湖北华丽染料工业有限公司染料合成培训材料（一）染料合成基本知识一、几种常用碱的使用说明我们车间调PH值常用的几种碱有：液碱磷酸三钠纯碱小苏打醋酸钠(25℃时，10g/l) PH值12 11.4 10.3 8 7.8根据不同的反应情况，选用适当的碱剂来调节PH值。
液碱：其碱性最强，一般用来溶解不带活性基的中间体，如H酸、J酸、间酸，间氨基苯磺酸、邻氨基苯磺酸、间脲、磺化吐氏酸，SPMP、SPCP等。
另外还用来水解乙酰化物，如活性橙122、活性橙84、活性橙16等的水解反应均要用到液碱。
磷酸三钠：碱性较强，是一种强碱弱酸盐，对溶液有缓冲作用，一般不它来调节PH值。
因为它与酸作用形成的盐对PH值有缓冲作用，会使PH值调节缓慢，同时会增加其它碱或酸的用量，最后影响到强度和色光。
在没有特殊要求的反应中，我们最好不用磷酸三钠来调节PH值。
纯碱：其碱性适中，可用于溶解中间体和反应时调节PH值。
有些中间体虽不含活性基，但用碱性强的碱溶解时，对分子结构产生破坏作用，使中间体变质；所以对这样的中间体我们就用纯碱溶解，如2-吡啶酮的溶解。
同时因其碱性没有液碱强，调节PH 值时也比较缓慢，因此许多中间体的溶解用纯碱。
我们在合成染料时，对于其碱偶反应，均用纯碱溶液调节PH值，且调节的速度较快，一般1-2小时完成。
小苏打：其碱性较弱，一般用来溶解带活性基的中间体，如对、间位酯。
同时因有些反应的特殊性，要求用弱碱性的碱来调节PH值，在生产不程中遇到最多的反应是：CNC或对位酯或间位酯的一缩或二缩反应；有些产品的酸偶反应，并且要求碱溶液匀速的加入，使PH值缓慢上升。
醋酸钠：其碱性最弱，与酸反应能形成缓冲溶液，因此不用来溶解中间体，一般用于对酸偶反应条件较严格的PH值控制。
从现在我们所生产的产品来看，没有要用醋酸钠来调节PH值工艺条件了。
二、一种酸的使用说明1．化工生产上，常说的“三酸两碱”是指盐酸、硫酸、硝酸、液碱、纯碱。
2．根据我们的生产需要，使用最多一种酸是盐酸。
它的最高浓度可达到36%，但我们工业生产上所用盐酸的含量最高只有32%左右。
从其外观看，颜色越浅，纯度越高，质量越好。
我们现在车间所用盐酸均为副产酸，其外观颜色较深，一般为浅绿色（较好），有时为黄绿色（较差）。
三、原材料的溶解1．在染料的生产过程中，溶解是最基本的一个操作过程，也是最简单的反应过程。
顾名思义，溶解就是将固体物质加入到一定的溶液中，在外力作用下，使其在溶液中完全溶解，形成溶液。
我们在车间生产时，常常会遇到三种溶解方式：1）直接加水溶解：如亚钠、纯碱、小苏打、间双等，只要在水中达到一定的浓度就会自动溶解。
2）加碱将其溶解：这种溶解是我们最常见的，大多数中间体是酸性，自身PH值较低，加水不能使其溶液；但用碱将其PH值调节到5-8，就会完全溶解。
如M-1、N-30、H酸、J酸、对位酯、（对、间、邻）氨基苯磺酸等。
3）加酸将其溶解：这种比较少见，先将中间体与水混合，再加入较大比例的酸，使中间体在强酸性的条件下溶解（PH小于1.5），如D-20、精细BCS等。
2．影响物质溶解的几个因素1）溶解体积：根据中间体的品种不同，其溶解度也不同。
溶解时一定要控制好浓度，浓度过低，物料体积会很大；浓度太高，中间体不会溶解，不能达到溶解要求。
如H酸溶液可控制浓度15-25%，J酸溶液控制其浓度7-8%，间双溶液控制其浓度10-15%，精细BCS溶液控制其浓度5-8%，对位酯溶液控制其浓度20-25%。
2）溶解温度：我们都知道，溶液的温度越高，溶解速度越快。
根据我们的生产情况，除特殊的中间体要较高温度进行溶解外，一般情况下控制温度20-30度就可使其完全溶解。
3）PH值的影响：溶解时，一定要控制好溶液的PH值：PH值控制太高会使其中的活性基水解或使物料发生氧化变质；PH值控制太低就不会使其完全溶解。
在溶解时还要根据其特性，适当的选用碱，来调节PH值。
如：对位酯溶解只能用小苏打，而H 酸溶解可用纯碱或液碱；2-吡啶酮溶解可用纯碱和液碱，而不用小苏打。
但我们在用液碱溶解中间体时，一定要注意加碱的速度不用太快，一般控制在1-1.5小时。
还如有些中间体既能在碱性条件下溶解，又能在酸性条件下溶解；但根据反应的实际情况，要求在酸性条件下溶解，如D-20加盐酸溶解后进行酸偶反应、精制BCS加盐酸溶解后进行重氮化反应。
3．中间体的溶解情况对下一步反应的影响根据化学反应的基本原理：在相同状况下，只有液相反应进行最快。
所以在反应时，最好能使反应相变成液相。
但是在实际反应过程中，不能完全使各反应相转变为液相，只能根据反应的工艺要求，将其中一种或两种物质转化成液相，然后进行反应。
因此，对操作规程上要求进行溶解的中间体必须要完全溶解好，这样才能和另外一组份充分接触，反应才能完全。
如果中间体不能完全溶解好，会有颗粒不能参加反应，使得物料反应不平衡，最终影响到产品质量（例如：酸偶反应）。
4．溶解终点检测在取样检测物料溶解终点前，要确认物料的PH值和温度在工艺要求的范围内；然后根据实际情况可选用以下三种方法检测物料的溶解终点：1）取样在烧坏中，看有无颗粒物质，是否澄清。
2）返料，确认其无颗粒物质存在。
3）用一张干净的滤纸，取样后，用玻璃棒点样后在滤纸上划一下，看溶液是否能完全渗透开。
三、染料合成几种主要反应重氮化反应1．定义：在一定条件下，亚硝酸与芳香族伯胺作用生成重氮盐的反应。
解释：对我们的染料生产可理解为，亚硝酸钠在强酸性条件下与芳香族伯胺作用生成重氮盐的反应。
NaNO2+HCl(H2SO4)+Ar-NH2Ar-N N+Cl-+NaCl+H2O2．在做重氮反应时应注意以下三个方面：1）酸的用量：重氮反应时，反应体系的PH值是十分重要的，其最佳的PH值应在1.0-1.5之间；若酸的用量不足，则会使已生成的重氮盐与末反应的芳香族伯胺偶合，生成重氮氨基化合物（自偶现象），这种化合物是一种杂质。
即使再补加酸也不能使其转化为重氮盐，这样使重氮盐的转化率降低，最终影响到偶合反应收率及产品的质量。
因此，我们在做重氮化反应之前应加入充足的酸。
因不同原料的总酸度不同，对所加酸的量没有一定的规律；但在实际合成时，我们发现：重氮反应前，反应体系的PH 值控制在0.8-1.2，反应过程中控制PH值1.0-1.5，最高不能超过1.8。
在这个PH值控制范围内，其重氮反应的效果较好。
在做重氮化反应时，要求经常用刚果红试纸检测反应体系的酸是否过量。
在检测时要注意：因刚果红试纸PH值小于3.0时开始变蓝，但此时的颜色较浅并有水圈，其颜色随着PH值降低而变深，当PH值在1.8-2.0时，也会有水圈，但此时的兰色较深，当PH值在1.0左右时为深蓝色；在重氮化反应时要求刚果红试纸显深蓝色。
2）亚钠的用量重氮化反应的速度是由加入亚钠溶液的速度来控制的，反应时要保持一定的加料速度；亚钠加入过慢则来不及反应的芳胺会和重氮盐作用发生自偶反应，因此我们在加亚钠溶液时，一定在先快先慢，先让反应体系中亚钠微过量，即用淀粉碘化钾试纸显微蓝色，再慢加亚钠溶液维持KI试纸显微蓝色。
如果淀粉碘化钾试纸显深兰或黑色，则说明亚钠过量较多，要及时停加亚钠溶液。
还一点要特别注意，加亚钠溶液时，千万不要使反应体系冒黄烟，否则说明体系中亚钠过量很多，使形成的亚硝酸分解；这样在消除多余亚钠时，会用较多的氨基磺酸，同时因其生成的杂质会影响到最终产品的强度及色光。
因此，我们做重氮化反应时，一定要使淀粉碘化钾试纸始终显浅蓝色，控制好亚钠溶液的加入速度。
3）重氮化反应的温度对活性染料来讲，其重氮化反应的温度一般控制5度以下，有少控制5-10度，这是由重氮盐在低温下较稳定的特性所决定的。
重氮盐在较高温度时容易分解，并且亚硝酸也在较高温度时容易分解。
我们还要注意一点，在重氮反应加亚钠溶液时，体系的温度会上升，这样就要求我们注意温度变化，随时补冰降温。
3．重氮化反应的方法1）顺式重氮法：将亚钠溶液加入到芳胺溶液中进行的重氮化反应。
这是一种常用的重氮化反应，大多数芳胺化合物是用这种方法进行的重氮化反应。
如：对位酯、K酸、磺化吐氏酸等中间体的重氮化反应。
2）反式重氮法：将芳胺与亚钠的混合溶液在良好的搅拌下加入到冰和盐酸的混合物中进行反应。
4．实例讲解：1）对位酸重氮化反应：A．加底冰及水，投对位酸，打浆2小时。
B．加盐酸，打浆1小时。
C．确认温度零度。
D．加亚钠溶液，先快后慢，注意其CR、KI试纸的显色情况和温度的变体情况。
（0-5度）E．维持反应1-1.5小时（5-8度）F．用氨基磺酸消多余亚钠2）精制BCS重氮化反应A．加水加冰，BCS打浆1小时。
B．加盐酸，搅拌30分钟，调整体积。
C．确认温度10℃，加亚钠溶液，先快后慢40分钟加完，控制加亚钠温度10-15℃。
D．加完亚钠维持搅拌10分钟放料到下一层，维持反应2小时，注意其CR、KI 试纸的显色情况和温度的变色情况。
F．用氨基磺酸消除多余亚钠。
以上两个中间体的重氮化反应均为顺式重氮化反应。
对于此种中间体还有：PCVS、OA VS、DMA VS等。
3）兰222一次重氮化反应A．二次缩合完成后，加冰降温5-10度。
B．调PH值6.0-6.5，加入亚钠溶液，搅拌30分钟。
C．二次缩合物亚亚钠的混合溶液加入到盐酸及冰的混合物中，同时控制其反应温度。
注意用刚果红及淀粉碘化钾试纸检测时的显色情况。
D．加完后维持其反应1.5-2.0小时，要求刚果红及淀粉碘化钾试纸显兰色。
E．用氨基磺酸消除多余亚钠。
此方法为较典型的反式重氮法。
偶合反应1．定义：芳胺重氮盐与其它芳胺及酚类作用生成偶氮化合物的反应。
1）芳胺重氮盐为偶合反应的重氮组份。
2）偶合所用的芳胺及酚类化合物是偶合反应的偶合组份。
我们现在所用到的偶合组份有：H酸、J酸、间双、γ酸及其乙酰化合物、2-吡啶酮、SPCP、间脲、N-30等。
2．偶合反应有二种形式1）氨基邻位的反应：也是我们所说的酸偶反应，要求在酸性条件下进行的反应；同时我们发现，只要是酸偶反应一定会在-NH2的邻位发生反应。
在酸偶反应时要求PH 值控制较低，如果要调节PH值，则加碱的速度要特别慢，所用碱的碱性也应较弱；由于酸偶反应的速度较低，在反应时要求维持较长的反应时间。
如：黑5、兰250、兰203等的酸偶反应，均在H酸-NH2的邻位发生反应，并且不用调PH值，只控制反应温度，通过延长反应时间，使其反应完成。
如：兰222、橙P-8、橙107、橙72等的酸偶反应，先是将偶合组份溶解，然后慢慢加入，再用小苏打溶液慢调PH值到工艺要求的范围内。
2）羟基邻位的反应：也是我们通常所说的碱偶反应，它所要求的反应PH值较高，所用碱的碱性也高一点；在反应时，加碱的速度相对也相对较快，控制的PH值也较高。
