇水溶液重结晶3次,得到白色粉末状固体4-氯-二苯乙烯-2'-磺酸钠,收率82.7%,HPLC纯度97.6%。
(2)CBS的合成
在氮气保护下,向100 m L三口烧瓶中加入 3.16 g 4-氯-二苯乙烯-2'-磺酸钠、20 m L干燥的 DMF,0.016 g氯化镍和0.095 g三苯基膦,搅拌升温至80℃,待混合均匀,加入0.016 g锌粉,恒温搅拌7 h,冷却,过滤,滤液减压蒸馏,除去DMF,用质量分数50%的乙醇水溶液重结晶3次,制得荧光增白剂CBS,收率80.6%,HPLC纯度97.1%。
2. 方法二:
以氯氯苄,三苯基膦和邻磺酸钠苯甲醛为原料,经Witting-Horner反应制得4-氯-二苯乙烯-2’-磺酸钠,然后在含Ni催化剂的作用下也可制得荧光增白剂CBS[4,4’-双-2-(磺酸钠苯乙烯基)联苯]。
(1)4-氯-二苯乙烯-2′-磺酸钠
在250 mL三口烧瓶中,加入7.0 g三苯基膦,5 m L对氯氯苄和20 mL二甲基甲酰胺(DMF),装上带有干燥管的回流冷凝管,完全溶解后升温至165℃左右,在水浴上恒温回流2~3 h,然后将混合物冷却到30℃以下,加入邻磺酸钠苯甲醛,待其溶解后,控制反应温度在30℃以下,在磁力搅拌器的充分搅拌下,将12 mL15%的有机碱甲醇钠溶液滴加到烧瓶中,然后升温至50℃,在水浴中恒温搅拌4 h,冷却,调节pH值到10,析出产物,过滤,用异丙醇重结晶,得6.9 g中间体4-氯-二苯乙烯-2′-磺酸钠,收率为81.2%。
(2)Ni催化剂体系
把NiCl2·6H2O放入马福炉中,在140℃下干燥除水,得金黄色粉末,把无水NiCl2和ZnCl2、三苯基膦混合,高温处理后得催化体系。
(3)4,4′-双-2-(磺酸钠苯乙烯基)联苯
在装有搅拌器的250 mL三口烧瓶中加入1.4 g4-氯-二苯乙烯-2′-磺酸钠和自制的Ni催化体系,加入20 mL干燥的DMF,在氮气保护下,温度保持70~80℃,恒温下反应7 h,冷却,用DMF重结晶,得高纯度的产品,约1.2 g,收率为80%。总收率达65%。
参考文献:
[1]王海泼,马江权,殷云武等. 荧光增白剂CBS的合成及性能 [J]. 精细化工, 2015, 32 (02): 171-175+231. DOI:10.13550/j.jxhg.2015.02.010
[2]唐楷,颜杰,黄新. 荧光增白剂4,4′-双(2-苯乙烯磺酸钠)联苯的合成新工艺 [J]. 精细石油化工, 2008, 25 (05): 36-38.
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