Азокрасители
АЗОКРАСИТЕЛИ, характеризуются наличием в молекуле одной или неск. азогрупп —N==N—, связывающих остатки ароматич. или гетероароматич. соед. друг с другом или с остатками соед., имеющих активные СН2-группы. Молекулы содержат также электронодонорные заместители, напр. ОН, NH2, N(CH3)2, OCH3, NHCOCH3, чаще всего вместе с электроноакцепторными (NO2, CN, SO2CH3 и т.п.) и (или) атомами галогенов, реже-только электроноакцепторные. Получают азокрасители способами, общими для всех азосоединений, гл. обр. азосочетанием.По числу азогрупп в молекуле различают моно-, дис-и полиазокрасители. Цвет моно-азокрасителей определяется хим. строением
связанных азогруппой остатков (различающихся структурой и размерами
электронной сопряженной системы), числом и положением в них заместителей.
Наиб. практически важные моно-азокрасители, содержащие один электронодонорный заместитель,
имеют след. цвета: желтый-производные бензолазоацетоацетарилидов, пиразолоназобензола
и азобензола, напр. пигмент желтый светопрочный (ф-ла I), жирорастворимый
желтый 3 (II); оранжевый и красный-производные соотв. нафталиназобензола
и азонафталина, напр. кислотный оранжевый (III) и кислотный красный 2С (IV).
Углубление цвета достигается
увеличением
-электронной
системы и усилением ее поляризации след. способами: заменой электронодонорных
заместителей на более сильные или введением дополнит. заместителей (напр.,
как в моно-азокрасители общей ф-лы V; см. ниже); введением электроноакцепторных заместителей
в остаток диазосоставляющей (VI); применением в качестве диазосоставляющей
аминов гетероциклич. ряда. Моно-азокрасители общей ф-лы V могут иметь оранжево-красный
(X = Н, R = Н), ярко-красный (X = Н, R = = NHCOCH3), синевато-красный
(X = Н, R = NH2), красно-фиолетовый (X = CH3CONH,
R = OH), фиолетовый (X = = NH2, R = OH) и голубой [X = (CH3)2N,
R = ОН] цвета; моно-азокрасители общей ф-лы VI-рубиновый (X = NH2) и фиолетовый
(X = NO2).
Цвет дис- и поли-азокрасителей зависит также от наличия сопряжения между азогруппами.
Возникновение единой сопряженной системы углубляет цвет по сравнению с
цветом каждого моно-азокрасителя, остаток к-рого входит в состав дис- и поли-азокрасителей и
к-рый образован из тех же исходных компонентов, взятых в том же порядке,
что и при получении последних, а также по сравнению с цветом смеси этих
моно-азокрасителей. Напр., дис-азокраситель (ф-ла VII) - aлoгo цвета; моно - азокрасители - желтого (VII,
а;
содержит в положении 4' группу NH2) и оранжевого (VII, о) цветов,
смесь их - желто-оранжевого цвета. Обычно цвет поли-азокрасителей углубляется при
увеличении числа сопряженных азогрупп до 4; при большем числе азогрупп
цвет повышается из-за нарушения плоскостности молекулы (увеличение углов
поворота вокруг простых связей Аг—N при удлинении молекулы), приводящего
к нарушению сопряжения.
Во многих дис- и поли-азокрасителях цепь сопряжения разорвана, напр., как в красителях
типа ArN=NAr'—X— —Ar"N=N—Аг'", где X = О, S, CH2, CONH и т.п.
или отсутствует (поворот Аr' и Аr" делает молекулу неплоской). Части молекулы,
разделенные фрагментом X, поглощают свет независимо друг от друга. Цвет
таких красителей приблизительно соответствует цвету смеси азокрасителей, к-рые могли
бы образоваться при разрыве молекулы по X. Напр., поли-азокраситель VIII окрашен
в зеленый цвет, соответствующий смеси составляющих его желтого моно-азокрасителя
и темно-синего дис-азокрасителя.
В зависимости от р-римости, хим. природы и особенностей взаимод. с окрашиваемыми материалами азокрасители делят на след. группы:
1. Пигменты (азопигменты) - гл. обр. моно-азокрасители и дис-азокрасители (напр., I); не
содержат кислотных (SO3H, COOH), основных [NH2, (CH3)2N
или др.], ониевых [(СН3)2
и др.] групп и поэтому не раств. в воде; высокопрочные пигменты не раств.
также в большинстве орг. р-рителей и пластмассах. Как правило, молекулы
пигментов содержат NO2, Cl, CH3, CH3O,
(C2H5)2NSO2 и др. заместители.
Иногда пигменты наносят на минер. субстраты, напр. А1(ОН)3,
BaSO4, мел, часто с добавками минер. наполнителей для понижения
интенсивности окраски.
2. Жиро-, спирто- и ацетонорастворимые азокрасители (напр., II) по хим. строению аналогичны пигментам, но обычно не содержат NO2 и Cl; не раств. в воде, хорошо раств. в орг. р-рителях, моторных топливах, жирах, маслах и т.п.
3. Дисперсные азокрасители - обычно моно-азокрасители; плохо раств. в воде, раств. в орг.
р-рителях и полимерах.
4. Основные и катионные азокрасители содержат в молекуле основные или ониевые группы, напр. красный А (IX); раств. в воде с образованием цветных катионов.
5. Кислотные азокрасители - чаще всего моно-азокрасители и дис-азокрасители, содержащие одну или неск. групп SO3H, напр. красители ф-л III и IV; раств. в воде с образованием цветных анионов.
6. Лаки (азолаки)-не р-римые в воде соли (обычно Ва или Са) нек-рых кислотных азокрасителей. Применяются для тех же целей, что и пигменты.
7. Хромовые (протравные) азокрасители характеризуются наличием групп SO3H
(реже СООН), придающих р-римость в воде, и в орто-орто'-положениях к
азогруппе - групп ОН, NH2 или СООН, к-рые при крашении могут
образовывать с Сr3+ внутрикомплексные соединения; пример-хромовый
сине-черный (X). В нек-рых хромовых азокрасителях группы ОН и СООН содержатся в одном
ароматич. ядре в орто-положении друг к другу. При крашении хромовыми азокрасителями
белковых волокон атом Сr связывает в комплекс молекулы азокрасителя и белка (напр.,
кератина шерсти) по его функц. группам (СООН, ОН, NH2), в результате
чего возрастает устойчивость окрасок.
8. Прямые азокрасители - в основном дис-азокрасители и поли-азокрасители, напр. прямой ярко-оранжевый
(XI). Обладают сродством к целлюлозным волокнам благодаря ван-дер-ваальсовому
взаимод. и водородным связям между группами красителя (ОН и NH2,
атомы N гетероциклов и особенно NH—СО) и группами ОН целлюлозы.
9. Активные азокрасители обычно раств. в воде; содержат группировки, к-рые при крашении вступают в хим. р-цию с молекулами субстрата, с образованием ковалентных связей, благодаря чему окраски устойчивы к мокрым обработкам и трению.
10. Азогены - нерастворимые азокрасители, образующиеся непосредственно на волокне сочетанием диазосоединений с азосо-ставляющими.
11. Металлсодержащие азокрасители - внутрикомплексные соединения азокрасителей с Сu2+ , Сr3+ , Со3+, реже с Ni2 + и Fe2+. Исходные азокрасители содержат группировки, характерные для хромовых азокрасителей. По св-вам и способам применения относятся к кислотным, дисперсным, активным и прямым красителям. Окраски отличаются повышенной светостойкостью и другими ценными свойствами.
Азокрасители включают представителей всех цветов и оттенков и почти всех групп по техн. применению, просты в произ-ве и применении и относительно дешевы. На их долю приходится более половины всех производимых красителей по ассортименту и примерно 25-50% (в разных странах) по тоннажу. Применяются азокрасители для крашения прир. и синтетич. волокон, кожи, бумаги, резины, пластмасс, как пигменты для лаков и красок, при изготовлении цветных карандашей и др.
Лит. см. при ст. Азосоединения. Б.И.Степанов.
===
Исп. литература для статьи «АЗОКРАСИТЕЛИ»: нет данных
Страница «АЗОКРАСИТЕЛИ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.