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如何合成2-苯氨基-3-甲基-6-二丁氨基荧烷? 1

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2-苯氨基-3-甲基-6-二丁氨基荧烷是一种重要的化合物,本文旨在介绍有效的合成方法,帮助读者掌握合成2-苯氨基-3-甲基-6-二丁氨基荧烷的技术。


背景:2-苯氨基-3-甲基-6-二丁氨基荧烷(ODB-2)分子式为C35H36N2O3,分子量为 532.68,熔点179~184℃。中文名为黑色素-2,英文名称为 2-anilino-6-dibutylamino-3-methylfluoranCAS号为89331-94-2。因其发色密度大、灵敏度高、稳定性好等优点,是世界上应用最多、产量最高的荧烷类热敏、压敏黑色染料。近年来,随着外卖及快递行业的发展,热敏纸、压敏纸的需求大幅度增加,作为其成色剂的ODB-2的需求也大大增加。


合成:

1. 方法一:将4-N, N-二丁氨基-2-羟基-2'-羧基二苯酮(BBA)溶于90~104%的硫酸或发烟硫酸中,全部溶解后,加入2-甲基-4-甲氧基二苯胺(DPA),5~40℃下反应4-8小时,滴入0~20℃水里,分离下层中间体2-羟基-4-二丁氨基-5-甲氧基-6-甲基-7-苯氨基荧烷(PHT)。含甲苯的碱液中和并水解所得PHT,回流后,静置除去水层,精制得ODB-2。尽管该生产工艺比较成熟,但依旧存在废水排放量大等问题。

2. 方法二:

S1.缩合。以4?二丁氨基酮酸为原料,二甲苯为溶剂,以对甲苯磺酸为相转移催化剂,与2?甲基?4?甲氧基二苯胺缩合反应。溶剂与原料4-二丁氨基酮酸的投入体积质量比为(3-6):1,催化剂对甲苯磺酸与原料4-二丁氨基酮酸和2-甲基-4-甲氧基二苯胺的投入质量比为1:(90-180):(55.8-111.6),升温3-5h100-145℃保温脱水,取样进行液相色谱检测,图谱中显示原料4-二丁氨基酮酸峰纯度≤0.5%视为反应完成,降温至≤70℃,得到反应液;


S2.水解。将所述S1.缩合中得到的反应液转入水解反应釜,控制温度≤70℃,加入水和液碱,反应液、水和液碱投入质量比为(38-61)141,升温至78-85℃保温进行水解反应,取样进行液相色谱检测,当原料图谱中显示原料缩合物峰纯度≤0.5%,视为反应完毕,静置分层,分层后的有机层加水,有机层和水投入质量比为(38-61)15,开始升温蒸出溶剂,直至无溶剂蒸出为止,降温至47-53℃放料压滤至干,水洗至中性,压干后开启蒸汽升温烘干,控制温度为60-100℃,真空度为0.08MPa以上,出料即成品2-苯氨基-3-甲基-6-二丁氨基荧烷。


整个生产过程中,反应转化率高,且生产过程中基本无固废等产生,是一种绿色的合成方法。


3. 方法三::1摩尔2-甲基-4-甲氧基二苯胺(MMD)0.71.3摩尔4-二丁氨基酮酸(BBA)20摩尔9398%硫酸,3-6摩尔甲苯,60-70摩尔水,采用下列的反应步骤:将0.71.3摩尔4-二丁氨基酮酸(BBA)慢慢加入到20摩尔9398%硫酸中搅拌使其溶解,然后在慢慢的加入1摩尔2-甲基-4-甲氧基二苯胺(MMD),在2-3个小时加完,整个过程温度控制在10-20℃之间,并保温220个小时,然后将反应液倒入冰水中进行固化,有大量的固体物析出,过滤得到缩合产物,向缩合物中加入3-6摩尔甲苯和60-70摩尔水,混合后,滴加浓度30%的氢氧化钠,在强碱性的条件下进行中和环合PH10,进行90-100℃回流,降温20℃结晶过滤,即可得到2-苯氨基-6-二丁氨基-3-甲基荧烷(ODB-2)4-二丁氨基酮酸(BBA)+2-甲基-4-甲氧基二苯胺(MMD)+H2SO4→缩合物。


4. 方法四:1992年专利US 5110952最先出现ODB-2的生产方式,中间体PHT生成后,将其分散至水中,加液碱中和后,升温搅拌,过滤回收固体,甲苯重结晶后得ODB-2,产率仅有76%。同年,US 5166350[30]中提到将PHT反应液滴入甲苯、水、NaOH的混合 溶液中,制备得到ODB-2,产率为82%。日本专利JP 2010106267中提到将2种荧烷类化合物混合制备出功能兼具的记录材料,专利JP2010059135提供了一种制备高纯度且着色较少的ODB-2的制造方法,ODB-2中所含罗达明混合物的量在100 ppm以下。专利CN105838105中提到了一种一步法合成ODB-2的方法,使用有机溶剂溶解BBA DPA,滴加硫酸溶液使其环合,升温回流反应完毕后,加水,利用放热回收有机溶剂,补加非极性溶剂,萃取分层,将有机相冷却结晶、过滤,溶剂洗涤、干燥,得到ODB-2。该法无碱催化闭环工序,碱废水量为0,低沸点溶剂直接回收,不需能耗。


参考文献:

[1] 李敏. 热压敏染料ODB-2的合成工艺研究[D]. 山东:济南大学,2021.

[2] 2- 苯氨基-6- 二丁氨基-3-甲基荧烷(ODB-2:HG/T 6035-2022[S]. 2022.

[3] 河北建新化工股份有限公司. 2-苯氨基-6-二丁氨基-3-甲基荧烷的制备方法:CN200810054707.5[P]. 2008-08-27.

[4] 内蒙古源宏精细化工有限公司. 2-苯氨基-3-甲基-6-二丁氨基荧烷高效绿色合成的方法:CN202210069952.3[P]. 2022-04-15.

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