Органические красители (стр. 1 из 3)
План
I. Введение
II. Органические красители
2.1 История создания
2.2 Классификация
2.3 Характеристики отдельных красителей и их использование
2.4 Санитарные требования использования красителей
III. Заключение
Список используемой литературы
І. Введение
Понятие «красящее вещество» подразумевает возможность окрашивания любого субстрата. # хранения волокон, подкрашивание пищевых продуктов (пищевые пасты, сливочное масло и т.д.) все окрашенные химические вещества можно назвать красящими веществами однако пока не существует универсальных красителей одни пригодны для одних целей, другие для других. К примеру каротином моркови можно окрашивать пищевые продукты но он не годится для хранения текстильных волокон. Тем не менее когда мы говорим о крашение какого либо субстрата то имеем виду стабильность окрашивания, т.е. стойкое к определенным испытаниям на прочность. Таким образом принимая во внимание практическую сторону вопроса, понятие «красящее вещество», которое по своей природе способно устойчиво сохраняться на субстрате. В идеальном случае мы хотим, чтобы окрашенное изделие сохраняло свой первоначальный цвет, пока оно существует.
II. Органические красители
Для изготовления окрашенных пластмасс и резины применяют органические красители двух классов - органические пигменты и растворимые красители.
Отечественная номенклатура органических красителей не всегда отражает их химическое строение. Часто в названии красителя указывают лишь его цвет и приводят букву характеризующую оттенок («Ж» – «желтоватый», «З» – «зеленоватый», «С» - «синеватый» усиление оттенка обозначают цифрой например 2К, 4Ж.
Полимерные материалы можно окрашивать органическими красителями в различные цвета, обладающие яркостью и чистотой тона. Высокая красящая способность позволяет вводить органические красители в полимерные материалы в небольших количествах (0,01-0,1 %) которые не вызывают изменения механических или электрических свойств готовых изделий.
2.1 История создания
Мовеин и диазиновые красители. Строение открытого в 1856 г. Перкиным мовеина можно представить двумя мезо-мерными структурами (1, а и 1, б) в зависимости от положения положительного заряда. В формуле, как и во всех последующих формулах катионного типа, не показано строение аниона, так как оно не имеет большого значения для свойств красителя.
а) б)
Мовеин, хотя и открытый вслед за пикриновой и розоловой кислотами, по праву считается первым синтетическим красителем. Его промышленное производство было начато в Лондоне уже в 1857 г., тогда как пикриновая кислота (получена Вульфом окислением натурального индиго азотной кислотой), из-за высокой стоимости производства, и розоловая кислота (синтезирована Рунге окислением сырого фенола), из-за низких колористических показателей, таки остались «бедными родственниками мовеина без славы и богатства». Мовеин применяли для крашения хлопка по оловянной протраве, шерсти и главным образом шелка, о Именно на шелке наиболее полно проявлялись красота, живость и яркость его окраски. Он очаровал восторженных покупателей и сразу же стал необычайно популярным.Рассказывают (быль или легенда?), что само название красителя связано с первым появлением в магазинах Лондона шелков, окрашенных красителем Перкина: толпа покупателей на улицах была настолько велика, что затрудняла уличное движение, и лондонская полиция, пытаясь навести порядок, непрерывно подгоняла толпу: «проходите, проходите» (Moveon, Moveon).
Мовеин относится к классу диазиновых (азиновых) красителей, содержащих пиразиновое кольцо а точнее, ядро дибезпиразина (феназина), который и является хрономером:
Это типичные основные красители, которые при сульфировании образуют кислотные красители. Сами по себе феназины бесцветны, но их четвертичные соли окрашены достаточно интенсивно. Технология азиновых красителей была разработана в период 1880—1900 г.г. усилиями Витта, Каро, Штраубе, Герпа и других. В результате этих работ появились эуродин и сафранин (N-алкил- и фенилпроизводные феназинов), а также более сложные по строению индулины и нигрозины. Химическая структура этих красителей была выяснена значительно позже, в 20-х годах нашего столетия, благодаря исследованиям Керманна, но сама технология не претерпела существенных изменений со времени первооткрывателей, за исключением некоторых новых красителей, полученных уже 1900-х годах. До настоящего времени многие из этих красителей имеют важное техническое и коммерческое значение. Достаточно сказать, что в США производство только одного нигрозина, применяемого для типографских красок, лент пишущих машин, кремов для обуви и т. д., достигает 4 тыс. т в год. —Строение самого простого сафранинового красителя ярко-красного цвета, сафранина Б, показано формулой.
Этому красителю (1878) предшествовал сафранин Т. Из-за низкой светостойкости эти, как и другие сафранины, не применяются сейчас для окраски тканей, но иногда используются для крашения бумаги.
К технически важным азиновым красителям более сложного (строение многих окончательно не установлено) состава относятся индулины и нигрозины, модификацией которых получают красители, пригодные для крашения тканей, дерева, производства чернил, лаков, кремов и др.
К диазинам относится также группа черных анилиновых красителей, получаемых непосредственно на субстрате (хлопок, мех) окислением различных анилинов бихроматом, хлоратом или перекисью водорода. Такова вкратце химия диазиновых красителей.
Фуксин и трефенилметановые красители. В исторический год открытия мовеина Танансоном, а затем и другими химиками был синтезирован фуксин. Он появился на рынке в 1859 г. под названием маджента — в память о победе французов над австрийцами в битве при Мадженте.
Фуксин является представителем большой группы трифенилметановых красителей, среди которых существуют кислотные, основные, протравные пигменты и красители для растворителей. Их отличает чистота и яркость окрасок, хотя прочность, в том числе светостойкость, часто оставляют желать лучшего. Строение трифенилметановых красителей отвечает общей формуле, где в зависимости от заместителей (количество и положение амино- и оксигрупп) намечается три ряда красителей, охватывающих почти всю цветовую гамму:
а) ряд фиолетового Дейбнера: Х=Н, У=МН2, y'=NH2, Z=H; малахитовый зеленый: Х=Н, У=М(СН3)2, У'=М(СН3)2. Z=H;
б) ряд фуксина: Х=У=МН2, y=NH2, Z=H, CH3;
в) ряд аурина (розоловая кислота): Х=У=ОН| У'=0, Z=H.
Из этих трех красители ряда фуксина были получены значительно раньше остальных. Первый представитель ряда фиолетового Дейбнера, малахитовый зеленый, был открыт О. Фишером только в 1877 г. Сам фуксин, учитывая способ его получения (совместное окисление анилина и толуидинов), представляет собой смесь соединений, глазными компонентами которой являются парарозанилип (Z=H) и розанилин (Z=CH3). Специальным синтезом эти компоненты могут быть получены в чистом виде.
Во всех трифенилметановых красителях хромофором является паpa-хиноидное бензольное ядро, обведенное в формуле пунктиром. Красители первых двух рядов по способу применения являются основными, последнего ряда — протравными.
Дальнейшие исследования в ряду фуксина были направлены на изменение свойств красителей с целью расширения области их применения (получение новых оттенков, возможность окрашивания шерсти). Этого удалось добиться введением алкильных групп по атомам азота (фиолетовый Лаута, кристаллический фиолетовый) и сульфированием. Сульфирование фуксина проводили Гоффманн (1858), Жирар и Де Лер (1861) и Николсон (1862). Первым кислотным красителем этого ряда оказался анилиновый синий (трисульфокислота N, N', N'' - трифенилфуксина). В дальнейшем многие сульфопроизводные были получены и в других рядах, что привело к выпуску кислотных красителей зеленого, синего (в ряду фиолетового Дейбнера) и фиолетового (в ряду фуксина) цветов. При использовании в синтезе трнфенилметановых красителей N-этил-N-бензиланилина были получены ценные кислотные красители фиолетового, синего и зеленого цветов. Светостойкость трифинилметановых красителей может быть улучшена введением в молекулу остатков индола или пиразолона (1932). Известны также красители, содержащие, в отличие от фенильных, другие (например, нафтильные) ароматические остатки. В ряду аурина наибольший интерес представляют красители, содержащие остаток салициловой кислоты. К ним относятся хромоксаны, которые при обработке солями хрома на ткани образуют прочные окраски.
Хинолиновый синий и полиметиновые красители. Хинолиновый синий (цианин Вильямса, 1856) — первый представитель цианиновых красителей, принадлежащих к классу полиметиновых, содержащих этиленовые связи, В 80-х гг. были получены хилолиловый красный (Якобсен, 1882) и этиловый красный (Хоогенфорфф и Ван Доорс, 1883).
Все эти красители, несмотря на яркие окраски, не представляли интереса для кремния из-за низкой светостойкости и неустойчивости к кислотам. Интерес к ним возник значительно позже, когда Фогель обнаружил способность хинолинового синего повышать чувствительность (сенсибилизировать) фотоэмульсии с галогенидом серебра к красно-оранжевым лучам. Далее было установлено, что этиловый красный и панацианол из той же группы цианинов повышают чувствительность бромида серебра в зонах 520—570 нм и 570—660 нм соответственно. Исследования, вызванные опытами Фогеля, продолжали развиваться по мере того, как обнаружилось, что многие другие цианины способны сенсибилизировать фотоэмульсии. Благодаря исследованиям Кёиига, Фишера, Кауфмана, Милса, Хоумера, Брукера, Мана, Ван Дормеля, Ниса, японских авторов Фунзи, Тахакаши, а также работам в последние десятилетия советских химиков Бабичева, Левкоева, Кип-приянова, Свешникова и других химия цианинов получила блестящее развитие как в теоретическом аспекте, так и в практическом. В настоящее время существуют соединения, которые сенсибилизируют ко всем областям спектра, включая инфракрасную область, в результате чего стали возможными цветная фотография и фотография в инфракрасных лучах, что ранее казалось довольно сложной задачей.