新型分散染料多样性导向绿色合成及结构与性能研究

With the development of new types of hydrophobic fibers and higher demand on dyeing properties, studies on synthesis and structure-property relationship of new kinds of disperse dyes with excellent dyeing properties are of significance toward academic value and practical application. Employing diversity-oriented synthesis, this project firstly focuses on synthesizing new kinds of disperse dyes with diverse structure, color, and molar extinction coefficient to expand the library of disperse dyes through Passerini three-component reaction and Ugi four-component reaction. Studies of the new disperse dyes on physical and chemical properties, optical properties, disperse stability, and coloring properties are then going to carry out to disclose the structure-property relationship. The project features diversity-oriented synthesis of new kinds of disperse dyes through multi-component reactions, which enable to control dye's molecule weight with great efficiency and introduce ester and amide groups. As a result, the affinity of the disperses dye with fibers should be increased and the dyeing properties could be improved. Moreover, several chromophores could be connected together in one molecule via multi-component reaction to improve light stability, which might aid to resolve the compatibility problem of intermolecular color matching protocol. It is a new and green protocol for synthesis of disperse dyes with excellent properties and of great importance towards practical application.

随着新型疏水性纤维的开发和染色要求的提高，分子量可控的新型高性能分散染料的合成及其结构与性能研究具有重要的理论意义和应用价值。本项目拟运用多样性导向合成，研究用Passerini三组分反应和Ugi四组分反应实现高性能分散染料的绿色合成，并得到结构多样、颜色多样、摩尔消光系数多样的新型分散染料，拓展分散染料的分子库。在此基础上，研究新型分散染料的理化性质、光谱性能、分散稳定性和染色性能，揭示新型分散染料结构与性能的内在规律。项目特色在于将多样性导向合成应用于新型分散染料合成，运用多组分反应实现分散染料分子量的有效调控，并引入与纤维具有良好亲和力的酯基或酰胺基，以提高其染色性能；多组分反应还可将多个染料发色体绿色偶联，在实现结构、颜色多样性的同时，实现了分子内拼色，这有助于解决分子间拼色的配伍性问题，提高色光稳定性。这是一种绿色的高性能分散染料的合成新方法，具有重要的应用价值。

新型高性能分散染料的合成及其结构与性能关系研究具有重要的理论意义和应用价值。本项目拟运用多样性导向合成，研究用 Passerini三组分反应和Ugi四组分反应实现结构新颖多样高性能分散染料的合成。在此基础上，研究新型分散染料的理化性质、光谱性能、分散稳定性和染色性能等，揭示新型分散染料结构与性能关系的内在规律。根据研究计划，我们进行了新型分散染料多样性导向合成及其光谱性能、染色性能等应用性能方面的研究。首先，我们通过已知染料官能团转化或新合成方法，得到了具有氨基、羧基、醛基或异氰基团的分散染料。但是由于这些分散染料在反应介质中溶解度不理想，分散染料直接参与的Ugi四组分反应、Passerini三组分反应、以及其他的一些多组分反应未能顺利进行。然后，我们以Ugi四组分反应和Passerini三组分反应为关键步骤，发展了“Ugi反应——水解反应——偶合反应”、“原位酸合成——Ugi反应——偶合反应”和“原位酸合成——Passerini反应——偶合反应”三种策略，合成了结构新颖多样的偶氮分散染料，实现了新型分散染料的多样性导向合成。在此基础上，我们研究了所得分散染料的光谱性能、上染速率曲线、吸附等温线、Zata电位、涤纶、锦纶、氨纶上的色牢度以及分散剂对染色性能的影响等。结果表明：与相应的原分散染料相比，新染料在多类纤维中的色牢度显著提高，在纤维表面没有明显的表面吸附现象，但是上染速率较慢。从结构上分析：项目所得分散染料为已知分散染料的结构修饰，在染料分子量增加的同时，引入了酯基和酰胺基，增强了染料与纤维的相互作用，阻碍了染料的迁移，从而提高了色牢度等染色性能。项目所得的新型偶氮分散染料具有较高的潜在应用价值。