第六章還原染料-PPT(精)

1、一、結(jié)構(gòu)特征一、結(jié)構(gòu)特征分子中分子中不含水溶性基團(tuán)不含水溶性基團(tuán)（-SO3H、-COOH），），缺缺少親水性基團(tuán)少親水性基團(tuán)（-NH2、-OH、-NO2等），不溶于等），不溶于水，水，至少含有兩個(gè)羰基至少含有兩個(gè)羰基。 染料染料 隱色酸隱色酸 隱色體鈉鹽隱色體鈉鹽 （不溶于水）（不溶于水） （不溶于水）（不溶于水） （溶于水）（溶于水） O COCDHOHO COHCDNaOHHO COCD常用還原劑是保險(xiǎn)粉常用還原劑是保險(xiǎn)粉 Na2S2O42H2O（連二亞硫酸鈉）（連二亞硫酸鈉） 凡是染料分子中含凡是染料分子中含蒽醌結(jié)構(gòu)或多環(huán)酮結(jié)構(gòu)蒽醌結(jié)構(gòu)或多環(huán)酮結(jié)構(gòu)的統(tǒng)稱為蒽醌類的統(tǒng)稱為蒽醌類還原染料。這

2、類染料絕大部分是由蒽醌及其衍生物合成的。還原染料。這類染料絕大部分是由蒽醌及其衍生物合成的。 這類染料在還原染料中占有重要地位，它的優(yōu)點(diǎn)很多，主這類染料在還原染料中占有重要地位，它的優(yōu)點(diǎn)很多，主要為：各項(xiàng)牢度高超；色譜齊全；顏色鮮艷；還原要為：各項(xiàng)牢度高超；色譜齊全；顏色鮮艷；還原后的隱色體鈉鹽對(duì)纖維均有很高的親和力。后的隱色體鈉鹽對(duì)纖維均有很高的親和力。 絕大部分蒽醌還原染料絕大部分蒽醌還原染料隱色體鈉鹽的色澤均較未還原染料隱色體鈉鹽的色澤均較未還原染料的顏色為深的顏色為深，僅有少數(shù)例外，這與靛族還原染料隱色體的情，僅有少數(shù)例外，這與靛族還原染料隱色體的情況恰好相反。況恰好相反。 OOONa

3、ONa蒽醌（淺黃色）蒽醌隱色酸鈉鹽（紅色）1 1酰胺系酰胺系染料結(jié)構(gòu)式中含有一個(gè)或幾個(gè)酰氨基，位置均在染料結(jié)構(gòu)式中含有一個(gè)或幾個(gè)酰氨基，位置均在位。位。例如：例如：特點(diǎn)：特點(diǎn)： （1 1）分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，色譜以黃、橙為主，勻染性好，有一定的水）分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，色譜以黃、橙為主，勻染性好，有一定的水洗和耐氯牢度。洗和耐氯牢度。 （2 2）大部分品種具有光脆性）大部分品種具有光脆性 （3 3）酰氨基在堿性、高溫下易水解，所以適用于冷染）酰氨基在堿性、高溫下易水解，所以適用于冷染 OONHCONHCOOONHCOOCHNOONH2NH2還原紅還原紅5GK 還原黃還原黃GK 紫紅色（未苯甲酰化）紫紅色（未

4、苯甲?；?OOOOOONHNH染料結(jié)構(gòu)中含有咔唑環(huán)與蒽醌稠合，一般可含一個(gè)、染料結(jié)構(gòu)中含有咔唑環(huán)與蒽醌稠合，一般可含一個(gè)、二個(gè)、四個(gè)咔唑環(huán)。最重要的品種：還原棕二個(gè)、四個(gè)咔唑環(huán)。最重要的品種：還原棕BRBR（含二（含二個(gè)咔唑），還原卡其個(gè)咔唑），還原卡其GGGG（含四個(gè)咔唑，橄欖綠色），（含四個(gè)咔唑，橄欖綠色），牢度好，無(wú)顯著光脆性。牢度好，無(wú)顯著光脆性。OOOOOOHNNHNH還原棕還原棕BR 咔唑咔唑 染料特點(diǎn)：染料特點(diǎn)： 1 1、分子具有咔唑環(huán)，等能與纖維形成氫鍵，親和力較大、分子具有咔唑環(huán)，等能與纖維形成氫鍵，親和力較大 2 2、勻染性良好，色譜以黃、橙、棕、綠為主、勻染性良好，色譜

5、以黃、橙、棕、綠為主 3 3、黃色染料對(duì)纖維有光敏脆損作用、黃色染料對(duì)纖維有光敏脆損作用 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：分子中具有二氫吩嗪結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：分子中具有二氫吩嗪結(jié)構(gòu)典型結(jié)構(gòu)：典型結(jié)構(gòu)：還原藍(lán)還原藍(lán)RSRS（N N）（藍(lán)蒽酮）（藍(lán)蒽酮）OOOOHNNHNHHN 二氫吩嗪二氫吩嗪 藍(lán)蒽酮之所以具有很高的染色牢度，是和它分子內(nèi)藍(lán)蒽酮之所以具有很高的染色牢度，是和它分子內(nèi)部形成帶氫鍵六元環(huán)分不開(kāi)的。染料分子中分子內(nèi)部形成帶氫鍵六元環(huán)分不開(kāi)的。染料分子中分子內(nèi)氫鍵的形成，有助于加速激化態(tài)分子內(nèi)部電子轉(zhuǎn)移，氫鍵的形成，有助于加速激化態(tài)分子內(nèi)部電子轉(zhuǎn)移，有利于能量傳遞，減少了可能發(fā)生的光化學(xué)反應(yīng)，有利于能量傳遞，減少

6、了可能發(fā)生的光化學(xué)反應(yīng)，使染料的耐曬牢度得以提高。使染料的耐曬牢度得以提高。 合成：合成：兩分子兩分子2-2-氨基蒽醌在氮?dú)庀聣A熔脫氫縮氨基蒽醌在氮?dú)庀聣A熔脫氫縮合、閉環(huán)合成。合、閉環(huán)合成。NaOH, KOH, NaNO3 堿熔脫氫220OOOOOOOONH2H2NHNNH染料特點(diǎn)：染料特點(diǎn)：（1 1）穩(wěn)定性好，空氣中加熱至）穩(wěn)定性好，空氣中加熱至470470以上才分解以上才分解（2 2）染料不耐氯漂（由藍(lán)色變成暗綠色）。）染料不耐氯漂（由藍(lán)色變成暗綠色）。（3 3）可以被氯化）可以被氯化兩者有類似的結(jié)構(gòu)式：兩者有類似的結(jié)構(gòu)式：ONNOOCHCHO 黃蒽酮（還原黃黃蒽酮（還原黃G） 芘蒽酮（還

7、原金橙芘蒽酮（還原金橙G） 芘（芘（C16H10） 這兩個(gè)染料顏色也相似，黃蒽酮及其衍生物大都是這兩個(gè)染料顏色也相似，黃蒽酮及其衍生物大都是黃色，而芘蒽酮及其衍生物則大都是橙色，但它們黃色，而芘蒽酮及其衍生物則大都是橙色，但它們的性質(zhì)截然不同，主要表現(xiàn)在芘蒽酮類染料有嚴(yán)重的性質(zhì)截然不同，主要表現(xiàn)在芘蒽酮類染料有嚴(yán)重的光脆性，而黃蒽酮類染料則沒(méi)有。（的光脆性，而黃蒽酮類染料則沒(méi)有。（-N=的負(fù)電的負(fù)電性比性比-CH=大）大） 這類染料是從或可以從苯嵌蒽酮合成的還原染料。這類染料是從或可以從苯嵌蒽酮合成的還原染料。甘油脫水丙烯醛蒽醌還原蒽酮縮合苯嵌蒽酮（最活化位置：（最活化位置：3、9位）位） 2

8、34567891011HCH2=CH-CHOOOOOCH2CH2CHOO1 兩個(gè)苯嵌蒽酮分子在不同位置上連接起來(lái)，形成兩個(gè)苯嵌蒽酮分子在不同位置上連接起來(lái)，形成兩種異構(gòu)體，即紫蒽酮和異紫蒽酮。兩種異構(gòu)體，即紫蒽酮和異紫蒽酮。12344321OO紫蒽酮，即還原深藍(lán)紫蒽酮，即還原深藍(lán)BO BO 脫氫縮合發(fā)生在脫氫縮合發(fā)生在3,3,4,43,3,4,4位置位置12341234OO 異紫蒽酮，即還原紫異紫蒽酮，即還原紫R R 脫氫縮合發(fā)生在脫氫縮合發(fā)生在3,4,4,33,4,4,3位置位置OOHNClCOClCl這類染料一般說(shuō)來(lái)對(duì)纖維素纖維具有這類染料一般說(shuō)來(lái)對(duì)纖維素纖維具有良好的親和良好的親和力力，

9、色澤鮮艷，價(jià)格便宜，但日曬牢度差，且具，色澤鮮艷，價(jià)格便宜，但日曬牢度差，且具有嚴(yán)重有嚴(yán)重光脆性光脆性。如：還原黃如：還原黃GCGCOOCSNSCNSN噻唑噻唑 C COC COCNHCCHNCOOCSCCSCOOCSCNHCCOOCNHCNHCCOOCSCNHCCOO(NH)CSCCCOO靛藍(lán)類 硫靛類 對(duì)稱性靛系染料：對(duì)稱性靛系染料： 不對(duì)稱靛系染料：不對(duì)稱靛系染料： 靛類、硫靛混合類 靛紅類 不對(duì)稱靛藍(lán)、硫靛類 半靛類 CNHCNHCCOOCNHCCHNCOO順式； 反式 靛類的合成（介紹最常用的一種方法）：（介紹最常用的一種方法）：以苯胺為原料，在醋酸鈉存在下與氯乙酸得到苯基以苯胺為原

10、料，在醋酸鈉存在下與氯乙酸得到苯基甘氨酸，堿熔融閉環(huán)生成吲哚酚，空氣氧化縮合而甘氨酸，堿熔融閉環(huán)生成吲哚酚，空氣氧化縮合而生成靛藍(lán)。生成靛藍(lán)。 ClCH2COOHCH3COONaNaNH2200 O2CNHCCHNCOOCNHCH2ONH2NHCH2COOH由于反式結(jié)構(gòu)能夠形成分子內(nèi)氫鍵，所以由于反式結(jié)構(gòu)能夠形成分子內(nèi)氫鍵，所以一般以反一般以反式形式存在式形式存在。 hCSCSCCOOCSCCSCOO 反式 順式 硫靛是靛藍(lán)分子中亞氨基被硫原子取代的產(chǎn)硫靛是靛藍(lán)分子中亞氨基被硫原子取代的產(chǎn)物。由于不能形成分子內(nèi)氫鍵，所以有順、物。由于不能形成分子內(nèi)氫鍵，所以有順、反式兩種形式存在。反式兩種形式

11、存在。幾乎所有的硫靛類染料都是幾乎所有的硫靛類染料都是紅色紅色的。的。 發(fā)色體系：發(fā)色體系： 12345671234567CXCCXCOO雜原子雜原子X(jué)的供電性越強(qiáng)，顏色越深。的供電性越強(qiáng)，顏色越深。在在X的鄰、對(duì)位（即共軛位置的鄰、對(duì)位（即共軛位置5,7位）接上供電子基，位）接上供電子基，在在 的鄰、對(duì)位（即共軛位置的鄰、對(duì)位（即共軛位置4,6位）接上吸電子位）接上吸電子基都能起深色效應(yīng)?；寄芷鹕钌?yīng)。外界條件：溶劑極性越大（介電常數(shù)越大），越有外界條件：溶劑極性越大（介電常數(shù)越大），越有利于分子激化，染料顏色越深。利于分子激化，染料顏色越深。隱色體顏色：靛族類還原染料還原成隱色體以后，

12、隱色體顏色：靛族類還原染料還原成隱色體以后，顏色顏色比原來(lái)淺比原來(lái)淺，均為無(wú)色或極淺的黃色。，均為無(wú)色或極淺的黃色。 COHONaOHHCNHCCHNCOOCNHCCHNCOHOHCNHCCHNCONaONa 靛藍(lán)（藍(lán)） 靛藍(lán)隱色酸（靛白，無(wú)色） 隱色體鈉鹽（淡黃） 3-3-苯甲酰苯并蒽酮脫氫閉環(huán)或苯甲酰苯并蒽酮脫氫閉環(huán)或1,5-1,5-二甲酰萘脫二甲酰萘脫氫閉環(huán)可制得二苯并芘醌。氫閉環(huán)可制得二苯并芘醌。OOOO Br Br 還原金黃還原金黃GKGK（光脆性大，不耐堿煮）（光脆性大，不耐堿煮） 還原金黃還原金黃RKRK（光脆性小）（光脆性?。?蒽締蒽酮的蒽締蒽酮的2,82,8位是最活化位置，對(duì)

13、纖維有光脆性，位是最活化位置，對(duì)纖維有光脆性，且對(duì)纖維直接性低，故不用做染料。在且對(duì)纖維直接性低，故不用做染料。在2,82,8位接上兩個(gè)位接上兩個(gè)氯原子，就是還原艷橙氯原子，就是還原艷橙GKGK；接上兩個(gè)溴原子，就是艷橙；接上兩個(gè)溴原子，就是艷橙RKRK，是較重要的產(chǎn)品，兩者的光脆性均有所減少。，是較重要的產(chǎn)品，兩者的光脆性均有所減少。 134567891011122OOOOClClOOBrBr 蒽締蒽酮蒽締蒽酮 還原艷橙還原艷橙GK 還原艷橙還原艷橙RK OONHNHClClNNNNNNNNCoNNSOSSHx（一）結(jié)構(gòu)、分類及命名（一）結(jié)構(gòu)、分類及命名1結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)系還原染料隱色體的硫酸酯鹽系

14、還原染料隱色體的硫酸酯鹽C-O-SO3Na，溶，溶于水后可直接上染纖維，不需經(jīng)過(guò)還原過(guò)程，于水后可直接上染纖維，不需經(jīng)過(guò)還原過(guò)程，因此染色方法簡(jiǎn)單，適用方便。因此染色方法簡(jiǎn)單，適用方便。如：第一個(gè)可溶性還原染料如：第一個(gè)可溶性還原染料印地科素印地科素O O（Indigosol O） CNHCCHNCOSO3NaOSO3Na2 2分類及命名分類及命名溶蒽素：蒽醌還原染料隱色體的硫酸酯鹽溶蒽素：蒽醌還原染料隱色體的硫酸酯鹽溶靛素：靛族還原染料隱色體的硫酸酯鹽溶靛素：靛族還原染料隱色體的硫酸酯鹽兩大類兩大類統(tǒng)稱為印地（科）素統(tǒng)稱為印地（科）素Indigosol，這是冠稱，這是冠稱色稱色稱：是指染料氧

15、化顯色成還原染料后原來(lái)的色澤，：是指染料氧化顯色成還原染料后原來(lái)的色澤，并非可溶性還原染料本身的顏色，僅有少數(shù)顏色相等。并非可溶性還原染料本身的顏色，僅有少數(shù)顏色相等。如：溶蒽素藍(lán)如：溶蒽素藍(lán)IBC是黃色，染得的顏色是藍(lán)色；溶靛是黃色，染得的顏色是藍(lán)色；溶靛素素O（一般不注明顏色，即為藍(lán)色）是淺灰色，染得（一般不注明顏色，即為藍(lán)色）是淺灰色，染得的顏色是藍(lán)色；溶蒽素綠的顏色是藍(lán)色；溶蒽素綠IB是紅色，染得的顏色是綠是紅色，染得的顏色是綠色。色。尾稱尾稱：其中表示的色光都是和原來(lái)還原染料母體的名字：其中表示的色光都是和原來(lái)還原染料母體的名字相同，在表示色光之前的字母，代表相當(dāng)于哪一類還原相同，在

16、表示色光之前的字母，代表相當(dāng)于哪一類還原染料的堅(jiān)牢度或從哪一類還原染料母體得來(lái)。染料的堅(jiān)牢度或從哪一類還原染料母體得來(lái)。I 母體為具有陰丹士林（母體為具有陰丹士林（Indanthrene）的牢度，）的牢度， 染色牢度較高染色牢度較高H 母體為具有海林登（母體為具有海林登（Helindon）的牢度，）的牢度， 染色牢度較差染色牢度較差A(yù) 母體為具有阿爾格爾（母體為具有阿爾格爾（Algol）的牢度，）的牢度， 染色牢度較差染色牢度較差O 母體為靛藍(lán)類還原染料母體為靛藍(lán)類還原染料T 母體為硫靛類還原染料母體為硫靛類還原染料目前普遍采用的合成方法是將還原染料直接溶于叔胺目前普遍采用的合成方法是將還原染

17、料直接溶于叔胺（常用吡啶）和氯磺酸的混合液中，再加入鐵粉，在（常用吡啶）和氯磺酸的混合液中，再加入鐵粉，在這樣的條件下，染料被還原成隱色酸并進(jìn)而被酯化，這樣的條件下，染料被還原成隱色酸并進(jìn)而被酯化，反應(yīng)完畢加入碳酸鈉蒸去吡啶，濾去鐵泥，鹽析。反應(yīng)完畢加入碳酸鈉蒸去吡啶，濾去鐵泥，鹽析。例如：溶蒽素綠例如：溶蒽素綠IB的合成過(guò)程的合成過(guò)程O(píng)OH3COOCH3H3COOCH3NHSO3ClNHO3SOOSO3HNNa2CO3H3COOCH3NaO3SOOSO3Na可溶于水可溶于水，因?yàn)榉肿觾?nèi)含有酯基，酯基所占比例越，因?yàn)榉肿觾?nèi)含有酯基，酯基所占比例越多，溶解性越好；含鹵素越多，溶解度越差。多，溶解

18、性越好；含鹵素越多，溶解度越差。 例如：例如： O（靛藍(lán)）（靛藍(lán)）O4B（四溴靛）（四溴靛）O6B（六溴靛）（六溴靛）能在中性和弱酸性溶液能在中性和弱酸性溶液（稀（稀HAc、甲酸）、甲酸）中染色中染色，因此可以擴(kuò)大到蛋白質(zhì)纖維染色。因此可以擴(kuò)大到蛋白質(zhì)纖維染色。親和力低，親和力低，只能染淡色。只能染淡色。 可溶性還原染料溶于水，在水溶液中被可溶性還原染料溶于水，在水溶液中被纖維吸附，然后經(jīng)氧化劑的酸性溶液處理而纖維吸附，然后經(jīng)氧化劑的酸性溶液處理而氧化顯色。氧化顯色。C O SO3Na + H2O溶解吸附上纖維H ，OC O + H2O 纖維素纖維染色一般都用纖維素纖維染色一般都用NaNO2為

19、氧化劑，為氧化劑，羊毛染色則用重鉻酸鹽為氧化劑。羊毛染色則用重鉻酸鹽為氧化劑。OOONaONaOO+2Na+NHCOCCCONHNHCONaCCCONaNH靛藍(lán)（暗藍(lán)色）靛白靛藍(lán)隱色酸鈉鹽（接近無(wú)色）OOONaONa蒽醌（淺黃色）蒽醌隱色酸鈉鹽（紅色） 正常還原正常還原 過(guò)渡還原過(guò)渡還原（暗藍(lán)色）（暗藍(lán)色） （棕色）（棕色）OOHNNHOOONaONaNNOOONaONaHNNHONaONa+2e-2e+2e-2eHH脫鹵后的染料色光變紅，耐氯牢度差。脫鹵后的染料色光變紅，耐氯牢度差。OOHNNHClOOCl H O H ONaONaNNOOHHClClONaONaNNOOHHOOOO2eHOHOHOHOHOH蒽酚酮蒽酚酮NHOOOONHNHCOCO正常還原NHONaONaONaONaNHNHCOCO水解NHONaONaONaONaNH2NH2COOH2一、光脆現(xiàn)象一、光脆現(xiàn)象定義