染料的结构类型.ppt

第四章 染料的结构类型 主 要 内 容 §4.1 偶氮染料 §4.2 蒽醌染料 §4.3 靛族染料 §4.4 三芳甲烷染料 §4.5 杂环染料 §4.6 菁系染料 §4.7 硫化染料 §4.8 酞菁染料 第四章 染料的结构类型 §4.1 偶氮染料 一、结构特点 共轭体系是由一个或多个偶氮基连接芳环而成的染料。 合成：重氮组分与偶氮组分发生偶合反应制得，在偶氮染料分子中，偶氮基的两侧分别为重氮组分和偶合组分的结构 。 可以是单偶氮、双偶氮、多偶氮结构。 第四章 染料的结构类型 第四章 染料的结构类型 二、偶氮染料的一般特点 A、色谱齐全：黄、橙、红、紫、深蓝、黑等 以浅色黄—红为主，大红最鲜艳，绿色较少。 B、制造简单，成本低廉。 C、品种齐全，数量多，用途广。 品种齐全：除硫化、还原外，其他应用分类都有偶氮染料； 数量多：在合成染料中，有偶氮结构的染料品种占一半以上； 用途广：纺织品中每种纤维都可用偶氮结构的染料进行染色，还用于颜料、油墨、食品、皮革、纸张。 第四章 染料的结构类型 三、化学性质 1、水溶性： 若无水溶性基团，一般不溶于水； 阴离子基团：—SO3Na、 — COONa 阳离子基团： — N+R3 亲水性基团： — OH、 — NH2、 — SO2CH3、 — SO2NH2等 第四章 染料的结构类型 2、异构现象 A、几何异构：偶氮基是个双键，可以形成几何异构。 即双键顺反异构 顺式能量高，稳定性差；反式能量低，稳定性好。偶氮染料在一般情况下以反式存在。 光致变色：在光照下由于能量生高，致使染料从反式变为顺式，颜色发生变化。当将变了色的染料放在黑暗中，染料又会回复到原来的结构，变到原来的颜色。 第四章 染料的结构类型 光致变色的防止方法：偶氮基邻位引入羟基、氨基形成氢键。 第四章 染料的结构类型 B、互变异构： 1884年 Zincke 发现对羟基偶氮苯也可以用醌和苯肼缩合而成。同时证明，腙式和偶氮式之间存在互变异构。 用以上两种方法制得的化合物完全相同，两种形式存在一个动态平衡。 偶氮基的邻、对位存在羟基或氨基时才能有互变异构。 第四章 染料的结构类型 3、耐酸碱性 芳环上含有羟基的偶氮染料在碱性条件下由于羟基电离成为负氧离子（－O－），增强了供电子性，从而产生深色效应 ： 芳环上含有氨基的偶氮染料在酸性条件下由于氨基吸附氢离子，成为铵离子，供电子能力消失，从而产生浅色效应 ： 第四章 染料的结构类型 3、耐酸碱性 邻对位氨基偶氮染料会接收质子发生互变异构而变色。 甲基橙在pH值3.1~4.4时为橙色，酸性变为红色；碱性变为黄色。 第四章 染料的结构类型 克服办法： 把羟基接在偶氮基的邻位，形成氢键，羟基在碱中不易电离。 第四章 染料的结构类型 克服办法： 把不连在邻位上的羟基、氨基封闭掉。（第三章羟基和氨基的保护） 第四章 染料的结构类型 4、氧化还原性能： 偶氮染料在空气中会发生光氧化作用而褪色，日晒牢度中等水平。 在保险粉等还原剂作用下，偶氮基会发生断裂，分解为两个芳香胺，而使染料失去颜色，这是鉴定偶氮基的常用方法。用于织物印花得雕印、拔染印花。 第四章 染料的结构类型 四、偶氮染料结构与颜色 1、单偶氮染料 （1）共轭体系长短 随芳环数目增加，共轭体系增长，颜色增深 第四章 染料的结构类型 (1)共轭体系长短 苯-吡唑啉酮：黄色； 苯-萘酚及其磺酸衍生物： 橙—红色； 含强供电子基的苯胺—萘酚及其磺酸衍生物：红—紫色； 萘—萘胺、萘酚及其磺酸衍生物：红、紫、蓝色； 第四章 染料的结构类型 (2)取代基—NH2、—OH、—NHCOCH3的影响 X= H 红光红 NHCOCH3 蓝光红 NH2 蓝光紫 N(CH3)2 绿光蓝 取代基数目、供电子性增加，颜色增深。 第四章 染料的结构类型 (3)供吸体系的协同作用：一般来说，重氮组分取代基的吸电子性越强，偶合组分取代基的供电子能力越强，使染料分子偶极性增加，颜色加深。 第四章 染料的结构类型 2、双偶氮染料、多偶氮染料 共轭体系延长，产生深色效应。过分延长，深色效应减弱，色泽萎暗 芳环为苯环颜色较浅：芳环为萘环颜色加深 第四章 染料的结构类型 隔离基的影响 直接橙S（C.I. 直接橙26，29150） 隔离基两边为两个独立的发色团共轭体系，染料颜色为两边发色体系的拼色。这类染料耐光牢度较高。 第四