本發明涉及一種分散黃的合成方法，具體涉及一種分散黃231的合成方法，屬于化工染料的制造技術領域。
背景技術：
分散黃231，又稱分散黃S-5GF，化學名：芐基4-[(1-丁基-5-氰基-2-羥基-4-甲基-6-羰基-3-吡啶)偶氮]苯甲酸，分子式：C25H24N4O4，CAS：143067-35-0，結構式如下：
分散黃231是一種綠光黃色調的黃色粉末，是一種升華性分散染料，主要用于紡織布印花中的熱轉印印刷。該染料對細度、熱熔、升華都具有較高的要求，屬于高檔分散染料。工業化合成該染料的途徑主要是以對氨基苯甲酸芐酯和N-丁基-3-氰基-4-甲基-6-羥基-2-吡啶酮為原料展開的，即對氨基苯甲酸芐酯重氮化，然后與N-丁基-3-氰基-4-甲基-6-羥基-2-吡啶酮偶合得到分散黃231，所得染料收率低、固廢多、環保壓力大。主要是重氮液不穩定，在反應過程中溶液分解或發生不可逆的自偶合反應，降低偶合收率，也導致大量焦油產生，因此所得產品中焦油較多，導致產品色光偏暗、強度下降，不得借助有機溶劑如甲苯等精制才能獲得合格產品，因此收率進一步降低、能耗增大。
技術實現要素：
本發明為了克服上述產物固廢多、環保壓力大、產品收率低、能耗大、產品成本高，提出了一種合成分散黃231的方法。
為了解決上述技術問題，本發明的技術方案如下：一種合成分散黃231的方法，包括以下步驟：
(1)重氮化反應
操作步驟：將一定量的濃硫酸、40wt％的亞硝酰硫酸和85wt％的磷酸投入反應器中，開啟攪拌，冰凍鹽水降溫至-5～0℃后，緩慢加入對氨基苯甲酸芐酯，投完后在該溫度下保溫反應一段時間，TLC跟蹤反應，反應結束加入一定量的尿素破壞過量的亞硝酰硫酸，結束后，過濾重氮液，所得黃色澄清的重氮液在0℃以下保溫、待用；
(2)偶合反應
操作步驟：將一定量的N-丁基-3-氰基-4-甲基-6-羥基-2-吡啶酮和一定量的軟水加入反應器中攪拌均勻，再加入少量的氨基磺酸、冰醋酸和木質素，以及少量的碎冰用于快速降溫，將溫度控制在0℃以下，同時滴加重氮液和一定量的30w％的液堿，滴加時間控制在2～3h，pH控制在5±0.2，滴加完畢，以偶合組分N-丁基-3-氰基-4-甲基-6-羥基-2-吡啶酮微過量為終點，終點過后將溫度升至70±10℃，保溫2h以上，趁熱過濾，濾餅用熱水洗滌至無色，所得濾餅用過量甲醇打漿，升溫至回流狀態，保溫3h以上，降至常溫，過濾，濾液回收甲醇，濾餅水洗，得目標產物。
上述步驟(1)中，亞硝酰硫酸的質量分數為40％，濃硫酸與亞硝酰硫酸的體積比為1.5～2:1，磷酸與亞硝酰硫酸的體積比為0.75～1:1，對氨基苯甲酸芐酯與亞硝酰硫酸的質量比為0.5～0.6:1。
上述步驟(1)中，保溫反應溫度為-5～0℃，保溫反應時間為3～5h。
上述步驟(2)中，軟水與N-丁基-3-氰基-4-甲基-6-羥基-2-吡啶酮的質量比為4:1，氨基磺酸與N-丁基-3-氰基-4-甲基-6-羥基-2-吡啶酮的質量比為0.04～0.1:1，冰醋酸與N-丁基-3-氰基-4-甲基-6-羥基-2-吡啶酮的質量比為0.1:1，木質素與N-丁基-3-氰基-4-甲基-6-羥基-2-吡啶酮的質量比為0.02:1，30w％液堿與N-丁基-3-氰基-4-甲基-6-羥基-2-吡啶酮的質量比為4～5:1，N-丁基-3-氰基-4-甲基-6-羥基-2-吡啶酮與合成重氮液所需的對氨基苯甲酸芐酯的質量比為1.03:1。
本發明與現有技術相比具有以下顯著優點：(1)采用適量的亞硝酰硫酸和硫酸取代亞硝酸鈉和鹽酸作為重氮化劑確保了原料的反應徹底，也避免重氮液發生自偶和反應，確保了重氮液的反應順利；(2)過濾重氮液并在0℃以下保溫，確保了重氮液的穩定性，從而避免了焦油的產生；(3)偶合反應先低溫，保證反應過程中重氮液無焦油產生，然后高溫，這是為了首先確保重氮液反應徹底，同時也是為了殘留的偶合劑N-丁基-3-氰基-4-甲基-6-羥基-2-吡啶酮能很好的溶于反應溶液中，過濾時保證產品中不留偶合組分。(4)偶合反應所用的水加冰醋酸取代傳統的芳香溶劑，避免了物料溶于溶劑而導致收率下降，同時也免除了反應液的回收。(5)整個反應過程鮮有焦油產生，因此幾乎不存在固廢帶來的環保壓力。
具體實施方式
具體反應步驟如下：
(1)重氮反應：將一定量的濃硫酸、40wt％的亞硝酰硫酸和磷酸投入反應器中，其中濃硫酸與亞硝酰硫酸的體積比為1.5～2:1，磷酸與亞硝酰硫酸的體積比為0.75～1:1，開啟攪拌，冰凍鹽水降溫至一定的溫度后，緩慢加入對氨基苯甲酸芐酯，保溫溫度為-5～0℃，對氨基苯甲酸芐酯與亞硝酰硫酸的質量比為0.5～0.6:1；投完后在該溫度下保溫3～5h，TLC跟蹤反應，反應結束加入一定量的尿素破壞過量的亞硝酰硫酸，尿素與亞硝酰硫酸的質量比為0.4:1，結束后，過濾重氮液，所得黃色澄清的重氮液在0℃以下保溫、待用。
(2)偶合反應：將一定量的N-丁基-3-氰基-4-甲基-6-羥基-2-吡啶酮和一定量的軟水加入反應器中攪拌均勻，再加入少量的氨基磺酸、冰醋酸和木質素以及一定量的碎冰，其中軟水與碎冰的質量比為4:1，軟水與N-丁基-3-氰基-4-甲基-6-羥基-2-吡啶酮的質量比為4:1，氨基磺酸與N-丁基-3-氰基-4-甲基-6-羥基-2-吡啶酮的質量比為0.04～0.1:1，冰醋酸與N-丁基-3-氰基-4-甲基-6-羥基-2-吡啶酮的質量比為0.1:1，木質素與N-丁基-3-氰基-4-甲基-6-羥基-2-吡啶酮的質量比為0.02:1；投料完畢，將溫度控制在0℃以下，同時滴加重氮液和一定量的30w％的液堿，滴加時間控制在2～3h，pH控制在5±0.2，液堿與N-丁基-3-氰基-4-甲基-6-羥基-2-吡啶酮的質量比為4～5:1；滴加完畢，以偶合組分N-丁基-3-氰基-4-甲基-6-羥基-2-吡啶酮微過量為終點，終點過后將溫度升70±10℃，保溫2h以上，趁熱過濾，濾餅用熱水洗滌至無色，所得濾餅用4-6倍量甲醇打漿，升溫至回流狀態，保溫3h以上，降至常溫，過濾，濾液回收甲醇，濾餅水洗，烘干稱重，得黃色粉末狀產物。
實施例1
(1)重氮液的制備：將12ml(22.1g)質量分數為98％的H2SO4、8ml(15.5g)質量分數為40％的亞硝酰硫酸、6ml(10g)質量分數為85％的磷酸投入到反應器中，開啟攪拌，冰凍鹽水降溫0℃后開始緩慢加入對氨基苯甲酸芐酯7.75g，加料完畢確保溫度在0℃后開始保溫，3h后，TLC跟蹤，原料點消失，加入尿素6.2g，攪拌片刻，過濾，濾液在0℃以下保溫待用。
(2)產物的制備：將8g的N-丁基-3-氰基-4-甲基-6-羥基-2-吡啶酮、32g的軟水、0.32g的氨基磺酸、0.8g的冰醋酸、0.16g的木質素和8g的碎冰投入反應容器，投料完畢，開啟攪拌并將溫度降至0℃以下，同時滴加整批的重氮液和32g的質量分數為30％的液堿，滴加時間控制在2～3h，滴加完畢，以偶合組分N-丁基-3-氰基-4-甲基-6-羥基-2-吡啶酮微過量為終點，終點過后將溫度升70℃，保溫2h，趁熱過濾，濾餅用熱水洗滌至無色，所得濾餅用4倍量甲醇打漿，升溫至回流狀態，保溫3h，降至常溫，過濾，濾液回收甲醇，濾餅水洗，烘干稱重，得黃色粉末狀產物12.75g，總收率84％，純度97.76％，DE 0.20、DC 0.33、DH-0.19。
實施例2
(1)重氮液的制備：將16ml(29.5g)質量分數為98％的H2SO4、8ml(15.5g)質量分數為40％的亞硝酰硫酸、6ml(10g)質量分數為85％的磷酸投入到反應器中，開啟攪拌，冰凍鹽水降溫0℃后開始緩慢加入對氨基苯甲酸芐酯7.75g，加料完畢確保溫度在0℃后開始保溫，3h后，TLC跟蹤，原料點消失，加入尿素6.2g，攪拌片刻，過濾，濾液在0℃以下保溫待用。
(2)產物的制備：將8g的N-丁基-3-氰基-4-甲基-6-羥基-2-吡啶酮、32g的軟水、0.32g的氨基磺酸、0.8g的冰醋酸、0.16g的木質素和8g的碎冰投入反應容器，投料完畢，開啟攪拌并將溫度降至0℃以下，同時滴加整批的重氮液和32g的質量分數為30％的液堿，滴加時間控制在2～3h，滴加完畢，以偶合組分N-丁基-3-氰基-4-甲基-6-羥基-2-吡啶酮微過量為終點，終點過后將溫度升70℃，保溫2h，趁熱過濾，濾餅用熱水洗滌至無色，所得濾餅用4倍量甲醇打漿，升溫至回流狀態，保溫3h，降至常溫，過濾，濾液回收甲醇，濾餅水洗，烘干稱重，得黃色粉末狀產物12.34g，總收率81.3％，純度97.89％，DE 0.10、DC 0.13、DH-0.04。
實施例3
(1)重氮液的制備：將12ml(22.1g)質量分數為98％的H2SO4、8ml(15.5g)質量分數為40％的亞硝酰硫酸、8ml(13.3g)質量分數為85％的磷酸投入到反應器中，開啟攪拌，冰凍鹽水降溫0℃后開始緩慢加入對氨基苯甲酸芐酯7.75g，加料完畢確保溫度在0℃后開始保溫，3h后，TLC跟蹤，原料點消失，加入尿素6.2g，攪拌片刻，過濾，濾液在0℃以下保溫待用。
(2)產物的制備：將8g的N-丁基-3-氰基-4-甲基-6-羥基-2-吡啶酮、32g的軟水、0.32g的氨基磺酸、0.8g的冰醋酸、0.16g的木質素和8g的碎冰投入反應容器，投料完畢，開啟攪拌并將溫度降至0℃以下，同時滴加整批的重氮液和32g的質量分數為30％的液堿，滴加時間控制在2～3h，滴加完畢，以偶合組分N-丁基-3-氰基-4-甲基-6-羥基-2-吡啶酮微過量為終點，終點過后將溫度升70℃，保溫2h，趁熱過濾，濾餅用熱水洗滌至無色，所得濾餅用4倍量甲醇打漿，升溫至回流狀態，保溫3h，降至常溫，過濾，濾液回收甲醇，濾餅水洗，烘干稱重，得黃色粉末狀產物13.13g，總收率86.6％，純度97.14％，DE 0.21、DC 0.07、DH-0.21。
實施例4
(1)重氮液的制備：將12ml(22.1g)質量分數為98％的H2SO4、8ml(15.5g)質量分數為40％的亞硝酰硫酸、8ml(13.3g)質量分數為85％的磷酸投入到反應器中，開啟攪拌，冰凍鹽水降溫-5℃后開始緩慢加入對氨基苯甲酸芐酯7.75g，加料完畢確保溫度在0℃后開始保溫，5h后，TLC跟蹤，原料點消失，加入尿素6.2g，攪拌片刻，過濾，濾液在0℃以下保溫待用。
(2)產物的制備：將8g的N-丁基-3-氰基-4-甲基-6-羥基-2-吡啶酮、32g的軟水、0.6g的氨基磺酸、0.8g的冰醋酸、0.16g的木質素和8g的碎冰投入反應容器，投料完畢，開啟攪拌并將溫度降至0℃以下，同時滴加整批的重氮液和32g的質量分數為30％的液堿，滴加時間控制在2～3h，滴加完畢，以偶合組分N-丁基-3-氰基-4-甲基-6-羥基-2-吡啶酮微過量為終點，終點過后將溫度升70℃，保溫2h，趁熱過濾，濾餅用熱水洗滌至無色，所得濾餅用4倍量甲醇打漿，升溫至回流狀態，保溫3h，降至常溫，過濾，濾液回收甲醇，濾餅水洗，烘干稱重，得黃色粉末狀產物12.88g，總收率84.9％，純度97.36％，DE 0.18、DC 0.15、DH-0.19。
實施例5
(1)重氮液的制備：將19.35ml(35.6g)質量分數為98％的H2SO4、12.9ml(25g)質量分數為40％的亞硝酰硫酸、12.9ml(21.4g)質量分數為85％的磷酸投入到反應器中，開啟攪拌，冰凍鹽水降溫0℃后開始緩慢加入對氨基苯甲酸芐酯7.75g，加料完畢確保溫度在0℃后開始保溫，3h后，TLC跟蹤，原料點消失，加入尿素10g，攪拌片刻，過濾，濾液在0℃以下保溫待用。
(2)產物的制備：將8g的N-丁基-3-氰基-4-甲基-6-羥基-2-吡啶酮、32g的軟水、0.6g的氨基磺酸、0.8g的冰醋酸、0.16g的木質素和8g的碎冰投入反應容器，投料完畢，開啟攪拌并將溫度降至0℃以下，同時滴加整批的重氮液和32g的質量分數為30％的液堿，滴加時間控制在2～3h，滴加完畢，以偶合組分N-丁基-3-氰基-4-甲基-6-羥基-2-吡啶酮微過量為終點，終點過后將溫度升70℃，保溫2h，趁熱過濾，濾餅用熱水洗滌至無色，所得濾餅用4倍量甲醇打漿，升溫至回流狀態，保溫3h，降至常溫，過濾，濾液回收甲醇，濾餅水洗，烘干稱重，得黃色粉末狀產物13.31g，總收率87.73％，純度96.46％，DE 0.31、-DC 0.08、DH 0.16。
實施例6
(1)重氮液的制備：將16ml(29.5g)質量分數為98％的H2SO4、8ml(15.5g)質量分數為40％的亞硝酰硫酸、6ml(10g)質量分數為85％的磷酸投入到反應器中，開啟攪拌，冰凍鹽水降溫0℃后開始緩慢加入對氨基苯甲酸芐酯7.75g，加料完畢確保溫度在0℃后開始保溫，3h后，TLC跟蹤，原料點消失，加入尿素6.2g，攪拌片刻，過濾，濾液在0℃以下保溫待用。
(2)產物的制備：將8g的N-丁基-3-氰基-4-甲基-6-羥基-2-吡啶酮、32g的軟水、0.32g的氨基磺酸、0.8g的冰醋酸、0.16g的木質素和8g的碎冰投入反應容器，投料完畢，開啟攪拌并將溫度降至0℃以下，同時滴加整批的重氮液和40g的質量分數為30％的液堿，滴加時間控制在2～3h，滴加完畢，以偶合組分N-丁基-3-氰基-4-甲基-6-羥基-2-吡啶酮微過量為終點，終點過后將溫度升70℃，保溫2h，趁熱過濾，濾餅用熱水洗滌至無色，所得濾餅用4倍量甲醇打漿，升溫至回流狀態，保溫3h，降至常溫，過濾，濾液回收甲醇，濾餅水洗，烘干稱重，得黃色粉末狀產物12.76g，總收率84.11％，純度97.12％，DE 0.13、DC 0.06、DH-0.14。
根據上述實施例，可知優選工藝條件為：
(1)重氮液制備中所述的硫酸與亞硝酰硫酸的體積比為1.5～2:1，磷酸與亞硝酰硫酸的體積比為0.75～1:1，對氨基苯甲酸芐酯與亞硝酰硫酸的質量比為0.5～0.6:1，尿素與亞硝酰硫酸的質量比為0.4:1。保溫溫度為-5～0℃，保溫時間為3～5h。所得黃色澄清的重氮液需在0℃以下保溫、待用。
(2)產物制備中所述的軟水與碎冰的質量比為4:1，軟水與N-丁基-3-氰基-4-甲基-6-羥基-2-吡啶酮的質量比為4:1，氨基磺酸與N-丁基-3-氰基-4-甲基-6-羥基-2-吡啶酮的質量比為0.04～0.1:1，冰醋酸與N-丁基-3-氰基-4-甲基-6-羥基-2-吡啶酮的質量比為0.1:1，木質素與N-丁基-3-氰基-4-甲基-6-羥基-2-吡啶酮的質量比為0.02:1，液堿與N-丁基-3-氰基-4-甲基-6-羥基-2-吡啶酮的質量比為4～5:1，N-丁基-3-氰基-4-甲基-6-羥基-2-吡啶酮與合成重氮液的對氨基苯甲酸芐酯的質量比為1.03:1。滴加重氮液和液堿的溫度需控制在0℃以下，滴加時間控制在2～3h，pH控制在5左右。反應結束后的提升溫度為70℃,該溫度下的保溫時間為2h。甲醇用量為產物潮品質量的4倍，甲醇打漿的溫度為回流溫度，回流時間為3h。