第六章还原染料-PPT(精)

1、一、结构特征一、结构特征分子中分子中不含水溶性基团不含水溶性基团（-SO3H、-COOH），），缺缺少亲水性基团少亲水性基团（-NH2、-OH、-NO2等），不溶于等），不溶于水，水，至少含有两个羰基至少含有两个羰基。 染料染料 隐色酸隐色酸 隐色体钠盐隐色体钠盐 （不溶于水）（不溶于水） （不溶于水）（不溶于水） （溶于水）（溶于水） O COCDHOHO COHCDNaOHHO COCD常用还原剂是保险粉常用还原剂是保险粉 Na2S2O42H2O（连二亚硫酸钠）（连二亚硫酸钠） 凡是染料分子中含凡是染料分子中含蒽醌结构或多环酮结构蒽醌结构或多环酮结构的统称为蒽醌类的统称为蒽醌类还原染料。这

2、类染料绝大部分是由蒽醌及其衍生物合成的。还原染料。这类染料绝大部分是由蒽醌及其衍生物合成的。 这类染料在还原染料中占有重要地位，它的优点很多，主这类染料在还原染料中占有重要地位，它的优点很多，主要为：各项牢度高超；色谱齐全；颜色鲜艳；还原要为：各项牢度高超；色谱齐全；颜色鲜艳；还原后的隐色体钠盐对纤维均有很高的亲和力。后的隐色体钠盐对纤维均有很高的亲和力。 绝大部分蒽醌还原染料绝大部分蒽醌还原染料隐色体钠盐的色泽均较未还原染料隐色体钠盐的色泽均较未还原染料的颜色为深的颜色为深，仅有少数例外，这与靛族还原染料隐色体的情，仅有少数例外，这与靛族还原染料隐色体的情况恰好相反。况恰好相反。 OOONa

3、ONa蒽醌（浅黄色）蒽醌隐色酸钠盐（红色）1 1酰胺系酰胺系染料结构式中含有一个或几个酰氨基，位置均在染料结构式中含有一个或几个酰氨基，位置均在位。位。例如：例如：特点：特点： （1 1）分子结构简单，色谱以黄、橙为主，匀染性好，有一定的水）分子结构简单，色谱以黄、橙为主，匀染性好，有一定的水洗和耐氯牢度。洗和耐氯牢度。 （2 2）大部分品种具有光脆性）大部分品种具有光脆性 （3 3）酰氨基在碱性、高温下易水解，所以适用于冷染）酰氨基在碱性、高温下易水解，所以适用于冷染 OONHCONHCOOONHCOOCHNOONH2NH2还原红还原红5GK 还原黄还原黄GK 紫红色（未苯甲酰化）紫红色（未

4、苯甲酰化） OOOOOONHNH染料结构中含有咔唑环与蒽醌稠合，一般可含一个、染料结构中含有咔唑环与蒽醌稠合，一般可含一个、二个、四个咔唑环。最重要的品种：还原棕二个、四个咔唑环。最重要的品种：还原棕BRBR（含二（含二个咔唑），还原卡其个咔唑），还原卡其GGGG（含四个咔唑，橄榄绿色），（含四个咔唑，橄榄绿色），牢度好，无显著光脆性。牢度好，无显著光脆性。OOOOOOHNNHNH还原棕还原棕BR 咔唑咔唑 染料特点：染料特点： 1 1、分子具有咔唑环，等能与纤维形成氢键，亲和力较大、分子具有咔唑环，等能与纤维形成氢键，亲和力较大 2 2、匀染性良好，色谱以黄、橙、棕、绿为主、匀染性良好，色谱

5、以黄、橙、棕、绿为主 3 3、黄色染料对纤维有光敏脆损作用、黄色染料对纤维有光敏脆损作用 结构特点：分子中具有二氢吩嗪结构结构特点：分子中具有二氢吩嗪结构典型结构：典型结构：还原蓝还原蓝RSRS（N N）（蓝蒽酮）（蓝蒽酮）OOOOHNNHNHHN 二氢吩嗪二氢吩嗪 蓝蒽酮之所以具有很高的染色牢度，是和它分子内蓝蒽酮之所以具有很高的染色牢度，是和它分子内部形成带氢键六元环分不开的。染料分子中分子内部形成带氢键六元环分不开的。染料分子中分子内氢键的形成，有助于加速激化态分子内部电子转移，氢键的形成，有助于加速激化态分子内部电子转移，有利于能量传递，减少了可能发生的光化学反应，有利于能量传递，减少

6、了可能发生的光化学反应，使染料的耐晒牢度得以提高。使染料的耐晒牢度得以提高。 合成：合成：两分子两分子2-2-氨基蒽醌在氮气下碱熔脱氢缩氨基蒽醌在氮气下碱熔脱氢缩合、闭环合成。合、闭环合成。NaOH, KOH, NaNO3 碱熔脱氢220OOOOOOOONH2H2NHNNH染料特点：染料特点：（1 1）稳定性好，空气中加热至）稳定性好，空气中加热至470470以上才分解以上才分解（2 2）染料不耐氯漂（由蓝色变成暗绿色）。）染料不耐氯漂（由蓝色变成暗绿色）。（3 3）可以被氯化）可以被氯化两者有类似的结构式：两者有类似的结构式：ONNOOCHCHO 黄蒽酮（还原黄黄蒽酮（还原黄G） 芘蒽酮（还

7、原金橙芘蒽酮（还原金橙G） 芘（芘（C16H10） 这两个染料颜色也相似，黄蒽酮及其衍生物大都是这两个染料颜色也相似，黄蒽酮及其衍生物大都是黄色，而芘蒽酮及其衍生物则大都是橙色，但它们黄色，而芘蒽酮及其衍生物则大都是橙色，但它们的性质截然不同，主要表现在芘蒽酮类染料有严重的性质截然不同，主要表现在芘蒽酮类染料有严重的光脆性，而黄蒽酮类染料则没有。（的光脆性，而黄蒽酮类染料则没有。（-N=的负电的负电性比性比-CH=大）大） 这类染料是从或可以从苯嵌蒽酮合成的还原染料。这类染料是从或可以从苯嵌蒽酮合成的还原染料。甘油脱水丙烯醛蒽醌还原蒽酮缩合苯嵌蒽酮（最活化位置：（最活化位置：3、9位）位） 2

8、34567891011HCH2=CH-CHOOOOOCH2CH2CHOO1 两个苯嵌蒽酮分子在不同位置上连接起来，形成两个苯嵌蒽酮分子在不同位置上连接起来，形成两种异构体，即紫蒽酮和异紫蒽酮。两种异构体，即紫蒽酮和异紫蒽酮。12344321OO紫蒽酮，即还原深蓝紫蒽酮，即还原深蓝BO BO 脱氢缩合发生在脱氢缩合发生在3,3,4,43,3,4,4位置位置12341234OO 异紫蒽酮，即还原紫异紫蒽酮，即还原紫R R 脱氢缩合发生在脱氢缩合发生在3,4,4,33,4,4,3位置位置OOHNClCOClCl这类染料一般说来对纤维素纤维具有这类染料一般说来对纤维素纤维具有良好的亲和良好的亲和力力，

9、色泽鲜艳，价格便宜，但日晒牢度差，且具，色泽鲜艳，价格便宜，但日晒牢度差，且具有严重有严重光脆性光脆性。如：还原黄如：还原黄GCGCOOCSNSCNSN噻唑噻唑 C COC COCNHCCHNCOOCSCCSCOOCSCNHCCOOCNHCNHCCOOCSCNHCCOO(NH)CSCCCOO靛蓝类 硫靛类 对称性靛系染料：对称性靛系染料： 不对称靛系染料：不对称靛系染料： 靛类、硫靛混合类 靛红类 不对称靛蓝、硫靛类 半靛类 CNHCNHCCOOCNHCCHNCOO顺式； 反式 靛类的合成（介绍最常用的一种方法）：（介绍最常用的一种方法）：以苯胺为原料，在醋酸钠存在下与氯乙酸得到苯基以苯胺为原

10、料，在醋酸钠存在下与氯乙酸得到苯基甘氨酸，碱熔融闭环生成吲哚酚，空气氧化缩合而甘氨酸，碱熔融闭环生成吲哚酚，空气氧化缩合而生成靛蓝。生成靛蓝。 ClCH2COOHCH3COONaNaNH2200 O2CNHCCHNCOOCNHCH2ONH2NHCH2COOH由于反式结构能够形成分子内氢键，所以由于反式结构能够形成分子内氢键，所以一般以反一般以反式形式存在式形式存在。 hCSCSCCOOCSCCSCOO 反式 顺式 硫靛是靛蓝分子中亚氨基被硫原子取代的产硫靛是靛蓝分子中亚氨基被硫原子取代的产物。由于不能形成分子内氢键，所以有顺、物。由于不能形成分子内氢键，所以有顺、反式两种形式存在。反式两种形式

11、存在。几乎所有的硫靛类染料都是几乎所有的硫靛类染料都是红色红色的。的。 发色体系：发色体系： 12345671234567CXCCXCOO杂原子杂原子X的供电性越强，颜色越深。的供电性越强，颜色越深。在在X的邻、对位（即共轭位置的邻、对位（即共轭位置5,7位）接上供电子基，位）接上供电子基，在在 的邻、对位（即共轭位置的邻、对位（即共轭位置4,6位）接上吸电子位）接上吸电子基都能起深色效应。基都能起深色效应。外界条件：溶剂极性越大（介电常数越大），越有外界条件：溶剂极性越大（介电常数越大），越有利于分子激化，染料颜色越深。利于分子激化，染料颜色越深。隐色体颜色：靛族类还原染料还原成隐色体以后，

12、隐色体颜色：靛族类还原染料还原成隐色体以后，颜色颜色比原来浅比原来浅，均为无色或极浅的黄色。，均为无色或极浅的黄色。 COHONaOHHCNHCCHNCOOCNHCCHNCOHOHCNHCCHNCONaONa 靛蓝（蓝） 靛蓝隐色酸（靛白，无色） 隐色体钠盐（淡黄） 3-3-苯甲酰苯并蒽酮脱氢闭环或苯甲酰苯并蒽酮脱氢闭环或1,5-1,5-二甲酰萘脱二甲酰萘脱氢闭环可制得二苯并芘醌。氢闭环可制得二苯并芘醌。OOOO Br Br 还原金黄还原金黄GKGK（光脆性大，不耐碱煮）（光脆性大，不耐碱煮） 还原金黄还原金黄RKRK（光脆性小）（光脆性小） 蒽缔蒽酮的蒽缔蒽酮的2,82,8位是最活化位置，对

13、纤维有光脆性，位是最活化位置，对纤维有光脆性，且对纤维直接性低，故不用做染料。在且对纤维直接性低，故不用做染料。在2,82,8位接上两个位接上两个氯原子，就是还原艳橙氯原子，就是还原艳橙GKGK；接上两个溴原子，就是艳橙；接上两个溴原子，就是艳橙RKRK，是较重要的产品，两者的光脆性均有所减少。，是较重要的产品，两者的光脆性均有所减少。 134567891011122OOOOClClOOBrBr 蒽缔蒽酮蒽缔蒽酮 还原艳橙还原艳橙GK 还原艳橙还原艳橙RK OONHNHClClNNNNNNNNCoNNSOSSHx（一）结构、分类及命名（一）结构、分类及命名1结构结构系还原染料隐色体的硫酸酯盐系

14、还原染料隐色体的硫酸酯盐C-O-SO3Na，溶，溶于水后可直接上染纤维，不需经过还原过程，于水后可直接上染纤维，不需经过还原过程，因此染色方法简单，适用方便。因此染色方法简单，适用方便。如：第一个可溶性还原染料如：第一个可溶性还原染料印地科素印地科素O O（Indigosol O） CNHCCHNCOSO3NaOSO3Na2 2分类及命名分类及命名溶蒽素：蒽醌还原染料隐色体的硫酸酯盐溶蒽素：蒽醌还原染料隐色体的硫酸酯盐溶靛素：靛族还原染料隐色体的硫酸酯盐溶靛素：靛族还原染料隐色体的硫酸酯盐两大类两大类统称为印地（科）素统称为印地（科）素Indigosol，这是冠称，这是冠称色称色称：是指染料氧

15、化显色成还原染料后原来的色泽，：是指染料氧化显色成还原染料后原来的色泽，并非可溶性还原染料本身的颜色，仅有少数颜色相等。并非可溶性还原染料本身的颜色，仅有少数颜色相等。如：溶蒽素蓝如：溶蒽素蓝IBC是黄色，染得的颜色是蓝色；溶靛是黄色，染得的颜色是蓝色；溶靛素素O（一般不注明颜色，即为蓝色）是浅灰色，染得（一般不注明颜色，即为蓝色）是浅灰色，染得的颜色是蓝色；溶蒽素绿的颜色是蓝色；溶蒽素绿IB是红色，染得的颜色是绿是红色，染得的颜色是绿色。色。尾称尾称：其中表示的色光都是和原来还原染料母体的名字：其中表示的色光都是和原来还原染料母体的名字相同，在表示色光之前的字母，代表相当于哪一类还原相同，在

16、表示色光之前的字母，代表相当于哪一类还原染料的坚牢度或从哪一类还原染料母体得来。染料的坚牢度或从哪一类还原染料母体得来。I 母体为具有阴丹士林（母体为具有阴丹士林（Indanthrene）的牢度，）的牢度， 染色牢度较高染色牢度较高H 母体为具有海林登（母体为具有海林登（Helindon）的牢度，）的牢度， 染色牢度较差染色牢度较差A 母体为具有阿尔格尔（母体为具有阿尔格尔（Algol）的牢度，）的牢度， 染色牢度较差染色牢度较差O 母体为靛蓝类还原染料母体为靛蓝类还原染料T 母体为硫靛类还原染料母体为硫靛类还原染料目前普遍采用的合成方法是将还原染料直接溶于叔胺目前普遍采用的合成方法是将还原染

17、料直接溶于叔胺（常用吡啶）和氯磺酸的混合液中，再加入铁粉，在（常用吡啶）和氯磺酸的混合液中，再加入铁粉，在这样的条件下，染料被还原成隐色酸并进而被酯化，这样的条件下，染料被还原成隐色酸并进而被酯化，反应完毕加入碳酸钠蒸去吡啶，滤去铁泥，盐析。反应完毕加入碳酸钠蒸去吡啶，滤去铁泥，盐析。例如：溶蒽素绿例如：溶蒽素绿IB的合成过程的合成过程OOH3COOCH3H3COOCH3NHSO3ClNHO3SOOSO3HNNa2CO3H3COOCH3NaO3SOOSO3Na可溶于水可溶于水，因为分子内含有酯基，酯基所占比例越，因为分子内含有酯基，酯基所占比例越多，溶解性越好；含卤素越多，溶解度越差。多，溶解

18、性越好；含卤素越多，溶解度越差。 例如：例如： O（靛蓝）（靛蓝）O4B（四溴靛）（四溴靛）O6B（六溴靛）（六溴靛）能在中性和弱酸性溶液能在中性和弱酸性溶液（稀（稀HAc、甲酸）、甲酸）中染色中染色，因此可以扩大到蛋白质纤维染色。因此可以扩大到蛋白质纤维染色。亲和力低，亲和力低，只能染淡色。只能染淡色。 可溶性还原染料溶于水，在水溶液中被可溶性还原染料溶于水，在水溶液中被纤维吸附，然后经氧化剂的酸性溶液处理而纤维吸附，然后经氧化剂的酸性溶液处理而氧化显色。氧化显色。C O SO3Na + H2O溶解吸附上纤维H ，OC O + H2O 纤维素纤维染色一般都用纤维素纤维染色一般都用NaNO2为

19、氧化剂，为氧化剂，羊毛染色则用重铬酸盐为氧化剂。羊毛染色则用重铬酸盐为氧化剂。OOONaONaOO+2Na+NHCOCCCONHNHCONaCCCONaNH靛蓝（暗蓝色）靛白靛蓝隐色酸钠盐（接近无色）OOONaONa蒽醌（浅黄色）蒽醌隐色酸钠盐（红色） 正常还原正常还原 过渡还原过渡还原（暗蓝色）（暗蓝色） （棕色）（棕色）OOHNNHOOONaONaNNOOONaONaHNNHONaONa+2e-2e+2e-2eHH脱卤后的染料色光变红，耐氯牢度差。脱卤后的染料色光变红，耐氯牢度差。OOHNNHClOOCl H O H ONaONaNNOOHHClClONaONaNNOOHHOOOO2eHOHOHOHOHOH蒽酚酮蒽酚酮NHOOOONHNHCOCO正常还原NHONaONaONaONaNHNHCOCO水解NHONaONaONaONaNH2NH2COOH2一、光脆现象一、光脆现象定义