Антрахиноновые красители
Антрахиноновые красители представляют собой многочисленную группу красителей, содержащих антрахиноновое звено в качестве общего структурного элемента. Антрахинон сам по себе бесцветен, но красители от красного до синего получаются путем введения электронодонорных групп, таких как гидроксильные или аминогруппы, в 1-е, 4-е, 5-е или 8-е положение. [1] Антрахиноновые красители структурно родственны красителям индиго и классифицируются вместе с ними в группе карбонильных красителей . [2]
Члены этой группы красителей можно найти как в натуральных , так и в синтетических красителях . Антрахиноновые красители представлены протравными и кубовыми , а также реактивными и дисперсными красителями . Они характеризуются очень хорошей светостойкостью . [3]
Натуральные антрахиноновые красители
Одним из наиболее важных антрахиноновых красителей растительного происхождения является ализарин , который извлекают из красильной марены ( Rubia tinctorum ). Ализарин - это эпоним ряда структурно родственных красителей, в которых используются ализариновые красители (иногда синоним антрахиноновых красителей). Это был первый натуральный краситель, промышленный синтез которого был разработан еще в 1869 году.
Антрахиноновые красители включают красные красители насекомых, полученные из щитовок, такие как карминовая кислота , кермесовая кислота и лаккаиновые кислоты. Краситель кармин с основным компонентом карминовой кислотой используется, например, в качестве одобренного пищевого красителя E 120. [4] Традиционные методы производства кармина трудоемки, требуют земли и насекомых. Поскольку прогнозируется рост спроса на красные красители, исследователи изучают подходы метаболической инженерии для производства синтетической карминовой кислоты. [5] [6]
Синтетические антрахиноновые красители
Синтез большинства антрахиноновых красителей основан на антрахинонсульфоновой кислоте ( 2 ) или нитроантрахиноне ( 3 ), которые получают путем сульфирования или нитрования антрахинона ( 1 ).
- Синтез 1-аминоантрахинона
Сульфирование в положении α является обратимым, и как группы сульфоновой кислоты, так и нитрогруппы могут быть относительно легко заменены амино-, алкиламино-, гидрокси- и алкоксигруппами . Таким образом, аминоантрахинон ( 4 ) доступен в результате реакции антрахинонсульфоновой кислоты с аммиаком или путем восстановления нитроантрахинона. [7]
Важным промежуточным продуктом для многих кислых антрахиноновых красителей является бромаминовая кислота (1-амино-4-бромантрахинон-2-сульфокислота) ( 6 ), которую можно получить из 1-аминоантрахинона ( 4 ) сульфированием хлорсульфоновой кислотой и последующим бромированием .
- Синтез бромаминовой кислоты
Заменяя бромный заместитель алифатическим или ароматическим амином, получают яркие синие красители. [8] Например, бромаминовая кислота может быть конденсирована с 3-(2-гидроксиэтилсульфонил)анилином ( 7 ) с образованием яркого синего красителя ( 8 ) (оксисульфонового синего), из которого после этерификация серной кислотой.
- Синтез CI реактивного синего 19
Reactive Blue 19 — один из старейших и до сих пор наиболее важных реактивных красителей, [9] запатентованный в 1949 году. [10]
Первым синтетическим кубовым красителем на основе антрахинона был индантрон (CI Vat Blue 4), синтез которого был разработан Рене Боном в 1901 году:
- Синтез индантрона
Путем димеризации 2-аминоантрахинона ( 1 ) в сильнощелочной среде при 220-235 °С в две стадии получают промежуточную стадию 3 , которая внутримолекулярно циклизуется и окисляется до индантрона 5. [11]
использованная литература
- ^ Голод, Клаус, изд. (2003), Промышленные красители: химия, свойства, применение , Вайнхайм: WILEY-VCH Verlag, стр. 35 и далее, ISBN . 978-3-662-01950-4
- ^ Золлингер, Генрих (2003), Цветовая химия: синтезы, свойства и применение органических красителей и пигментов (3-е изд.), Вайнхайм: WILEY-VCH Verlag, стр. 255 и далее, ISBN 3-906390-23-3
- ^ Запись на Антрахинон-Фарбстоффе . по адресу: Römpp Online . Георг Тиме Верлаг, получено 14 декабря 2018 г.
- ^ Кукси, CJ (17 февраля 2019 г.). «Красные красители насекомых: карминовая, кермесовая и молочная кислоты и их производные» . Биотехника и гистохимия . 94 (2): 100–107. дои : 10.1080/10520295.2018.1511065 . ISSN 1052-0295 . Проверено 28 марта 2022 г.
- ↑ Миллер, Бритни Дж. (25 марта 2022 г.). «Кошениль, красный краситель от жуков, перемещается в лабораторию» . Познаваемый журнал . doi : 10.1146/knowable-032522-1 . Проверено 28 марта 2022 г.
- ^ Со, Сын-О; Джин, Юн-Су (25 марта 2022 г.). «Генетические и ферментационные технологии нового поколения для безопасного и устойчивого производства пищевых ингредиентов: красители и ароматизаторы» . Ежегодный обзор пищевых наук и технологий . 13 (1): 463–488. doi : 10.1146/annurev-food-052720-012228 . ISSN 1941-1413 . Проверено 28 марта 2022 г.
- ^ Голод, Клаус, изд. (2003), Промышленные красители: химия, свойства, применение , Вайнхайм: WILEY-VCH Verlag, стр. 200 и далее, ISBN . 978-3-662-01950-4
- ↑ Хайнц-Герхард Франк, Юрген В. Штадельхофер (1978), Industrielle Aromatenchemie: Rohstoffe · Verfahren · Produkte (на немецком языке), Берлин, Гейдельберг: Springer Verlag, стр. 365 и далее, ISBN 978-3-662-07876-1
- ^ DE 4422160 , Андреас фон Дер Эльц, "Verfahren zur Herstellung von CI Reactive Blue 19", выпущенный 1 апреля 1996 г., передан Hoechst AG.
- ↑ DE 965902 , Йоханнес Хейна, Вилли Шумахер, «Verfahren zum Fixieren wasserloeslicher organischer Verbindungen auf Unterlagen faseriger Struktur», выпущенный 19 сентября 1957 г., передан Hoechst AG.
- ^ Золлингер, Генрих (2003), Цветовая химия: синтезы, свойства и применение органических красителей и пигментов (3-е изд.), Вайнхайм: WILEY-VCH Verlag, стр. 289, ISBN 3-906390-23-3
- Антрахиноновые красители
