《染料的分类》PPT课件

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1、染料化学-------第二章中间体及重要的单元反应8/24/2021第二章中间体及重要的单元反应引言重要的单元反应常用苯系、萘系及蒽醌中料重氮化和偶合反应8/24/2021第一节引言合成染料是最早发展起来的有机合成工业，它的品种虽然非常之多，但是这些合成染料主要是由为数不多的几种芳烃（苯、甲苯、二甲苯、萘和蒽醌等）作为基本原料而制得的。从这些基本原料开始，首先要经过一系列化学反应把它们制成各种芳烃衍生物，然后再进一步制成染料。习惯上，将这些还不具有染料特性的芳烃衍生物叫做“染料中间体”简称“中间体”

2、或“中料”。8/24/2021从芳香族原料制得的中间体虽然品种繁多，但从分子结构看，它们大多数是在芳烃环上含有一个或多个取代基的芳烃衍生物。重要取代基有：－NH2、－N(CH2CH2OH)2、－OH、－OCH3、>C＝O、－NO2、－Br、－Cl、－SO3Na、－COOH、＝N＋(CH3)2等。它们对染料的颜色、溶解度、化学性质和染色性能均具有十分重要的意义。为了构成染料的共轭体系并在分子中引入或形成上述各种取代基团，苯、甲苯、萘、蒽醌、苊、芘、咔唑等有机原料要经过磺化、硝化、卤化、氨化（引入氨基）

3、、羟基化、还原、氧化、烷化、柯尔培（Kolbe）、弗－克（Friedel-Craft）、偶合等反应才能合成染料。8/24/2021这些反应主要可归纳为三类反应：其一是亲电取代反应；其二是芳环上已有取代基的亲核取代反应；其三是形成杂环或新的碳环的反应，即成环缩合反应。上述三类反应之间有着密切的联系。第一类取代反应常为后二类反应准备条件，第一类反应引入的取代基的位置常常是进行第二类反应时，由这个取代基转化所形成的新取代基的位置，而第三类反应常需要由芳环上的取代基来提供C、N、S或O原子等以形成杂环或新的

4、碳环。8/24/2021第二节重要的单元反应磺化硝化卤化氨化反应羟基化反应烷基化和芳基化反应（Freidel-Crafts）考尔培（Kolbo-Schmitt）反应氨基酰化反应氧化反应成环缩合反应8/24/20211.磺化(Sulfonation)磺化目的通过引入磺酸基赋予染料水溶性。染料分子中的磺酸基能和蛋白质纤维上的－NH3+生成颜色键结合而赋予染料对纤维的亲和力。通过亲核置换，将引入的磺酸基置换成其他基团，如－OH、－NH2、－Cl、－NO2、－CN等，从而制备象酚、胺、卤代物、硝基化合物、腈

5、等一系列中间体。在染料中间体合成中主要是－SO3Na经碱熔成－ONa的反应。8/24/2021磺化试剂和主要磺化法磺化过程中磺酸基取代碳原子上的氢称为直接磺化；磺酸基取代碳原子上的卤素和硝基称为间接磺化。常用的磺化试剂有浓硫酸、发烟硫酸、三氧化硫和氯磺酸。芳烃的磺化是一个可逆反应。磺化反应的难易取决于芳环上取代基的性质。8/24/20218/24/20218/24/20212.硝化在芳环上引入硝基的反应称为硝化硝化目的1.作为制取氨基化合物的一条重要途径。8/24/20212.硝基是一个重要的发色团

6、，利用它的极性，加深染料颜色。3.利用硝基的吸电子性，使芳环的其他取代基活化，易于发生亲核置换反应。硝化试剂和硝化反应常用的硝化试剂有硝酸和混酸（硝酸和浓硫酸混合物）。8/24/20213.卤化卤化目的1.可改善染色性能，提高染料的染色牢度。四溴靛蓝的牢度比靛蓝好，色更加鲜艳，牢度好。2.通过卤基（主要是－Cl、－Br）水解、醇解和氨化引入其他基团，主要是－OH、－OR和－NH23.通过卤基，进行成环缩合反应，进一步合成染料卤化试剂常用的卤化试剂有氯气、溴素，有时也常用盐酸加氧化剂如NaClO、CO

7、Cl2在反应中获得活性氯。在染料合成中通过已有－Cl、－取代基地置换可引入－F。8/24/20218/24/20218/24/20214.胺化反应目的氨基是供电子基，在染料分子的共轭系统中引入氨基，往往可使染料分子的颜色加深；可以和纤维上的羟基、氨基，腈基等极性基团形成氢键，提高染料的亲和力（或直接性）通过芳伯胺重氮化，偶合，可合成一系列偶氮染料；通过氨基可以引入其他基团；生成杂环化合物。8/24/2021引入氨基的反应硝基还原和氨解反应。硝基还原反应：催化加氢还原、在电解质中用铁屑还原、硫化碱还原

8、和电解还原。8/24/20218/24/2021氨解反应（ammonolysis）在染料中料合成中主要应用的是－Cl、－SO3H和－OH基团的氨解反应，如β－氨基蒽醌：8/24/2021β－萘胺一般采用β－萘酚的氨解反应制得。该方法称为Bacherer反应8/24/20211,4-二氨基蒽醌及其取代氨基衍生物可经如下反应由1,4-二羟基蒽醌制得8/24/20215.羟基化反应目的羟基本身是个助色团；羟基能与纤维上的氨基，羟基形成氢键，可提高染色牢度；酚羟基具有媒染的特