一种糖精衍生物有机颜料及制备方法

技术领域

本发明属于有机化工领域，具体涉及一种糖精衍生物有机颜料及制备方法。

背景技术

异吲哚啉颜料具有很高的耐有机溶剂性和热稳定性，优异的耐晒牢度、耐气候牢度、耐渗色性、以及优异的耐迁移牢度等性能，被广泛的应用于高档油墨、高档工业涂料(如汽车原始面漆和修补漆)、高档塑料以及合成纤维原液的着色应用。又因其具有荧光聚光性能和光电转化效率，可作为功能性颜料应用。

异吲哚啉颜料最主要的结构特征是颜料中含有异吲哚啉环，如下所示：

异吲哚啉颜料的特征是异吲哚啉环系，异吲哚啉在1，3位有相应的R1 和R2取代基，取代基通过碳碳键或碳氮键与环连接，分子内有羰基、亚氨基、氰基和酰胺基等，形成大量的分子内和分子间氢键，所形成的分子间结合使得分子更具有平面性，具有更优异的耐热、耐日晒和耐溶剂性能。异吲哚啉基有机颜料是一类性能优异的高档有机颜料。亚甲基一般是通过双亚胺异吲哚啉和 2倍的具有活泼亚甲基的化合缩合反应而得到。主要品种有颜料黄139、黄185、橙66、棕38、红260等。

糖精，化学名称，邻苯甲酰磺酰亚胺，是一种热量为0的甜味剂，为白色结晶性粉末，难溶于水。其甜度为蔗糖之300～500倍。主要用于食品工业，可用于牙膏、香烟及化妆品中。糖精可由邻磺酸基苯甲酸与氨反应制得。

糖精结构式为：

糖精结构为苯并异噻唑结构，结构式中有和异吲哚啉结构相似的苯环、五元环、酰胺基等，同时其结构中还有极性更强的磺酰胺基团，因此，以糖精(苯并异噻唑衍生物)为原料制备出的有机颜料有着更特殊的性能。

专利US5821024、US5714295和US5750715中介绍了一种由糖精经二氯亚砜氯代，然后与丙二腈缩合，制备静电照相(electrophotographic)用油墨的电荷控制剂的方法，其中制备路线之一如下：

专利US6165668报道了一种电荷控制剂的制备方法，其路线也是糖精经氯化后，再进一步缩合得到。

德国专利DE102010043497中介绍了一种糖精衍生物作为漂白活化剂的制备方法，其也是将糖精进行氯化后而得到。

专利PCT2004085540中介绍了一个以单偶氮喹啉酮结构的有机颜料，其结构如下：

Hamama等介绍了一种氮喹啉酮缩合制备的多熔的杂环抗菌剂(Journal ofHeterocyclic Chemistry,52(2),492-496；2015)。制备方法和结构式如下：

Refouvelet等利用苯并吡啶-4-酮与苯甲醛等在吡啶中回流3小时进行缩合，制备出能用于肝细胞治疗的化合物(European Journal of Medicinal Chemistry,2004，39(11)：931-937；)，如下：

由上述可知：糖精的结构中有丰富的羰基，酰胺基，磺酰胺基和苯环结构，非常容易形成分子内和分子间氢键，可用于制备有机颜料。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种糖精衍生物有机颜料及制备方法，制备的有机颜料耐溶剂、耐日晒，耐温性能优异，且制备方法简单，所有的原料均为常见的染料和颜料工业中间体。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种糖精衍生物有机颜料，结构式如下：

其中，R为-CH

本发明还提供一种糖精衍生物有机颜料的制备方法，所述有机颜料由糖精与苯并吡啶-4-酮及其衍生物在溶剂中缩合而成，其合成路线如下：

其中，R为-CH

其中，所述的由糖精制备的有机颜料的制备方法的具体步骤为：将糖精、苯并吡啶-4-酮及其衍生物投入到反应器中的溶剂内，60-140℃搅拌反应3-36 小时，得到有机颜料。

其中，所述溶剂为水、冰醋酸、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、吡啶和正丁醇中的一种。

优选的，所述糖精、苯并吡啶-4-酮及其衍生物的摩尔比为1:1。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

1、本发明所有的原料均为常见的颜料和染料工业中的中间体，制备方法简单，成本低。

2、本发明所制备的颜料结构中有丰富的羰基、酰胺基、磺酰基、吡啶酮和苯环结构，所得到的颜料耐溶剂、耐日晒，耐温性能优异。

附图说明

图1为本发明实施例1制备的有机颜料的HNMR图谱。

图2为本发明实施例9制备的有机颜料的HNMR图谱。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明提供一种糖精衍生物有机颜料，结构式如下：

其中，R为-CH

由糖精制备的有机颜料由糖精与苯并吡啶-4-酮及其衍生物在溶剂中缩合而成，其合成路线如下：

其中，R为-CH

具体步骤为：将糖精、苯并吡啶-4-酮及其衍生物按照摩尔比为1:1投入到反应器中的溶剂内，60-140℃搅拌反应3-36小时，得到有机颜料。

其中，所述溶剂为水、冰醋酸、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、吡啶和正丁醇中的一种。

下面结合几个具体实施例进一步阐述本发明的技术方案。

实施例1

在反应釜中放入10kg冰醋酸和500kg去离子水边搅拌，边依次加入糖精 183kg(1000mol)，和然后加入2-羟基苯并吡啶-4-酮161kg(1000mol)，加热至90℃，反应12小时，减压蒸除水和醋酸混合物200kg后，冷却至室温，静置12小时后过滤，得到黄色产物1#318kg，熔点224℃，收率95.7％。氢核磁共振图见附图1。

实施例2

在反应釜中放入1000kg去甲醇边搅拌，边依次加入糖精402.6kg (2200mol)，和然后加入2-羟基-6-甲基苯并吡啶-4-酮354.2kg(2200mol)，加热至64.7℃，回流反应24小时，蒸除回收甲醇400kg后，冷却至5℃，静置12小时后过滤，得到黄色产物2#718kg，收率96％，熔点216℃。

实施例3

在反应釜中放入2000kg乙醇水边搅拌，边依次加入糖精402.6kg (2200mol)，和然后加入2-羟基-6-氯苯并吡啶-4-酮429kg(2200mol)，加压加热至85℃，反应8小时，蒸除回收乙醇1200kg后，冷却至5℃，静置12 小时后过滤，得到金黄色产物3#760.3kg，收率96％，熔点232℃。

实施例4

在反应釜中放入1000kg丙醇水边搅拌，边依次加入糖精183kg (1000mol)，和然后加入2-羟基-6-溴苯并吡啶-4-酮238.9kg(1000mol)，加压加热至125℃，回流反应8小时，降温减压，蒸除回收丙醇600kg后，冷却至 5℃，静置12小时后过滤，得到黄褐色产物4#379.6kg，收率94％，熔点235℃。

实施例5

在反应釜中放入2500kg异丙醇水边搅拌，边依次加入糖精421kg (2300mol)，和然后加入2-羟基-6-硝基苯并吡啶-4-酮441.7kg(2300mol)，加热至82.5℃，回流反应26小时，蒸除回收异丙醇1600kg后，冷却至5℃，静置6小时后过滤，得到黄色产物5#793.6kg，收率93％，熔点241℃。

实施例6

在反应釜中放入3000kg正丁醇水边搅拌，边依次加入糖精457.5kg (2500mol)，和然后加入2-羟基-6-苯基苯并吡啶-4-酮592.7kg(2500mol)，加压加热至140℃，反应3小时，蒸除回收正丁醇1900kg后，冷却至5℃，静置12小时后过滤，得到红色产物6#964.8kg，收率96％，熔点251℃。

实施例7

在反应釜中放入1600kg吡啶水边搅拌，边依次加入糖精366kg (2000mol)，和然后加入2-羟基-6-(4’-氰基苯基)苯并吡啶-4-酮524kg (2000mol)，加热至95℃，反应12小时，蒸除回收吡啶600kg后，冷却至室温，静置10小时后过滤，得到黄褐色产物7#785.7kg，收率92％，熔点238℃。

实施例8

在反应釜中放入1000kg丙醇水边搅拌，边依次加入糖精183kg (1000mol)，和然后加入2-羟基-6-乙基苯并吡啶-4-酮189kg(1000mol)，加热至97.2℃，回流反24小时，蒸除回收丙醇625kg后，冷却至5℃，静置12 小时后过滤，得到黄褐色产物4#336kg，收率95％，熔点215℃。

实施例9

在反应釜中放入1000kg丙醇水边搅拌，边依次加入糖精183kg (1000mol)，和然后加入2-羟基-6-(4’-氯苯基)苯并吡啶-4-酮271kg (1000mol)，加热至97.2℃，回流反36小时，蒸除回收丙醇630kg后，冷却至5℃，静置12小时后过滤，得到黄褐色产物4#401kg，收率92％，熔点230℃。氢核磁共振图见附图2。

性能检测：

对实施例中所制备的颜料，依次按照GB/T 5211.5-2008(颜料耐性测定法)， HGT3853-2006(颜料干粉耐热性测定法)，GB/T 1710-2008(同类着色颜料耐光性比较)进行测试，结果见下表1：

表1.实施例中部分颜料的性能测试/级

由上表1可以看出，所测试部分的颜料，耐溶剂性能均为5级，耐光性能 7-8级(灰卡等级)，耐热性能(200℃)为5级。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。