偶氮材料应用及其替代.ppt

偶氮染料应用及其替代蔡勤山偶氮化合物N2－两端都与C相连者称为偶氮化合物。其通式为：R－N＝N－R`（这里R、R`代表脂肪烃基和芳香烃基）。N=N称为偶氮基。若R/R都为氢，则成为二亚胺（HN=NH）。偶氮化合物具有顺、反几何异构体(见几何异构)。反式比顺式稳定。两种异构体在光照或加热条件下可相互转换：R、R`均为芳香基时，这样的化合物十分稳定。光照或者加热都不能使其分解,不能产生自由基，π共轭体系的范围很大，所以芳香族偶氮化合物相当稳定，也最为常用。许多芳香族偶氮化合物的衍生物，是非常重要的合成染料。芳香族偶氮化合物由重氮盐和酚/芳香胺等活化的芳香环发生亲电取代反应（重氮偶合反应）制取。重氮盐在温度升高时会分解，故此类反应一般在0°C左右进行。另外肼衍生物（R-NH-NH-R）的氧化也会生成偶氮化合物。相比之下，脂肪族偶氮化合物没有芳香族偶氮化合物常见，它们中的有些在温度升高或受辐射时，会发生碳-氮键断裂放出氮气，生成自由基，因此被用作自由基引发剂。偶氮二异丁腈（AIBN）即是常用的自由基引发剂之一。12芳香族偶氮化合物的制取偶氮化合物典型代表—偶氮苯偶氮苯是最简单的芳香偶氮化合物，众多偶氮染料的母体结构。含有两个苯基分别与偶氮基–N=N–两端相连的结构。偶氮苯的制取、利用硝基苯(1)被钠汞齐或氢化铝锂还原制备（路线A）、利用亚硝基苯(3)与苯胺(4)在乙酸中缩合制备（路线C，适于不对称衍生物的合成）、利用二苯肼(2)被次溴酸钠溶液氧化制备（路线B）1859年J.P.格里斯发现了第一个重氮化合物并制备了第一个偶氮染料──苯胺黄。

在染料分子结构中，凡是含有偶氮基（—N=N—）的为偶氮染料。采用重氮化、偶合反应由中间体制得。由于合成方法简单，结构多变，因而是染料中品种最多的一类，约占合成染料品种的50%以上。1偶氮染料是含有一个或多个偶氮基发色基的染料。是品种最多、应用最广的一类合成染料。2偶氮染料偶氮染料在应用上包括酸性、碱性、直接、媒染、冰染、分散、活性染料，以及有机颜料等。按分子中所含偶氮基数目可分为单偶氮、双偶氮、三偶氮和多偶氮染料：单偶氮染料Ar─N=N─Ar’─OH(NH2)双偶氮染料Ar1─N=N─Ar2─N=N─Ar3三偶氮染料Ar1─N=N─Ar2─N=N─Ar3─N=N─Ar4式中Ar为芳香基。随着偶氮基数目的增加，染料的颜色加深。偶氮染料的分类偶氮染料的分类其中单偶氮染料如酸性大红G；双偶氮染料如直接大红4B；多偶氮染料如直接黑BN。另外，还可以根据溶解度可分为：可溶性偶氮染料，指一般能溶解在水中的染料；不溶性偶氮染料，包括冰染染料和其他不溶于水的偶氮染料。????????????????????????????????????????????????酸性大红G直接大红4B????????????????????????????????????????????????直接黑BN偶氮染料应用偶氮染料是品种最多、应用最广的一类合成染料，可用于纤维、纸张、墨水、皮革、塑料、彩色照相材料和食品着色。有些偶氮化合物可用作分析化学中的酸碱指示剂和金属指示剂。有些偶氮化合物加热时容易分解，释放出氮气，并产生自由基，如偶氮二异丁腈AIBN等：故可用作聚合反应的引发剂。此外，偶氮染料在纺织品服装和印染工艺中应用也极为广泛。偶氮染料因合成工艺简单、成本低廉、染色性能突出等优点，使其无论在品种或是在数量上均为最大的一类工业染料。据统计，在1998年，世界染料市场上偶氮染料约占60％~70％。除用于各类纤维的染色和印花，并用于化学纤维、皮革、纸张、肥皂、蜡烛、木材、麦秆、羽毛等染色以及油漆、油墨、塑料、橡胶、食品、化妆品等的着色。12偶氮染料的应用（1）21偶氮染料还具有光致变色特点，因此用偶氮染料掺杂高分子薄膜后，可以用作可擦重写光盘的记录介质。利用其光变色原理，可以设计和研制高密度、大容量和耐疲劳度高的三维“海量”光存储元件。偶氮染料的应用（2）也可以用偶氮染料与金属络合后制备三阶线性光学材料。01偶氮染料还用于液晶显示、染料激光以及生命科学中的DNA分子荧光标记等现代高科技领域。02偶氮染料的应用（3）由于偶氮染料制作工艺简单、色谱齐全、色光良好、牢度较高、几乎能染所有的纤维，01因此，它被广泛地用于各类纤维、皮革制品的染色和印花，以及纸张、肥皂、蜡烛、木材、麦秆、羽毛等染色以及油漆、油墨、塑料、橡胶、食品等的着色。02偶氮染料的出现，使原本灰白而又单调的物质世界披上了炫彩华美的外衣，使得纺织