專利名稱：由nts制備dns酸鈉鹽的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硝基茋磺酸的合成方法，特別是一種4，4′-二硝基二苯乙烯-2，2′-二磺酸(DNS)的合成方法。
背景技術(shù)：
DNS是染料中間體4，4′-二氨基二苯乙烯-2，2′-二磺酸(DSD酸)的合成原料，基于DSD酸制造的熒光增白劑有一百多種，活性染料五十余種，直接染料七十余種，以DSD酸合成的染料作為聯(lián)苯胺類染料的替代品，由于無毒性，在人體內(nèi)無積累，近年來受到廣泛重視，發(fā)展迅速。
工業(yè)上，DNS及其鹽的制備通常是于強(qiáng)堿性介質(zhì)中將對(duì)硝基甲苯鄰磺酸(NTS)進(jìn)行氧化縮合而得，所用的氧化劑(通常伴隨催化劑)可以是氧、富氧的空氣、次氯酸鈉或氯氣等。此氧化過程由兩步組成首先兩分子的NTS于堿性介質(zhì)中被氧化縮合成為中間化合物4，4′-二硝基二苯乙烷-2，2′-二磺酸(芐基物，DND)；然后DND進(jìn)一步氧化成為DNS酸。
在堿性水介質(zhì)中以空氣氧化NTS生產(chǎn)DNS的技術(shù)由于操作簡(jiǎn)單，成本低，因而得到了廣泛的應(yīng)用。但傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝涉及很多問題。例如，由于氧化反應(yīng)要求氣液高度分散，工業(yè)上為達(dá)此目的，常常采用很大的通氣量，一般空氣用量是理論用量的100倍，即空氣的利用率僅為1％。這樣大大增加了動(dòng)力和加熱蒸汽的消耗。此外，由于釜內(nèi)氣液分布不均勻，致使副產(chǎn)物形成，降低收率，甚至出現(xiàn)“紅鍋”現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種由NTS制備DNS酸鈉鹽的方法。本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)的在堿值為0.9M～1.0M的NTS氫氧化鈉溶液中，通入空氣或氧氣，并調(diào)節(jié)堿值和控制體系反應(yīng)溫度在55～75℃進(jìn)行氧化縮合反應(yīng)，反應(yīng)后經(jīng)酸化、鹽析結(jié)晶、過濾可得DNS鈉鹽的晶體。其特征在于在NTS堿性溶液中加入粒徑為20～300μm的惰性固體顆粒，加入量為1.0～5.0kg/m3。
上述的惰性固體顆粒包括硅藻土、活性炭、氧化鈣、氧化鎂、氫氧化鈣、氫氧化鎂，這些惰性固體微粒的粒徑為50～100μm，微粒的加入量為2.0～2.5kg/m3。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于基于微相對(duì)氣液傳質(zhì)的增強(qiáng)作用，在氧化反應(yīng)體系中加入一定量和一定粒度的惰性固體顆粒，從而減小反應(yīng)液中氣泡尺寸、增大氣液接觸面積，改善了反應(yīng)體系的傳質(zhì)狀況，減少副反應(yīng)，提高了反應(yīng)收率；并且克服了氧化過程對(duì)高通氣量的依賴，減少空氣或氧氣及加熱蒸汽的用量，降低能耗。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施實(shí)例一將2g粒徑為20μm的活性炭顆粒和濃度為0.9～1.0M的NaOH溶液730mL加入到4L的氧化釜中，通入流量為0.04m3/h的空氣。然后，將100mL濃度為800g/L的NTS溶液在40min內(nèi)滴加進(jìn)反應(yīng)釜中，同時(shí)滴加80mL濃度為11.40mol/L的工業(yè)級(jí)NaOH溶液，維持體系的堿濃度不變。在此過程中，反應(yīng)體系溫度維持為52～54℃。
在反應(yīng)的第一個(gè)2h，反應(yīng)溫度維持在56～58℃，并用90mL NaOH溶液將體系堿值調(diào)為1.8M。
在反應(yīng)的第二個(gè)2h，升溫至62～64℃，加水將體系堿值調(diào)為0.9M，并同時(shí)加入2g活性炭。然后，在2h內(nèi)升溫至69～71℃，當(dāng)反應(yīng)至HPLC檢測(cè)結(jié)果中DND含量小于2～3％時(shí)，在反應(yīng)體系中加入一定體積硫酸終止反應(yīng)，停止通空氣。將反應(yīng)液冷卻、過濾得DNS酸鈉鹽。
該反應(yīng)的收率為87.5％。
實(shí)施實(shí)例二按例一步驟進(jìn)行，但所加活性炭為2.4g，粒徑為40μm，反應(yīng)收率為87.7％。
實(shí)施實(shí)例三按例一步驟進(jìn)行，但所加活性炭為2.4g，粒徑為20μm，反應(yīng)收率為88.4％。
權(quán)利要求
1.一種由NTS制備DNS酸鈉鹽的方法，該方法是在堿值為0.9M～1.0M的NTS的氫氧化鈉溶液中，通入空氣或氧氣，并調(diào)節(jié)堿值和控制體系反應(yīng)溫度在55～75℃進(jìn)行氧化縮合反應(yīng)，反應(yīng)后經(jīng)酸化、鹽析結(jié)晶、過濾可得DNS鈉鹽的晶體，其特征在于在NTS堿性溶液中加入粒徑為20～300μm的惰性固體顆粒，加入量為1.0～5.0kg/m3。
2.按權(quán)利要求1所述的由NTS制備DNS酸鈉鹽的方法，其特征在于惰性固體顆粒包括硅藻土、活性炭、氧化鈣、氧化鎂、氫氧化鈣、氫氧化鎂，這些惰性固體微粒的粒徑為50～100μm，微粒的加入量為2.0～2.5kg/m3。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種硝基茋磺酸的合成方法，特別是一種4，4′－二硝基二苯乙烯－2，2′－二磺酸(DNS)的合成方法。該方法是在NTS的氫氧化鈉溶液中，通入空氣或氧氣，并調(diào)節(jié)堿值和控制體系反應(yīng)溫度進(jìn)行氧化縮合反應(yīng)，反應(yīng)后經(jīng)酸化、鹽析結(jié)晶、過濾可得DNS酸鈉鹽的晶體。其特征在于在NTS堿性溶液中加入惰性固體顆粒。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，減少副反應(yīng)，提高反應(yīng)收率；并且克服了氧化過程對(duì)高通氣量的依賴，減少空氣或氧氣及加熱蒸汽的用量，降低能耗。
文檔編號(hào)C07C303/22GK1480452SQ0313042
公開日2004年3月10日 申請(qǐng)日期2003年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月21日
發(fā)明者趙永江, 張鳳寶, 張國(guó)亮, 王淑蘭, 戈建華 申請(qǐng)人:天津大學(xué)