Получение синтетических красителей реакцией азосочетания на примере синтеза 3-окси-4-карбоксиазобензола
этих красителях имеются электроноакцепторные
заместители нитрогруппы - [pic]. Представитель этой группы – краситель
нафтоловый жёлтый (динатриевая соль 2,4-динитро-1-нафтол-7-сульфокислоты)
[pic]
2. Нитрозокрасители. Они содержат нитрозогруппы – NO. Представители
этой группы – производные 1-нитрозо-2-нафтола
[pic]
3. Азокрасители. В их хромофорную систему входит азогруппа -N - N-.
Представители этой группы – кислотный синий 2К
[pic]
и конго красный
[pic]
4. Арилметановые красители. Их основу составляют молекулы диарил- или
триарилметана (I и II) либо фенилксантена (III). Хромофорную систему
образует система сопряжённых связей с электроноакцепторными и
электронодонорными заместителями (X - O, NH):
[pic]
Представители этой группы – кислотный ярко-голубой З (I) и флюоресцин
(II):
[pic]
5. Хинониминовые красители. В их молекуле имеются хинониминовые группы
[pic]
Представитель этой группы – краситель прямой ярко-голубой светопрочный
[pic]
6. Сернистые красители. Они объединены по способу получения осернением
ароматических амино- и нитросоединений. Химическое строение большинства
сернистых красителей не установлено. Представители этой группы – сернистый
чёрный, получаемый осернением 2,4-динитрофенола, и сернистый коричневый Ж,
получаемый осернением 2,4-динитротолуола.
7. Антрахиноновые красители. Являются производными антрахинона
[pic]
Представители этой группы – ализарин (I) и кислотный зелёный
антрахиноновый (II):
[pic]
8. Кубовые полициклокетоновые красители. Молекулы их содержат несколько
конденсированных ароматических колец и не менее двух карбонильных групп,
атомы углерода обычно также принадлежат ароматическим ядрам. Представитель
этой группы – кубовый синий O:
[pic]
9. Индигоидные красители. В основе строения этих красителей лежит
структура молекулы индиго (I) или тиоиндиго (II):
[pic]
10. Фталоциановые красители. Являются производными фталоцианина
[pic]
2.1.2. Техническая классификация красителей
Химическая классификация отражает строение и способы получения
красителей, но не отражает их технических свойств и назначения. Между тем
для тех отраслей промышленности, которые применяют красители, важно знать
их технические свойства, т.е. для крашения каких материалов предназначен
краситель и в каких условиях его применяют. Поэтому существует вторая
классификация красителей – техническая, в которой красители объединены в
группы по их техническому назначению.
Крашение – сложный процесс, в котором краситель может взаимодействовать
с окрашиваемым материалом химически, а может адсорбироваться поверхностью
материала и удерживаться при помощи адсорбционных сил. В зависимости от
свойств красителя и окрашиваемого материала крашение ведут в различных
условиях, вводя в раствор красителя разные добавки, изменяя температуру
ванны, концентрацию красителя и.т.д.
В простейшем случае краситель растворяют в воде и ткань окрашивают,
погружая в красильную ванну. Другие красители требуют предварительной
обработки ткани специальными веществами – протравами. Третьи нуждаются в
последующей обработке для закрепления красителя на волокне. Существуют
группы красителей, нерастворимых в воде. Их переводят в раствор
восстановлением в форму лейкосоединения, и в таком виде они переходят на
волокно. При последующем окислении они переходят в краситель
непосредственно на волокне. Некоторые красители синтезируют на самом
волокне: ткань пропитывают последовательно растворами промежуточных
продуктов, которые реагируют между собой на волокне, образуя краситель.
Ряд нерастворимых в воде красителей растворяется в органических
растворителях. К ним относятся жиро-, спирто-, и ацетонорастворимые
красители, а также красители, растворимые в полимерах – полиамидах и
полиэфирах.
По технической классификации красители подразделяют на следующие
важнейшие группы.
1. Кислотные красители, окрашивающие шерсть и шёлк в кислом или
нейтральном растворе.
2. Основные красители, окрашивающие в нейтральном растворе шерсть,
шёлк и кожу непосредственно, а хлопчатобумажные ткани после протравливания
таннином.
3. Прямые красители, окрашивающие хлопчатобумажные волокна в
нейтральном или слабощелочном растворе.
4. Протравные красители, окрашивающие хлопчатобумажные, шерстяные и
шёлковые волокна после их протравливания солями металлов - алюминия, хрома,
железа.
5. Активные красители, окрашивающие целлюлозные волокна в щелочном
растворе (сода, бикарбонат, тринатрийфосфат), а шерсть, натуральный шёлк и
полиамидные волокна в среде, близкой к нейтральной (pH = 6 – 8).
6. Кубовые красители, окрашивающие целлюлозные волокна в щелочном
растворе лейкосоединения (т.е. продукта восстановления). Окрашиваемый
материал выдерживают в этом растворе (так называемом кубе), а затем
окисляют на воздухе. При этом лейкосоединение снова переходит в краситель.
7. Сернистые красители, окрашивающие хлопчатобумажное волокно в водных
растворах сернистого натрия.
8. Красители, образующиеся на волокне. К этой группе красителей
относятся азоидные, окислительные красители и фталогены.
Азоидные (ледяные, или холодные) красители: окрашиваемый материал
пропитывают раствором оксисоединения, затем погружают в раствор
диазосоединения; на волокне происходит реакция азосочетания и образуется
краситель.
Окислительные красители образуются в процессе крашения на волокне при
окислении ароматических аминов.
9. Красители для меха.
10. Красители для кожи и шубной овчины.
11. Дисперсные красители, окрашивающие ацетатный шёлк и синтетические
волокна. Они практически нерастворимы в воде и окрашивают только тогда,
когда содержатся в красильной ванне в тонкодисперсном состоянии (величина
частиц 0,2 – 2,0 мкм).
12. Красители жиро- и спирторастворимые.
13. Пигменты и лаки. Применяются для приготовления полиграфических,
художественных, строительных и других красок. Пигменты используют для
крашения пластических масс, резины, бумаги. Пигментами окрашивают вискозное
и ацетатцеллюлозное волокно и синтетические полимерные материалы в растворе
или расплаве полимера перед изготовлением из них волокон (крашение в
массе).
2.2. Свойства и строение синтетических красителей
2.2.1. Номенклатура красителей
В начальный период развития промышленности названия многим красителям
давали произвольно, без какой-либо системы. Эти названия не отражали
полностью ни химических, ни технических свойств красителя, а зачастую не
указывали даже на его цвет. Несмотря на явное несовершенство таких
названий, многие из них сохранились до настоящего времени и прочно
укоренились в технике, например, аурамин, эозин, фуксин, родамин, индиго и
др. Иногда к таким названиям добавляют указание на цвет красителя,
например, конго красный, нафтоловый жёлтый, метиленовый голубой.
В России принята единая номенклатура красителей, в соответствии с
которой название красителя строится так, что оно отражает технические
свойства красителя и его цвет. Приводим названия ряда красителей,
построенные в соответствии с этой номенклатурой: протравной зелёный Бс;
основной коричневый 2К; кислотный оранжевый; кислотный зелёный Ж; кислотный
алый 2Ж; прямой синий КМ; пигмент жёлтый светопрочный; сернистый чёрный;
пигмент голубой фталоциановый; кислотный зелёный антрахиноновый; кубовый
синий О; кубовый золотисто-жёлтый КХ. Из этих примеров видно, что название
красителя составлено из нескольких прилагательных, первое из которых
указывает на принадлежность красителя к той или иной группе по технической
классификации, а второе – на цвет красителя.
Часто в названии красителя имеется ещё слово или буква, указывающая на
оттенок красителя или на его особые свойства. Например, в названии
красителя «кислотный зелёный Ж» буква Ж указывает на желтоватый оттенок
этого зелёного красителя. Буква К означает красноватый оттенок, С –
синеватый, З – зеленоватый, О – основной оттенок данного тона. Буква Х в
названии кубового красителя показывает, что краситель восстанавливается в
лейкосоединение и окрашивает волокно на холоду - кубовый золотисто-жёлтый
КХ; эта же буква в названии прямого красителя означает, что прочность
окраски возрастает при обработке волокна солями хрома - прямой красный Х.
Буква М в названии прямого красителя означает, что прочность окраски
возрастает после обработки волокна солями меди - прямой синий КМ. Буквы Бс
означают, что краситель выпущен в форме бисульфатного соединения, которое
легче растворяется в воде, чем исходный краситель - протравной зелёный Бс.
Цифра, стоящая перед буквой, означает степень отклонения оттенка от
основного цвета. Например, кислотный синий 2К имеет более сильно выраженный
красноватый оттенок, чем кислотный синий К.
Иногда в названии содержится определение какого-либо свойства красителя
(«светопрочный») или указание на форму, в которой его выпускают («в пасте»,
«порошок»).
2.2.2. Связь между строением и цветом
| |  скачать работу |
Получение синтетических красителей реакцией азосочетания на примере синтеза 3-окси-4-карбоксиазобензола |
