《染料的中间体》PPT课件

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1、第三章染料的中间体主要内容§3.1染料中间体合成的基本单元反应§3.2苯系中间体的合成§3.3萘系中间体的合成§3.4蒽醌系中间体的合成§3.5重氮化和偶合反应第三章染料中间体染料合成过程：染料分子中必须具有大π共轭体系，一般染料分子都具有芳香环结构。染料合成的原料主要是苯、萘、蒽等芳烃化合物，有机原料经过一系列反应转变为比较复杂，但尚未具有染料特性的芳香族化合物，然后在再进一步转变为染料。染料中间体：是合成过程中，原料与染料之间的中间产物。B、转变成其他基团§3.1中间体合成的基本单元反应一、引入硝基、磺酸基和卤原子1、引入硝基、磺酸基和卤原子的目的A、改变染料的色调和染色性能第三章染料

2、中间体第三章染料中间体2、反应机理芳环上的取代反应大都为亲电取代反应，一般带正电荷的亲电试剂（卤化剂、硝化剂、磺化剂）进攻电子云密度较高的芳核，取代芳环上的氢原子。亲电试剂：硝化试剂：混酸（浓硫酸+浓硝酸）；(NO2+)磺化试剂：浓硫酸、发烟硫酸；(SO3H+)卤化试剂：卤素+FeCl3、AlCl3等。(Cl+)第三章染料中间体1、卤化反应：染料分子中引入-Cl、-Br可使色泽明亮、鲜艳；引入-F可以提高耐光牢度。在染料中间体的合成中，卤化反应以在芳环上引入氯原子为主。因溴原子比氯活泼，因此常用于蒽醌中间体的溴化反应。苯和蒽醌的卤化反应常用氯气或溴水直接进行，催化剂可以采用FeCl3或HC

3、l加氧化剂（如NaClO）第三章染料中间体+Cl2ClFeCl3+HClOONH2+Br2HCl+NaCloOONH2BrBr2、硝化反应：在染料中间体的合成中，硝化反应非常重要。除了作为发色团外，还可以通过还原反应转变为芳香胺。硝化反应的硝化剂常用混酸（硝酸与硫酸的混合物）。由于是亲电取代反应，若在芳环上引入邻对位定位基，芳环活化，可以在低温、稀酸条件下进行；如果引入间位定位基，则需要在较高温度和较浓混酸中进行。第三章染料中间体3、磺化反应：在染料分子中磺酸基一般是直接连接在芳环上的，磺酸基除了给予染料水溶性和与纤维形成离子键外，也可以转变为羟基、氨基以及其他基团。磺化反应的磺化剂有浓硫

4、酸、发烟硫酸、三氧化硫和氯磺酸等。芳环上连有供电子取代基时，磺化条件可以低一些；当连有吸电子基时，必须在发烟硫酸等剧烈条件下磺化。第三章染料中间体二、取代基的转换——引入羟基和氨基1、引入羟基和氨基的目的A、改变染料的色调：羟基和氨基中的氧原子或氮原子中带有孤对电子，都是供电子基团，直接连接在染料分子的发色体系中形成p—π共轭，能引起较强烈的深色效应。第三章染料中间体B、改善染色性能：氨基和羟基是可以形成氢键的基团，它们既是供氢基团，又是受氢基团，接在染料分子上可以与纤维中的可以形成氢键的基团以氢键结合；由于氨基和羟基的杂原子均含有孤对电子，还可以与金属离子中的空轨道形成配位键，形成络合结

5、构，氢键和络合结构都能提高染料与纤维之间的亲和力。C、进一步合成其他中间体：通过氨基和羟基可以合成其他中间体，尤其是杂环中间体。氨基还可以通过重氮化偶合反应合成偶氮染料。第三章染料中间体在芳环中一般不能直接引入氨基、羟基，需要通过其他基团转变得到。转化的方法以亲核取代反应为主。亲核取代反应的反应机理如下：带负电荷的离子向芳核进攻，完成官能团转换。2、反应机理在芳环中引入吸电子基有利于反应的进行。第三章染料中间体3、氨基的引入⑴硝基还原：芳香族硝基化合物的还原是制备芳香胺的主要途径。例如：上述反应也可以应用催化加氢的方法进行第三章染料中间体对于多硝基化合物，采用强烈程度不同的还原剂，可以得到

6、不同的还原产物。当还原剂较强烈时，全部还原为氨基；所用还原剂较弱时，可以得到一个氨基的化合物。第三章染料中间体在强碱性溶液中，硝基还原可生成双分子还原产物。硝基苯在烧碱溶液中，用锌粉还原为氢化偶氮苯（对称二苯肼），然后在盐酸介质中重排为联苯胺。第三章染料中间体磺酸基氨解⑵氨解反应A、磺酸基的氨解第三章染料中间体由于芳环上的卤素原子与芳环的共轭体系形成了p—π共轭，所以芳环上的卤素原子非常稳定，难以直接转变为氨基或羟基，然而如果在芳环上同时接有强吸电子基，则有利于亲核取代反应的进行。B、卤化物的氨解：卤化物的氨解第三章染料中间体4、羟基的引入磺酸基的碱熔芳磺酸在高温下与氢氧化钠或氢氧化钾共熔

7、时，磺酸基转变成羟基，生成酚类的过程称为碱熔。磺酸基碱熔法制酚，设备简单，产率较高。缺点是生产工序多，操作麻烦，难以实现自动化，容易产生副反应。第三章染料中间体(2)卤化物的水解芳香族的卤化物很稳定，需要在催化剂以及高温高压的条件下进行。当卤素原子的邻对位有强吸电子基时，水解反应比较容易进行。第三章染料中间体ClNaOH+ONa++NaClH2OCu催化剂高温高压(3)异丙苯法用于大量生产苯酚，并得到另一重要工业原料——