何瑾馨编写的染料化学习题.doc

染料化学习题答案 第一章 染料概述 一．染料是能将纤维或其他基质染成一定颜色的有色有机化合物。成为染料需要 具备以下两个条件：（1）可溶于水，或者可在染色时转变成可溶状态，对 纤维有一定的亲合力。（2）能够使纤维着色，且上染后具有一定的染色牢 度。 二．纺织纤维按其来源可以分为 3 类，植物纤维，动物纤维，合成纤维；对于植 物纤维，如棉，麻可用直接染料，活性染料，还原染料，不溶性偶氮染料， 硫化染料，缩聚染料进行染色。对于动物纤维，如羊毛，蚕丝可以用酸性染 料，中性染料，媒染染料，活性染料进行着色。合成纤维，常见的有涤纶， 锦纶，腈纶，涤纶可以用分散染料染色，锦纶可以用酸性染料染色，腈纶可 以用阳离子染料染色。 第二章 中料及其合成途径 二．合成染料中料中常用的重要的亲电取代反应有磺化、硝化、卤化，烷化，芳 化。 1) 磺化反应的作用即是在有机化合物分子中引入磺酸基。 磺化目的： 1．通过引入磺酸基赋予染料水溶性。 2．染料分子中的磺酸基能和蛋白质纤维上的－NH3+生成盐键结合而赋予染 料对纤维的亲和力。 3．通过亲核置换，将引入的磺酸基置换成其他基团，如－OH、－NH2、－ Cl、－NO2、－CN 等，从而制备酚、胺、腈、卤代物、硝基化合物等一系列 中间体。在染料中间体合成中主要是－SO3 Na 经碱熔成－ONa 的反应。 2）硝化反应的作用即是在有机化合物分子中引入硝基。 硝化目的： 1．作为制取氨基化合物的一条重要途径。 NO2 [H] H+ NO2 Zn OH - NH 2 NH NH H+ NH2 NH2 2．硝基是一个重要的发色团，利用它的极性，加深染料颜色。 3．利用硝基的吸电子性，使芳环的其他取代基活化，易于发生亲核置换反 应。 3）卤化反应的作用即在有机化合物分子中引入了卤素 卤化目的： 1．可改善染色性能，提高染料的染色牢度。如四溴靛蓝的牢度比靛蓝好， 颜色更加鲜艳，牢度好。 2．通过卤基（主要是－Cl、－Br）水解、醇解和氨化引入其他基团，主要 是－OH、－OR 和－NH2 3．通过卤基，进行成环缩合反应，进一步合成染料 4）烷化的作用即在有机化合物分子中引入了烷基或芳基。 烷基化目的： 1．在染料分子中引入烷基和芳基后，可??善染料的各项坚牢度和溶解性能； 2．在芳胺的氨基和酚羟基上引入烷基和芳基可改变染料的颜色和色光； 3．可克服某些含氨基、酚羟基染料遇酸、碱变色的缺点。 三．合成染料主要是由为数不多的几种芳烃（苯、甲苯、二甲苯、萘和蒽醌等） 作为基本原料而制得的。常用的中间体有，苯胺，硝基苯，卤代苯，烷基苯 ， 苯酚，萘酚，苯磺酸，萘磺酸等 四．萘的磺化随磺化条件，特别是随温度的不同得到不同的磺化产物。低温（lt;60 ℃）磺化时，由于α位上的反应速率比β位高，主要产物为 α取代物。随着 温度的提高（165℃）和时间的推移，α位上的磺酸基会发生转位生成β-萘 磺酸。（一）萘环上引入羟基的方法有（1）酸基碱熔反应：萘磺酸在高温 下（300℃）与氢氧化钠或氢氧化钾共熔时磺酸基转变成羟基 SO 3H NaOH 270 ONa H+ OH 。 （2）羟基置换卤素反应： Ar-Cl + 2NaOH Ar-ON a + NaCl + H 2 O H+ Cl NO2 ONa NO2 H+ NO2 Ar-OH OH NO 2 NO2 NO2 NH2 15- 20% H2SO4 OH （3）羟基置换氨基反应： 200 （二）在萘环上引入氨基的反应，主要是硝基还原和氨解反应，（1）硝基 NO 2 H 2 /Pt Fe+ HCl NH2 的还原，如 OH SO3H SO3H NH2 。（2）氨解 NH 3 NH4HSO3 反应如 NaOH NaHSO 3 五． 蒽 醌 上 引 入 羟 基 的 常 用 的 方 法 是 酸 基 碱 熔 法 ， 如 O SO3H NaOH 270 0C O O O ONa + H O OH O 蒽醌上引入氨基最常用的方法是氨解法：如β-氨基蒽醌 O Cl NH 3 H-T H-P O O SO3H NH3 Cat H-T H-P O O O O NH2 O NH2 第三章 重氮化偶合反应 一．重氮化反应机理：色基和盐酸与亚硝酸钠的反应称为重氮化反应。对于重 氮化反应本身来说，溶液中具有一定的质子浓度是一个必要的条件 ,反应 中，首先是盐酸与亚硝酸钠作用生成亚硝酸，在酸性介质中亚硝酸与酸反 应生成亚硝化试剂，反应如下： NaNO2+HCl→HNO2+NaCl HNO2 + H+ → H2 NO2+ H2NO2+ + Cl-→ H2O + NOCl H2NO2+ +NO2- → N2O3 +H2O, 其中亚硝酸阳离子,亚硝酰氯,亚硝酸酐都是亚硝化试剂.色基的重氮化反应是以 亚硝化试剂作为进攻