1 概述
分散染料是一种水溶性很低、疏水性较强的非离子型染料, 主要用于涤纶及其混纺织物的染。分散染料按分子结构可分为偶氮型、蒽醌型和杂环型3类。近年来, 由于杂环类分散染料光鲜艳、发强度高、牢度性能好, 具有较好的深效应和较高的摩尔消光系数, 并有良好的染性能, 使得其成为染料化学界研究较多的一个领域。另外, 在开发、筛选聚醋超细纤维用染料过程中, 也发现杂环分散染料较之其它类分散染料具有更好的应用性能, 深得这些领域的工作者的喜爱[1]。 含多个杂原子的分散染料以噻唑类为主, 分子中含氮、硫等杂原子。将此类杂环引入染料分子中, 常常可以改进某些性能, 如提高染料的鲜艳度, 并且有很好的耐光性能和向红效应[2], 两法染( 高温高压和热熔染)差异性小, 耐晒、升华、皂洗等各项牢度良好, 质量稳定, 受到染料专家的重视。
2 杂环类分散染料的发展
我国是目前世界上最大的分散染料生产国和出口国。随着聚酯纤维及其染技术的不断改进和发展，在“十一·五”期间，我国的分散染料不仅要在数量上，更要在质量和品种上有一个大的改进和发展。与芳胺类偶氮分散染料相比，杂环型偶氮分散染料具有更鲜艳，牢度更高，提升力更好的性质。杂环型偶氮
染料有杂环作为重氮组份的，也有杂环作为偶合组份的，也有杂环不通过偶氮基而是其他共轭系统连接在一起的。
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1999年，张治民等以3- 氨基-5- 硝基2, 1-苯并异噻唑( BIT)为重氮组分，与单苯胺类及萘胺磺酸类衍生物偶联, 得到从红到蓝的一系列分散染料[3]。BIT分散染料泽鲜艳，皂洗、水浸、摩擦、升华、分散性、高温稳定性、扩散性等各项指标都达到较好水平, 在特殊条件不会分解出对人体有害的联苯类物质，因此, 无致癌性，从而避开了西方发达国家对某些偶氮染料的禁用法令[4]。
2001年, 姬野清[5]发明了如下通式所代表的蓝单偶氮分散染料, 它们的耐洗性、耐牢度、和拔白性质都在4级以上。且通过着把染处理, 可提供就生动
性、细致性和多种坚牢度测定而言是优异的染图案。
2003年, 简卫和程侣柏以不同烷基取代的吡啶酮为偶合组分合成了12个分散染料[6]。这些分散染料泽鲜艳、摩尔消光系数高, 耐光牢度好。
从上面的阐述可以发现: 近年来的含多个杂环原子的分散染料为主, 它们大泽鲜艳, 实用性强, 有较强的耐酸、碱、及还原性能相信在未来的染料化学中, 杂环类分散染料一定会更广阔的市场有景。
3 苯并异噻唑分散染料的性质
苯并异噻唑分散染料属于偶氮染料，此类染料多为鲜艳的黄，具有优异的耐晒牢度，已有若干商品化品种。这类染料的缺点是在不同条件下会发生酸碱变，从而影响其应用性能[7]。染料的合成根据胺类碱性的强弱不同，分别采用亚硝酞硫酸法或盐酸水溶液介质中亚硝酸钠法将芳胺进行重氮化，然后将苯胺生物的弱碱性溶液加入进行偶合。彭勤纪等人[8]~[9]，用核磁共振谱及电子光谱等手段研究了数十种酮偶氮染料的踪式一偶氮式互变异构平衡，发现取代基的性质及位置、介质的值及溶剂的性质等对两者的平衡都有影响不同结构染料的变范围从pH3.8 到13不等。 4 苯并异噻唑分散染料的合成
苯并异噻唑分散染料的合成主要包括重氮化和偶合两个步骤。合成的原料主要是偶合组分3-二乙基胺基苯酚与重氮组分5-硝基-苯并异噻唑-3-胺。
4.1 3-二乙基胺基苯酚
3-二乙基胺基苯酚[10]是一种染料中间体，作为偶合组分。化学名称：间羟基
-N, N-二乙基苯胺，分子式：N(C 2H 5)2C 6H 4OH ，结构式：
N
OH 分子量：165.23，
外观：玫瑰红固体，凝固点： 71.5℃ 。
4.2 3-氨基-5-硝基苯并异噻唑 英文名称：3-Amino-5-Nitro(2.1) Benzoisothiazo le 结 构 式：S
N
NH 2O 2N
；分 子 式C 7H 5O 2SN 3； 分 子 量：195.00 ；CAS 号
14346-19-1 ；物化性质：本品为桔红粉末，能溶于硫酸、盐酸，微溶于
水。产品用途：主要用于生产合成分散染料中间体[11]。
4.3 合成机理
在偶氮染料的生产过程中，重氮化和偶合是两个主要的工序及基本反应。重氮化反应利用氨基的的亚硝化得到重氮化合物，作为反应的中间体。重氮化反应[12]的机理是首先由一级胺与重氮化试剂结合，然后通过一系列质子转移，最后生成重氮盐。重氮化试剂的形式与所用的无机酸有关。当用较弱的酸时，亚硝酸在溶液中与三氧化二氮达成平衡，有效的重氮化试剂是三氧化二氮。当用较强的酸时， 重氮化试剂是质子化的亚硝酸和亚硝酰正离子。因此重氮化反应中，控制适当的pH 值是很重要的。芳香族一级胺碱性较弱，需要用较强的亚硝化试剂，所以通常在较强的酸性下进行反应。芳香族伯胺和亚硝酸作用生成重氮盐的反应标为重氮化，芳伯胺常称重氮组分，亚硝酸为重氮化剂，因为亚硝酸不稳定，通常使用亚硝酸钠和盐酸或硫酸使反应时生成的亚硝酸立即与芳伯胺反应，避免亚硝酸的分解，重氮化反应后生成重氮盐。 重氮化反应可用反应式表示为：embedding
Ar-NH 2 + 2HCl + NaNO 20~5HCl
−−−−→℃过量Ar-N 2Cl + NaCl + 2H 2O 偶合反应[13]是合成偶氮染料的关键步骤, 也是制备一些偶氮类有机光电功能材料的关键步骤, 有关苯胺重氮盐与单酚类物质的偶合反应研究已经非常广泛。偶氮化反应可用反应式表示：Ar-N 2Cl-+H-Ar ′─→Ar-N ＝N-Ar ′+HCl
4.4 工艺流程
以5-硝基-苯并异噻唑-3-胺为重氮组分[14]
NaNO 24S N
NH 2S N N 2O 2N
O 2N
HO N
S N N 2O 2N +
2N
HO N
重氮化：在重氮化锅内加入85%磷酸和98%浓硫酸，开始搅拌，慢慢加入5-硝基-苯并异噻唑-3-胺，使其溶解。降温至0~5℃并保持在此温度下加入亚硝酰硫酸（由浓硫酸和亚硝酸钠在70℃下制得），保温反应3小时，得重氮盐溶液。
东森电影台偶合：3-二乙基胺基苯酚加至一定量水中，用氨水调节pH 至8左右使之溶解，得偶合组分。
在烧杯中加入50g碎冰和50mL水，开启搅拌，同时滴加重氮盐溶液和偶合组分溶液，反应温度控制在0~5℃，反应3小时。反应过程中用渗圈法检测反应情况。反应结束后，过滤，水洗，烘干得染料。
5 苯并异噻唑分散染料研究的目的和意义
染料工业的发展与动向与纺织纤维紧密关联。近年世界纺织纤维产量以年均2.7%速度增长，特别是合成纤维的年均增长速度超过5.0%，我国纺织纤维增长速度更超过了这一水平[15]。
在分散染料中，单偶氮染料在1970年～1990年期间从约50%增至70%，因为偶氮型结构的分散染料具有完整的谱，特别是深谱，高发强度，容易制造和良好的经济性等优点。而蒽醌型分散染料则从25%减至15%，因为蒽醌型分散染料尽管泽鲜艳，高日晒牢度，但存在较低的发强度和较贵的价格等缺点。在最近的二、三十年间，由芳香杂环制得的分散染料具有重要的意义，因为这类分散染料泽鲜艳，发强度高，染牢度好，惟一的缺点是价格昂贵。
近年分散染料与活性染料的发展因受相应纤维大幅增长的关联，产量和品种开发均列第一、二位，近十年活性染料的新发母体和活性基没有新的突破性进展，引入取代基改善染性能的结构修饰和商品化技术成为活性染料发展重点。分散染料则以开发杂环型分散染料为重点。
杂环作为重氮组份的分散偶氮染料作为重氮组份的杂环有：苯并噻唑，噻唑，噻二唑，苯并异噻唑，噻吩，吡唑，咪唑等。其中苯并噻唑重氮组份是一类红杂环型分散偶氮染料，是杂环类分散染料中数量最多的，约有20种，但成为商品进入市场的较少，因此杂环类染料的研究有很高的利用价值和很好的前途[16]。
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心. 2005:124, 491- 614, 699- 782
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