Азокрасители представляют собой органические соединения, содержащие функциональную группу R-N = N-R ', в которой R и R' обычно представляют собой арил . Они представляют собой коммерчески важное семейство азосоединений , то есть соединений, содержащих связь CN = NC. [1] Азокрасители широко используются для обработки текстильных изделий , кожаных изделий и некоторых пищевых продуктов. Химически связанные с азо - красители азо пигменты , которые являются нерастворимыми в воде и других растворителях. [2] [3]
Классы [ править ]
Известно много видов азокрасителей и существует несколько систем классификации. Некоторые классы включают дисперсные красители, металлокомплексные красители , реактивные красители и основные красители . Основные красители, также называемые прямыми красителями, используются для текстильных изделий на основе целлюлозы, в том числе для хлопка. Красители связываются с тканью неэлектростатическими силами. В другой классификации азокрасители можно классифицировать по количеству азогрупп.
Физические свойства, структура и связь [ править ]
В результате п- делокализации арилазосоединения имеют яркие цвета, особенно красные, оранжевые и желтые. Примером может служить Disperse Orange 1 . Некоторые азосоединения, например метиловый оранжевый , используются в качестве кислотно-основных индикаторов . Большинство дисков DVD-R / + R и некоторые CD-R используют синий азокраситель в качестве записывающего слоя.
Азокрасители твердые. Большинство из них представляют собой соли, причем окрашенным компонентом обычно является анион, хотя известны некоторые катионные азокрасители. Анионный характер большинства красителей обусловлен наличием 1-3 групп сульфоновой кислоты, которые полностью ионизируются при pH окрашенного изделия:
- RSO 3 H → RSO 3 - + H +
Большинство белков являются катионными, поэтому окрашивание кожи и шерсти соответствует реакции ионного обмена . Анионный краситель прилипает к этим изделиям за счет электростатических сил. Катионные азокрасители обычно содержат центры четвертичного аммония .
Подготовка [ править ]
Большинство азокрасителей получают путь азосочетания , что влечет за собой реакцию электрофильного замещения в качестве диазонии катиона арил с другим соединения, партнером связывания. Классическими партнерами по связыванию являются другие ароматические соединения с электронодонорными группами: [5]
- ArN+
2+ Ar′H → ArN = NAr ′ + H +
На практике ацетоуксусные амиды широко используются в качестве партнеров связывания:
- ArN+
2+ Ar′NHC (O) CH 2 C (O) Me → ArN = NCH (C (O) Me) (C (O) NHAr ′) + H +
Азокрасители также получают конденсацией нитроароматических соединений с анилинами с последующим восстановлением образующегося промежуточного азокси :
- ArNO 2 + Ar′NH 2 → ArN (O) = NAr ′ + H 2 O
- ArN (O) = NAr ′ + C 6 H 12 O 6 → ArN = NAr ′ + C 6 H 10 O 6 + H 2 O
Для окрашивания текстиля типичным партнером нитросшивки будет 4,4'-динитростильбен-2,2'-дисульфонат динатрия . Типичные анилиновые партнеры показаны ниже. Поскольку анилины получают из нитросоединений, некоторые азокрасители получают путем частичного восстановления ароматических нитросоединений. [3]
Многие азокрасители получают реакциями из уже существующих азосоединений. Типичные реакции включают образование комплексов с металлами и ацилирование.
- Иллюстративные азокрасители или их предшественники
Прямой коричневый 78
Прямой синий 1
Basic Red 18 , катионный азокраситель
Азопигменты [ править ]
Азопигменты похожи по химической структуре на азокрасители, но в них отсутствуют солюбилизирующие группы. Поскольку они нерастворимы практически во всех средах, их нелегко очистить, и поэтому требуются предшественники высокой степени очистки.
Азопигменты играют важную роль в различных пластмассах, каучуках и красках (включая краски художников). Они обладают прекрасными окрашивающими свойствами, в основном в диапазоне от желтого до красного, а также хорошей светостойкостью . Светостойкость зависит не только от свойств органических азосоединений, но и от того, как они абсорбируются на носителе пигмента.
Биоразложение [ править ]
Чтобы красители были полезными, они должны обладать высокой степенью химической и фотолитической стабильности. В результате такой стабильности фотолиз не считается путем разложения азокрасителей. Чтобы продлить срок службы продуктов, окрашенных азокрасителями, важно обеспечить устойчивость к микробным атакам, и испытания показали, что азокрасители незначительно разлагаются при кратковременных тестах в аэробных условиях. Однако в анаэробных условиях изменение цвета может наблюдаться как следствие биоразложения. [6]
Безопасность и регулирование [ править ]
Многие азопигменты нетоксичны, хотя некоторые, такие как динитроанилин оранжевый, орто-нитроанилин оранжевый или пигмент оранжевый 1, 2 и 5, являются мутагенными и канцерогенными . [7] [8]
Азокрасители, производные бензидина, являются канцерогенами ; воздействие их традиционно связывают с раком мочевого пузыря . [9] Соответственно, производство бензидиназокрасителей было прекращено в 1980-х годах во многих западных странах. [3]
Европейское регулирование [ править ]
Некоторые азокрасители разлагаются в восстановительных условиях с высвобождением любого из группы определенных ароматических аминов . Потребительские товары, содержащие перечисленные ароматические амины, происходящие из азокрасителей, были запрещены к производству и продаже в странах Европейского Союза в сентябре 2003 года. Поскольку лишь небольшое количество красителей содержало такое же небольшое количество аминов, затронуто было относительно небольшое количество продуктов. [2]
См. Также [ править ]
- Азо муфта
- Ponceau 4R
- Ponceau S
- Гликоазодии
Ссылки [ править ]
- ^ ИЮПАК , Сборник химической терминологии , 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Онлайн-исправленная версия: (2006–) « азосоединения ». DOI : 10,1351 / goldbook.A00560
- ^ Б Европейского запрет на некоторых азокрасители Архивированных 2012-08-13 в Wayback Machine , д - р А. Püntener и д - р С. Пейджа, качество и охраны окружающей среды, TFL
- ^ a b c Голод, Клаус; Мишке, Питер; Рипер, Вольфганг; и другие. (2000), «Азокрасители», Энциклопедия промышленной химии Ульмана , DOI : 10.1002 / 14356007.a03_245
- ^ Паола Гилли; Валерио Бертолази; Лоретта Претто; и другие. (2002). «Природа твердотельной N − H ··· O / O − H ··· N таутомерной конкуренции в резонансных системах. Внутримолекулярный перенос протона в низкобарьерных водородных связях, образованных ··· OC − CN − NH ·· · ··· HO − CC − NN ··· Система кетогидразон − азоенол. Рентгеноструктурное исследование при переменной температуре и расчет методом DFT ». Варенье. Chem. Soc . 124 (45): 13554–13567. DOI : 10.1021 / ja020589x . PMID 12418911 .
- ^ HT Кларк; WR Кирнер (1941). «Метиловый красный» . Органический синтез .; Сборник , 1 , стр. 374
- ^ Бафана, Амит; Деви, Шиванесан Саравана; Чакрабарти, Тапан (28 сентября 2011 г.). «Азокрасители: прошлое, настоящее и будущее». Экологические обзоры . 19 (NA): 350–371. DOI : 10.1139 / a11-018 . ISSN 1181-8700 .
- ^ "Здоровье и безопасность в искусстве, доступная для поиска база данных информации о здоровье и безопасности для художников" . Город Тусон. Архивировано из оригинала на 2009-05-10.
- ↑ Ева Энгель; Хайди Ульрих; Рудольф Васольд; и другие. (2008). «Азопигменты и базальноклеточная карцинома большого пальца». Дерматология . 216 (1): 76–80. DOI : 10.1159 / 000109363 . PMID 18032904 .
- ^ Голка, К .; Коппс, С .; Мыслак, З.В. (июнь 2004 г.). «Канцерогенность азокрасителей: влияние растворимости и биодоступности». Письма токсикологии . 151 (1): 203–10. DOI : 10.1016 / j.toxlet.2003.11.016 . PMID 15177655 . Рассмотрение.
