Научная школа ТГТУ
«Новые азопигменты и красители
на основе наноматериалов»
Руководитель: д. т. н., профессор Леонтьева А.И.
Направления исследований: Разработка технологий
получения продуктов XXI века с применением наноструктурированных
материалов. Разработка теоретических основ синтеза органических
веществ при введении наноструктурированных материалов.
В рамках научной школы выполнены исследования направленные на
разработку новых процессов диазотирования, азосочетания,
ацелирования и алкилирования с применением
нано-структурированных материалов играющих роль катализаторов и
инициаторов. Разработаны новые технологии производства
азипигментов, азокрасителей, оптических отбеливающих веществ с
применением наноструктурированных материалов как на стадиях
синтеза так и на заключительных стадиях формирующих выпускные
формы продуктов. Технология производства азокрасителя прямого
черного С с применением наноструктурированных
материалов.Применение на стадиях синтеза наноструктурированных
материалов обеспечило синтез красителя прямого черного С, с
высокими колористическими свойствами, превышающие имеющие
аналоги в 1,3 раза.
Технология производства азопигмента прямого черного С
заключается в диазо-тировании аминофенилиараминовой кислоты
нитритом натрия с добавкой композиции наноматериалов металлов и
оксидов элементов II-VI групп, при использовании кото¬рых
удалось повысить селективность выхода по диазосоеденению,
устойчивость азотистой кислоты при повышенных температурах и
увеличить скорость процесса диазотирования в 2,5 раза.
На стадии азосочетания присутствие композиции наноматериалов -
металлов переменной валентности, оксидов элементов II-VII групп,
позволило проводить процесс при температуре 18-20°С (было 0 -
5°С) при повышении селективности выхода по азосоеденению, и
увеличению скорости процесса азосочетания в 1,7 раза.
Полученное азосоеденение диазотируется нитритом натрия в
присутствии композиции наноматериалов состоящей из металлов
переменной валентности, оксидов элементов II-VII групп.
Применение наноматериалов на стадии второго диазотирования
гарантирует проведение процесса при комнатной температуре
18-20°С было (0 -5°С) при этом селективность выхода по целевому
веществу возросла, скорость процесса азосочетания увеличить в
1,3 раза.
Применение
наноматериалов на стадии второго азосочетания обеспечивает
проведение процесса при температуре 18-20°С (было 0 - 5°С) при
этом селективность выхода по целевому веществу возрастает,
скорость процесса азосочетания увеличивается в 12 раз.
Технология производства азопигмента оранжевого Ж с применением
наноструктурированных материалов.Введение на стадиях
диазотирования и азосочетания наноструктурированных материалов и
использование генератора формы позволило синтезировать пигмент
оранжевый Ж, с высокими колористическими свойствами.
При введении на стадиях синтеза наноструктурированных материалов
(металлы и оксиды металлов I, VI и VIII групп периодической
системы) получено улучшение качественных показателей
(колористическая концентрация) пигмента. Применение
наноструктурированных материалов способствует ускорению процесса
диазотирования и повышению концентрации диазосоединения в
реакционной массе. При этом полученное по диазосоеденение по
технологии с использованием наноструктурированых материалов на
20% более устойчиво к разложению.
Наноструктурированные материалы значительно ускоряют процесс
азосочетания, что приводит к уменьшению его длительности на 40%.
Высокие качественные показатели (колористическая концентрация -
160%) полученного продукта подтверждают высокую селективность
процессов производства органических красителей на
наноката-лизаторах.
Технология производства белофора КД-2 (динатриевая соль
4,4-бис-(2-анилино-4-морфолино-1,3,5-триазин-6-иламино)-стильбен-2,2-
дисульфокислоты) с применением наноструктурированных материалов.
Введение на стадиях ацелирования наноструктурированных
материалов в сочетании с генератором формы позволило
синтезировать продукт белофор КД-2, с высокими отбеливающими
свойствами.
Технология получения белофора КД-2 основана на последовательном
замещении атомов хлора в цианурхлориде на такие заместители как
ДС-кислота, анилин и морфолин. Применение наноструктурированных
материалов на стадии первого ацелирования цианурхлорида
натриевой солью ДС - кислоты позволяет: использовать
цианур-хлорид без предварительного измельчения и исключить
стадию его дробления; повысить температуру реакции первого
ацелирования с 0 - 5°С до 18-20°С; сократить время первого
ацелирования с 1,5 часа до 0,5 часа, без снижения выхода со
стадии целевого продукта 97 %. При взаимодействии динатриевой
соли
4,4'бис(2,4-дихлор-1,3,5-триазин-6-иламино)-стильбен-2,2-дисульфокислоты
с анилином, атомы хлора замещаются группами C6H5NH, и образуется
динатриевая соль 4,4'бис
(2-анилино-4-хлор-1,3,5-триазин-6-иламино)-стильбен-2,2-дисульфокислоты.
Применение наноструктурированных материалов на стадии второго
ацелирования стадии динатриевой соли
4,4'бис(2,4-дихлор-1,3,5-триазин-6-иламино)-стильбен-2,2-дисульфокислоты
анилином позволяет: повысить температуру реакции второго
ацелирования с 10 -15°С до 20-24°С; сократить время второго
ацелирования с 1 часа до 0,65 часа; при выходе со стадии по
целевому продукту порядка 98,9.
При взаимодействии динатриевой соли 4,4 бис (2-анилино - 4 -
хлор - 1,3,5 -триазин - 6 - иламино) - стильбен - 2,2 -
дисульфокислоты с морфолином замещаются атомы хлора группой
NCH2CH2OCH2CH2. Применение наноструктурированных материалов на
стадии третьего ацилирования динатриевой соли 4,4 бис
(2,4-дихлор-1,3,5-триазин-6-иламино) -
стильбен-2,2-дисульфокислоты анилином позволяет: снизить
температуру выдержки реакционной массы с 93 - 97°С до 60 - 70°С;
сократить время третьего ацилирования с 4 часов до 1 часа 10 мин
при выходе со стадии по целевому продукту 98,7 %.
Введение
наноматериалов в процессы органического синтеза обеспечивает
увеличение скорости протекания процессов и позволяет получать
продукты с совершению новой структуры, это предположение
получило свое подтверждение при производстве азопигментов,
азокрасителей и продуктов бистриазинстельбенового ряда основными
стадиями которых является - ацелирование. диазотирование и
азосочетание. Азопигменты и красители синтезированные с
использованием наноструктурированных материалов имеют более
высокую колористическую концентрацию и улучшенные параметры
чистоты и прозрачности.
Использование
наноматериалов на заключительных стадиях производства продуктов
органического синтеза позволяет регулировать качественные
характеристики их выпускных форм.
