染料的结构类型.ppt
《染料的结构类型.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《染料的结构类型.ppt(88页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、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,单偶氮染料 分散黄E-G(C.I.分散黄3,11855),双偶氮染料 直接湖蓝6B(C.I.直接蓝1,24410),第四章 染料的结构类型,二、偶氮染料的一般特点A
2、、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
3、。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。,顺式 反式,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。,引入羟基 引入氨基,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
4、。,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3.14.4时为橙色,酸性变为红色;碱性变为黄色。,偶氮式 腙式(深色效应),(黄色)(红色),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。,酸性橙(pKa=11.4)酸性橙(pKa=8.2),第四章 染料的结构
5、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),酸性大红G,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,黄橙 橙红、品红 红紫,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:
6、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。,NaO,3,S,SO,3,Na,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。,分散蓝SE2R(C.I.分散蓝183,11078),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
7、色较浅:芳环为萘环颜色加深,C.I.酸性红 148,弱酸性深蓝GR,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。,第四章 染料的结构类型,3、金属络合结构的染料黄色 橙色酸性媒染橙RL(C.I.媒染橙37,18730)通过络合,颜色变深,变暗,耐日晒牢度、湿处理牢度提高,第四章 染料的结构类型,4.2 蒽醌染料一、结构特点由蒽醌和稠环酮结构组成,在共轭体系中含有两个或两个以上羰基的发色体系,又称羰基染料。种类:蒽醌染料(蒽醌衍生物)、杂环蒽醌染料、稠环蒽酮染料、杂环蒽酮染
8、料等类型。,第四章 染料的结构类型,1、蒽醌染料(蒽醌衍生物):在蒽醌分子中引入不同的取代基制成的染料。通常在蒽醌环上引入羟基或氨基,再经芳胺化、酰化或醚化引入其他基团。,弱酸性绿GS(C.I.酸性绿25),分散红 3B(C.I.分散红60),第四章 染料的结构类型,2、杂环蒽醌染料:由多个蒽醌通过杂环连接而成,不含水溶性基团,主要作为还原染料。,还原黄FFRK(C.I.还原黄 28),第四章 染料的结构类型,3、稠环蒽酮染料:由多个芳环稠合在一起并含有两个羰基,不溶于水,主要作为还原染料。,还原艳绿FFB(C.I.还原绿1),第四章 染料的结构类型,4、杂环蒽酮染料:在稠环蒽酮结构中含有杂环
9、结构的染料,用作还原染料。,还原黄G(黄蒽酮)(C.I.还原黄 1),第四章 染料的结构类型,二、蒽醌染料的一般特点色谱齐全:深色(蓝绿)较鲜艳;浅色不鲜艳;缺大红。(与偶氮染料相补充)数量多、品种齐、应用广。品种占染料20%,仅次于偶氮染料,适用于各种纤维染色,主要包括酸性染料、分散染料、活性染料、还原染料等。价格昂贵(合成原料)。发色强度较低。,第四章 染料的结构类型,三、蒽醌染料的化学性质水溶性:酸性、酸性媒染、活性染料带磺酸基(SO3Na),水中可溶;阳离子染料带季铵结构,水中可溶;分散、还原染料水中不可溶。耐氧化:已是酮式不易继续氧化,耐氧化性好。不易发生光氧化反应,日晒牢度一般很高
10、,一般在5级以上,高的可达78级。,第四章 染料的结构类型,还原性:蒽醌和稠环酮结构中的羰基可被保险粉等还原剂还原为酚羟基,并可溶解于NaOH溶液形成隐色体钠盐,经氧化后又可回复为原来的结构和颜色。,第四章 染料的结构类型,四、蒽醌染料的结构与颜色1、供吸体系蒽醌含有两个羰基,具有强吸电子性。引入供电子基,颜色加深;供电子基供电能力大,颜色深;氨基烷基化可以使颜色加深,芳基化更深,氨基酰化使颜色变浅。杂环蒽醌染料中的O、S、N等杂原子参与了共轭体系,又具有供电子性,所以产生深色效应,并使颜色更为鲜艳。,第四章 染料的结构类型,2、取代基的位置位的深色作用位;,402nm 368nm 475nm
11、 440nm(异丙醇中),位上可与羰基形成分子内氢键,增加了分子的极化,降低了激化态能量,激化能随之下降。氨基的深色效应较羟基大。,第四章 染料的结构类型,若两个取代基在一侧则颜色较深;在两侧则深色效应小。,红黄色 红色紫红色 紫色,第四章 染料的结构类型,若1、4、5、8位同时引入取代基,深色效应明显。,酸性蓝SE,max=600629nm(CH2Cl2),第四章 染料的结构类型,3、稠环蒽酮染料共轭体系对颜色的影响稠环蒽酮染料的分子中由于多个苯环稠合在一起,增大了共轭体系,产生显著的深色效应,大多为紫、蓝、绿等深色染料。稠合环较少的也可以是黄和橙色。,还原艳绿B,第四章 染料的结构类型,4
12、、蒽醌还原染料隐色体的颜色较染料本身要深。蒽醌还原染料隐色体盐的结构中,共轭双键连贯整个分子,而蒽醌本身共轭双键并未连贯整个分子,因此,隐色体盐溶液具有向红位移作用,颜色变深。经空气氧化后,回复到原来的颜色。,第四章 染料的结构类型,4.3 靛族染料一、靛族染料的结构特点由碳碳双键连接两个带羰基的杂环组成的共轭体系作为母体结构的染料。,靛族染料结构 发色团,第四章 染料的结构类型,靛族染料与蒽醌染料相似含有两个羰基,也称羰基染料。分子结构中共轭体系不长,杂原子的性质对染料的颜色和性质有较大的影响。NH比S具有更强的共电子能力,颜色更深。结构分类:X=NH 靛蓝X=S 硫靛混合结构(一半靛蓝,一
13、半硫靛)半靛结构(一半为靛蓝或硫靛,一半为醌类结构),第四章 染料的结构类型,还原蓝4B(C.I.还原蓝5),靛蓝,硫靛,还原桃红R(C.I.还原红1),第四章 染料的结构类型,混合型结构,还原紫BBF(C.I.还原紫5),还原印花蓝2G(C.I.还原蓝8),半靛结构,第四章 染料的结构类型,二、靛族染料的一般特点1、传统染料:蓝印花布、蜡染、石磨蓝;2、双键相连:化学稳定性比蒽醌差,日晒牢度中等;引入卤素原子可以使日晒牢度提高,色泽鲜艳度提高。3、靛族染料不溶于水,但可还原为隐色体溶于碱性溶液,染色后再经氧化回复到原来结构,主要用作还原染料。4、品种少、色泽暗、色谱不全;,第四章 染料的结构
14、类型,三、靛族染料的颜色特点由于靛族染料分子结构中共轭体系不长,杂原子的性质对染料的颜色和性质有较大的影响。共轭体系中的羰基具有吸电子性,靛族分子中的杂原子的供电子能力越强,染料的颜色越深,因NH比S具有更强的供电子能力,所以靛蓝的颜色为蓝色,而硫靛最深的颜色为蓝光红色。,第四章 染料的结构类型,连接在与杂环相并列的苯环上的取代基对染料的颜色也有很大影响,这是由于这些取代基的供吸电子性能和所在位置改变了杂环上羰基的吸电子能力以及亚氨基或硫原子的供电子能力。例如同样含有两个二乙氧基的硫靛染料的颜色相差很大。原因在于羰基对位的乙氧基减弱了羰基的吸电子能力,使颜色变浅;而在硫原子对位则增加了硫原子的
15、供电子能力,产生深色效应。,蓝色,橙色,第四章 染料的结构类型,隐色体的颜色较还原前染料要浅隐色体共轭体系被破坏,失去了发色的特征,颜色较还原前染料要浅。,第四章 染料的结构类型,四、靛族染料的顺反异构现象由于靛族染料分子中间含有烯双键,所以存在顺反异构。靛蓝的反式结构中NH和羰基可以形成氢键,使反式更加稳定。硫靛不能形成分子内氢键,较易转变为顺式。,反式结构,第四章 染料的结构类型,4.4 三芳甲烷染料一、结构特点三芳甲烷染料分子由中心碳原子连接三个芳环形成主要骨架,芳环可以是苯环、萘环等。如果在芳环上中心碳原子的对位引入两个NH2或NR2,并经氧化形成醌式结构,共轭体系连成一片,就形成了三
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 染料 结构 类型
![提示](https://www.31ppt.com/images/bang_tan.gif)
链接地址:https://www.31ppt.com/p-6421644.html