甲酰化酞菁铜的制备及应用研究+文献综述

摘要：本研究是为企业现有产品酞菁铜（A）及偶氮化合物N-苯基-2-羟基-4-对甲酰基苯偶氮基萘甲酰胺（B）开发应用的研究项目。A和B分别是企业生产的两种商业化产品，A是蓝色颜料，B是大红色颜料，他们不仅耐有机溶剂、耐酸碱、耐化学腐蚀等性能优异，而且耐光、耐候、耐温性也很好，已广泛被涂料、塑料、油墨等行业采用；吲哚碳菁具有摩尔消光系数大、荧光性能好、对光和热稳定性高等特点，将取代吲哚引入A和B的分子结构中，可以得到有应用前景的新型颜料。以A为原料经过维尔斯迈尔反应，制备甲酰化酞菁铜（C）；以2,3,3-三甲基取代吲哚啉为原料，与碘乙烷成盐，得到吲哚啉盐（D），再将D分别与B和C进行缩合反应得到1-乙基-3,3-二甲基-2-（β-N-苯基-2-羟基-4-对偶氮基萘甲酰胺苯乙烯基）-3H-吲哚碘化物（E）和1-乙基-3,3-二甲基-2-（β-酞菁铜乙烯基）-3H-吲哚碘化物（F）。重点

考察了化合物C的制备及B、C与活泼亚甲基化合物吲哚啉D作用的可行性。实验结果表明：通过维尔斯迈尔反应实现了酞菁的甲酰得到了化合物C，通过芳醛和活泼亚甲基化合物缩合反应得到了化合物E，化合物F的制备在现有条件下难以实现。6689

关键词： 酞菁铜；取代酞菁；维尔斯迈尔反应；偶氮颜料；吲哚啉

The preparation and application of substituted

Phthalocyanine

Abstract: This study is for the company’s existing

copper phthalocyanine (A) and n-hydroxy-methyl phenyl

azo naphthalene-carboxamide (B) development of applied

research projects. A and B are produced by two

commercial products, A is a blue pigment,B is a red

pigment.They are not only organic solvent resistance, acid

and alkali, excellent corrosion resistance and light

resistance, weather resistance, temperature resistance is also

very good, already widely used in paints, plastics, inks and

other industries; Indole carbon-Ching has large molar

extinction coefficient, good, light and fluorescence

properties and high thermal stability, will replace the indole

into the molecular structure of A and B, can get the

application prospect of new paint. After Vilsmeier reaction

to a raw materials, preparation of acid copper

phthalocyanine(C); With trimethyl-substituted indoline as

raw material, and iodide salts get indoline salts (D), D

condensation reactions with the B and C are respectively

1-ethyl- -3,3-dimethyl-2-(β-n-phenyl-2-hydroxy-4-of

for mamide styryl-azo naphthalene)-3H-indole iodide(E)

and 1-ethyl-3,3-dimethyl -2-(β-phthalocyanine copper

vinyl) -3H-indole iodide (F). Focused its investigation on

compound preparation of C and B, C with active

methylene compounds indoline D feasibility. Experimental

results show that: Phthalocyanine through Vilsmeier

reaction of Carbonyl get compound C, Through a

condensation reaction of aromatic aldehyde with active

methylene compounds are chemical compounds E,

Compound F preparation is difficult to achieve under the

existing conditions.

1.2.6酞菁铜衍生物的合成7

1.3偶氮颜料概述10

1.4吲哚概述11

1.4.1吲哚的结构及性质11

1.4.2吲哚的应用11

1.4.3N-取代吲哚衍生物的合成路线12

1.5维尔斯迈尔反应12

1.6本课题研究意义及内容13

1.6.1研究内容13

1.6.2研究目的及意义15

2实验部分15

2.1仪器和试剂15

2.1.1实验仪器15

2.1.2实验试剂16

2.2实验17

2.2.1甲酰酞菁铜的制备17

2.2.21-乙基-2，3，3-三甲基-3H-碘代吲哚的制备18

2.2.31-乙基-3，3-二甲基-2-（Β-N-苯基-2-羟基-4-对偶氮基萘甲酰胺苯乙烯基）-3H-吲哚碘化物的制备18

2.2.41-乙基-3，3-二甲基-2-（Β-酞菁铜乙烯基）-3H-吲哚碘化物的制备19

2.2.5反应装置19

2.3产物的性能考察20

2.3.1产物结构表征20

2.3.2紫外可见光谱20

3结果与讨论21

3.1结果分析21

3.2结构分析21

3.2.1红外光谱分析21

3.2.2紫外-可见光谱分析22

4结论28

致谢29

参考文献30

1.1.2有机颜料的改性

有机颜料给色能力取决于颗粒在介质中分散性的好坏，为使颜料商品具有符合要求的应用性能，添加各种类型的助剂、颜料分散剂、有机颜料衍生物与特定的添加剂等，在调整有机颜料粒径大小与分布、颜料晶型种类、改变颜料粒子表面极性过程中，起着十分重要的作用。通常用的改性方法有下列几种：

（1） 调整颜料粒径大小与分布，改进着色强度、光泽度及透明性；

（2） 改进颜料粒子的软质结构，提高易分散性能；

（3） 调整颜料表面极性与分散介质的相容性或匹配性；

（4） 改变产品的亲水或亲油性，制备专用剂型(如水性涂料、溶剂型印墨及塑料着色用色母粒等)；

（5） 增加颜料粒子空位效应或空间障碍，提高颜料分散体系贮存稳定性；

（6） 改进颜料耐热稳定性能。

1.1.3荧光颜料的概述

荧光颜料是不溶于介质而带有荧光的有色物质。荧光物质吸收可见光后，能把人眼不能感受到的紫外荧光转变成为一定颜色的可见光，其总的反射光强度比一般普通有色物质高。荧光颜料分为荧光色素颜料和荧光树脂颜料两种类型。

（1）荧光色素颜料

该类颜料属于有机荧光颜料。它与一般的有机颜料一样，是色素的集合粒子，能够保持荧光性，具有鲜艳的色彩。

此类颜料耐日光牢度较低，虽其着色力较高，但荧光强度及鲜艳性低于荧光树脂颜料。

（2）荧光树脂颜料

该类颜料是将带有荧光的可溶性染料混入某些树脂的初期聚合中，待树脂固化后经粉碎成细粉。该法易操作，染料含量高，可制得高强度，耐光牢度好的产品。

1.1.4有机荧光颜料的化学组成

有机荧光颜料由荧光染料和基料组成。荧光染料也称荧光体、荧光物。基料也称为载体。二者有良好的互溶性。

1.2.2酞菁及酞菁铜的结构

酞菁是具有四氮杂四苯并卟啉结构的化合物，分子结构与叶绿素和血红素等天然物质的结构非常相似。在

酞菁分子中，通过α位联结4个吡咯环的甲基被氮原子取代，而吡咯环上的α氢又被苯环所替代。酞菁也可以看作是由4个异吲哚环组成封闭的十六员环，碳和氮在环上交替地排列形成一个环状轮烯结构。酞菁分子本身是具有18个π电子的大π共轭体系，电子密度分布均匀，各个碳氮键的键长几乎相等，酞菁结构如图1.1所示；酞菁环组成二维共轭π电子体系，在此体系中，18个π电子分别于内环C-N位[1]，在红外光区酞菁具有强烈的吸收。

图1.1酞菁图1.2金属酞菁(MPc)

在酞菁分子结构中，环内是一个直径约为2.7×10-10m 的孔穴，孔穴内可以容纳多种金属元素或非金属元素。酞菁分子中心的2个氢原子被不同的元素取代后与氮原子形成共价键，其余2个氮原子以配位键与中心元素键合成稳定的配合物。与酞菁形成配合物的主要是金属元素，通常称为金属酞菁(MPc) [2],结构如图1.2所示，具有D2n点群对称性。由于酞菁及金属化合物的热稳定性，其在空气中加热