染料化學教學大綱

《染料化學》教學大綱課程中文名稱：染料化學課程代碼：13511課程英文名稱：DyesChemistry課程類別與性質：專業(yè)必修課總學時：32學時學分：2先修課程：有機化學面對對象：輕化工程染整方向本科學生開課系（室）：輕化工程系一、課程教學目的《染料化學》是輕化工程染整工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎課，為必修課程。課程簡樸介紹了染料的基本知識和染料中間體及其單元合成反映，講述了染料構造與顏色、染色性能和染色牢度的關系，著重講述了不同應用類別的染料的構造與顏色、構造與染色性能、構造與染色牢度的關系。其目的是通過《染料化學》的學習，使學生掌握染料和顏料的基本知識，為學習染整工藝原理（染色、印花）等專業(yè)課奠定基礎。（一）知識目的通過染料化學的學習，使學生比較全方面掌握染料的基本知識（染料的分類、命名、牢度、商品化等），理解染料合成的基本反映和辦法（偶氮染料的制備原理、各類染料合成的基本途徑和慣用反映），掌握染料構造與顏色的關系，以及外界因素對染料構造和顏色的影響，掌握染料構造與性能、牢度(上染速率、上染率、勻染性、色牢度等)的關系，初步含有按纖維性質和染整規(guī)定合理選擇染料，并能從染料構造角度分析染整加工中的某些基本問題的能力，對新型染料、功效性染料有所理解。（二）能力目的通過《染料化學》課程教學，應注意培養(yǎng)學生下列幾個能力：1.獨立獲取知識的能力：逐步掌握科學的學習辦法，閱讀并理解與染料化學有關的教材、參考書和科技文獻。不停地擴展知識面，增強獨立思考的能力，更新知識構造。2.分析問題和解決問題的能力：運用所學知識提高染料應用方面的分析問題、解決問題和開發(fā)創(chuàng)新的能力。并對所涉問題能有一定深度的理解，能結合所學理論分析、判斷染料實際應用問題及研究成果的合理性。（三）素質目的通過《染料化學》課程教學，培養(yǎng)學生嚴謹求實的科學態(tài)度和刻苦鉆研的作風，注意培養(yǎng)學生善于分析、總結、歸納的科學學習辦法，為后來走上染料生產(chǎn)與應用有關領域的科學研究、生產(chǎn)技術管理等崗位打下堅實的基礎。二、課程內(nèi)容及學時分派知識單元1：染料基本知識參考學時：2學時學習目的：理解《染料化學》在專業(yè)知識構造中的重要地位；熟悉染料種類及構造；掌握染料的基本知識（染料的命名、牢度、商品化等）；理解染料發(fā)展歷史和趨勢。教學內(nèi)容：1.染料概述2.染料分類知識要點：染料的分類辦法及其各分類辦法的特點；按不同辦法分類的染料種類。3.染料命名4.染料牢度5.染料的商品化、ColorIndex及其它。重點：染料的構造分類、應用分類和命名。分析思考討論題：1．按紡織纖維分類，列表闡明各類纖維染色合用的染料（應用分類名稱）。2．染料的構造分類、應用分類的根據(jù)及優(yōu)缺點。知識單元2：中間體及重要單元反映參考學時：2學時學習目的：熟悉慣用染料合成中間體及其合成的重要單元反映；掌握重氮化反映和偶合反映的機理、基本辦法和影響因素。教學內(nèi)容：1.重要單元反映知識要點：磺化反映；硝化反映；鹵化反映；胺化反映；羥基化反映；烷基化和芳基化反映；考爾培反映；氨基?；从?；氧化反映；成環(huán)縮合反映。2.慣用苯系、萘系及蒽醌中料知識要點：苯系中料；萘系中料；蒽醌系中料。3.重氮化反映知識要點：重氮化反映機理；影響重氮化反映因素；重氮化反映辦法；重氮化合物性質。4.偶合反映知識要點：偶合反映機理；耦合劑；影響偶合反映的因素。5.偶氮染料的性質重點：重氮化反映和偶合反映的機理、基本辦法。分析思考討論題：1．試述重氮化反映機理，并討論影響重氮化反映的因素。2．試述偶合反映的pH值對偶合反映速率的影響。知識單元3：染料構造與顏色參考學時：3學時學習目的：理解染料發(fā)色的原理；掌握染料構造與顏色的關系；理解外界因素對染料構造和顏色的影響。教學內(nèi)容：光與顏色的基本概念知識要點：光；顏色；吸取定律；吸取光譜曲線。發(fā)色理論（電子吸取光譜的量子概念）知識要點：吸取波長和能級；激發(fā)能；吸取強度和選律；電子躍遷。染料的構造與顏色知識要點：染料分子發(fā)色的分子軌道理論；共軛雙鍵效應；取代效應；位阻效應。外界因素對染料顏色的影響重點：染料發(fā)色原理；染料構造與顏色的關系。分析思考討論題：1．以量子概念，分子激化理論解釋染料對光選擇性吸取的因素。2．將下列各組染料分別按顏色深淺排列，并簡樸闡明因素。（注：染料構造式略）知識單元4：直接染料參考學時：2學時學習目的：掌握染料直接性的概念；熟悉直接染料的構造特點、基本合成辦法和性能特點；理解直接染料構造與染料直接性的關系；理解直接染料構造與顏色、染色性能和染色牢度關系。教學內(nèi)容：直接染料介紹知識要點：直接染料的特點、共性；染料直接性概念與表達法。直接染料的構造、合成、分類和性能知識要點：單偶氮直接染料；雙偶氮直接染料；三偶氮直接染料；雜環(huán)直接染料和酞菁染料。直接染料構造與顏色直接染料構造與直接性、牢度重點：各類偶氮型構造的直接染料的構造及其合成；直接染料構造與顏色、染色性能和染色牢度關系。分析思考討論題：1．直接染料構造有何特性？按構造分，直接染料重要分為哪幾類？試各舉一例，并寫出合成路線。2．比較偶氮構造的酸性染料與直接染料在構造、染色對象，染色性能（勻染性、牢度）以及合成染料中間體方面的異同點。知識單元5：不溶性偶氮染料參考學時：2學時學習目的：掌握色酚、色基、色鹽、穩(wěn)定不溶性偶氮染料的構造特點；熟悉不溶性偶氮染料基本合成辦法和性能特點。教學內(nèi)容：不溶性偶氮染料介紹色酚知識要點：2-羥基-3-甲?；及芳捌溲苌铮灰阴Ｒ阴７及罚é?酮基酰胺）衍生物；其它鄰羥基芳甲酰芳胺類；色酚與纖維的直接性；色酚化學性質。色基、色鹽印花用不溶性偶氮染料知識要點：快色素染料；快磺素染料；快胺素染料；中性素染料。5.不溶性偶氮染料的性能。重點：色酚和色基構造特點；色酚構造與直接性關系；印花用不溶性偶氮染料制備辦法。分析思考討論題：1．試述色酚的重要構造類型。2．試闡明快磺素染料制備的基本原理和應用辦法。知識單元6：還原染料參考學時：2學時學習目的：掌握靛族染料、稠環(huán)酮類還原染料、可溶性還原染料的構造特點；熟悉還原染料基本合成辦法和性能特點；理解還原染料構造與顏色、染色性能和染色牢度關系。教學內(nèi)容：還原染料及其發(fā)展還原染料的分類知識要點：靛族類還原染料；蒽醌類還原染料；其它蒽醌型還原染料；可溶性類還原染料。還原染料構造與顏色知識要點：染料隱色體、靛族類還原染料構造與顏色；蒽醌類還原染料構造與顏色。4還原染料構造與牢度知識要點：光脆現(xiàn)象及其與染料構造的關系。重點：靛族染料和稠環(huán)酮類染料的構造與顏色、染色性能和染色牢度關系。分析思考討論題：1．何謂還原染料？還原染料有何構造特性？按構造分，還原染料可分為哪兩大類？（舉例闡明）2．寫出蘭蒽酮及靛藍的分子構造式、合成途徑、顏色、染色性能。知識單元7：硫化染料參考學時：1學時學習目的：掌握硫化染料的構造特點、基本合成辦法和性能特點；。理解硫化染料構造與顏色、染色性能和牢度關系。教學內(nèi)容：硫化染料構造特性硫化染料的分類硫化染料構造與顏色、性能重點：硫化染料的構造與顏色、應用性能關系。分析思考討論題：硫化染料的構造特性及硫化染料構造與應用性能關系。知識單元8：酸性染料參考學時：2學時學習目的：掌握強酸性染料、弱酸性染料的構造特點、基本合成辦法和性能特點；理解強酸性染料、弱酸性染料的構造與顏色、染色性能和染色牢度關系；理解酸性染料發(fā)展趨勢。教學內(nèi)容：酸性染料介紹酸類染料構造分類知識要點：偶氮類酸性染料；蒽醌類酸性染料；其它類的酸性染料。酸性染料構造與性能知識要點：染料分子構造與耐光性能；染料分子構造與濕解決堅牢度；染料分子構造與勻染性能。酸性染料的發(fā)展趨勢知識要點：發(fā)呈現(xiàn)有染料的新劑型，開發(fā)含雜環(huán)基團的新型酸性染料；錦綸專用酸性染料的進展；酸性染料的應用領域。重點：酸性染料構造特點、構造與顏色、染色性能和染色牢度關系。分析思考討論題：1．比較強酸性染料與弱酸性染料的構造、性能特點及其合用性。2．試比較酸性染料、弱酸性染料濕牢度、鮮艷度。知識單元9：酸性媒染染料與酸性含媒染料參考學時：2學時學習目的：掌握酸性媒介染料、酸性含媒染料的構造特點、基本合成辦法和性能特點；理解酸性媒介染料、酸性含媒染料的構造與顏色、染色性能和染色牢度關系。教學內(nèi)容：酸性媒染染料分類酸性媒染染料構造與顏色、性能知識要點：偶氮類酸性媒染染料；蒽醌酸性媒染染料；三芳甲烷類酸性媒染染料；氧蒽類酸性媒染染料。酸性含媒染料分類酸性含媒染料構造與性能重點：酸性媒介染料、酸性含媒染料構造特點，染料構造與顏色、染色性能和染色牢度關系。分析思考討論題：1．比較酸性媒介染料、酸性含媒染料的構造、性能特點及其合用性。2．試比較酸性媒介染料、酸性含媒染料的構造特點、染色性能、濕牢度、鮮艷度。知識單元10：活性染料參考學時：6學時學習目的：掌握活性染料活性基團分類及反映性能；掌握活性染料的構造特點、基本合成辦法；理解活性染料與纖維的反映、水解機理。教學內(nèi)容：活性染料介紹活性染料活性基團與分類知識要點：以親核取代機理進行的反映性活性基團；以親核消除加成反映機理進行的活性基團?；钚匀玖夏阁w活性染料的合成活性染料與纖維的反映性知識要點：纖維素纖維的染色機理；影響活性染料與纖維素纖維反映速率的因素；蛋白質纖維的染色機理?；钚匀玖吓c纖維間共價鍵的穩(wěn)定性重點：活性染料的活性基，反映活性和機理、“染料-纖維”鍵的穩(wěn)定性。分析思考討論題：1．比較一氯均三嗪、二氯均三嗪、二氟一氯嘧啶、甲砜嘧啶、三氯嘧啶型活性染料的反映活潑性，闡明理由。2．試述K型及KN型活性染料染纖維素纖維的反映機理?！叭玖稀w維”鍵在酸堿性介質中的斷鍵反映機理。3．比較K型和F型活性染料染纖維素纖維的反映活潑性?！叭玖稀w維”鍵的水解穩(wěn)定性，并試從這些機理出發(fā)，對近幾年在改善和提高鹵代雜環(huán)活性染料的反映性能和染料—纖維鍵穩(wěn)定性方面的品種發(fā)展加以討論（舉例闡明）；4．用于蛋白質纖維染色用的活性染料有何規(guī)定？宜選用哪些類型？它們的構造特性如何？5．試寫出α—溴丙烯酰胺活性基的染料與蛋白質纖維的成鍵過程。知識單元11：分散染料參考學時：4學時學習目的：掌握分散染料的構造特點、基本合成辦法；理解分散染料構造與顏色、染色性能和染色牢度的關系。教學內(nèi)容：分散染料介紹分散染料構造與分類知識要點：偶氮類；蒽醌類；雜環(huán)類。分散染料基本性能知識要點：溶解特性；結晶現(xiàn)象；染色特性。分散染料構造與顏色分散染料構造與牢度分散染料商品化分散染料近期發(fā)展重點：偶氮構造和蒽醌構造的分散染料的構造與顏色，構造與性能（特別耐熱（升華）性能、耐光牢度）的關系。分析思考討論題：1.何謂分散染料？分散染料有何構造特性？按構造分，分散染料可分為哪二大類？（舉例闡明）。2.敘述分散染料的構造與升華牢度、耐曬牢度的關系？（舉例闡明）知識單元12：陽離子染料參考學時：2學時學習目的：掌握陽離子染料的構造特點、基本合成辦法；理解陽離子染料構造與顏色、染色性能和染色牢度的關系。教學內(nèi)容：陽離子染料分類知識要點：隔離型陽離子染料；共軛型陽離子染料；新型陽離子染料（遷移型陽離子染料，改性合成纖維用陽離子染料，分散性陽離子染料，活性陽離子染料新型發(fā)色團陽離子染料）。陽離子染料構造與顏色陽離子染料構造與性能知識要點：陽離子染料的溶解性；對pH值的敏感性；陽離子染料的配伍性；陽離子染料的耐曬性能。陽離子染料的發(fā)展重點：陽離子染料的構造與配伍性性。分析思考討論題：1．按構造分，陽離子染料重要可分為哪幾大類？2．何謂陽離子染料的配伍性？它有何實際意義？知識單元13：有機顏料參考學時：1學時學習目的：掌握有機顏料的構造特點；理解有機顏料構造與性能關系。教學內(nèi)容：有機顏料的分類知識要點：偶氮類顏料；非偶氮類顏料。有機顏料構造與性能知識要點：有機顏料的化學構造與耐曬牢度和耐氣候牢度的關系；有機顏料化學構造與耐溶劑性能與耐遷移性能的關系。重點：有機顏料構造與性能關系。分析思考討論題：有機顏料與染料的異同點？舉例闡明有機顏料在印染中的應用。知識單元14熒光增白劑參考學時：1學時學習目的：掌握熒光增白原理、慣用熒光增白劑的構造和性能特點。教學內(nèi)容：熒光增白劑的分類知識要點：按構造分類；按用途分類。熒光增白劑的應用性能及商品加工知識要點：熒光增白劑的普通性能；影響熒光增白劑性能的某些因素；熒光增白劑的商品加工。重點：熒光增白原理，熒光增白劑的構造與性能關系。分析思考討論題：1．熒光增白劑的作用原理。2．慣用熒光增白劑的構造類型。三、課程學時分派與教學辦法（一）理論性教學內(nèi)容學時分派表教學時數(shù)教學方式教學時數(shù)教學方式課程內(nèi)容（知識單元）課程內(nèi)容（知識單元）理論講授習題課討論課備注小計知識單元1：染料基本知識22學時知識單元2：中間體及重要單元反映22學時知識單元3：染料構造與顏色33學時知識單元4：直接染料22學時知識單元5：不溶性偶氮染料22學時知識單元6：還原染料22學時知識單元7：硫化染料11學時知識單元8：酸性染料22學時知識單元9：酸性媒染染料與酸性含媒染料22學時知識單元10：活性染料66學時知識單元11：分散染料44學時知識單元12：陽離子染料22學時知識單元13：有機顏料11學時知識單元14：熒光增白劑11學時總計3232學時（二）闡明1.教學辦法課程教學以教師專家為主，學生自學為輔，授課中采用啟發(fā)式解說、集體討論式等多個行之有效的教學辦法，加強師生之間、學生之間的交流，引導學生獨立思考、分析和歸納問題。理論結合實際，應用工業(yè)生產(chǎn)、日常生活活動中的實例，引導學生加深對所學染料知識的理解和應用，提高學生學習本課程的愛好和主動性。2.手段應發(fā)揮好課堂教學主渠道的作用，教學手段應服務于教學目的，倡導有效運用多媒體技術。應主動發(fā)明條件，充足運用計算機輔助教學、網(wǎng)絡教學等當代化教育技術的優(yōu)勢，擴大教學信息量，適宜介紹與染料有關的化工領域的最新進展，提高教學質量和效率。3.習題課習題課上精選某些能培養(yǎng)學生分析和解決問題基本能力、鞏固所學知識的題目和部分疑難作業(yè)題目，讓學生舉一反三，力求熟能生巧。四、課程自主學習（一）課外作業(yè)課外習題是引導學生學習、檢查教學效果的重要環(huán)節(jié)，也是體現(xiàn)課程規(guī)定的標志，習題的選用應圍繞教學規(guī)定強調基本習題訓練，減少技巧性習題規(guī)定，應盡量精選某些既能培養(yǎng)學生分析和解決問題能力、鞏固所學知識、又較貼近應用實際可激發(fā)學生學習愛好的作業(yè)。（二）自主學習提高學生自學能力和獲取知識能力是重要環(huán)節(jié)，適宜布置學生自學的講授內(nèi)容。運用學生的校園網(wǎng)，提供豐富教學資源，延伸了課堂教學的時空領域，提供了課外學習服務。學生能夠運用網(wǎng)絡課堂進行自學、復習、個性化學習。網(wǎng)站平臺能夠提供在線作業(yè)，答疑系統(tǒng)、考試系統(tǒng)、交流平