ximia.org - сайт о химии для химиков
РАЗДЕЛЫ САЙТА
Разная химия
Неорганическая
Органическая
Биологическая
Наглядная биохимия
Токсикологическая

База знаний
Химическая энциклопедия
Справочник по веществам
Таблица Д.И. Менделеева
Гетероциклические соед.
Теплотехника
Углеводы

Партнёры по Химии
Всё об Алхимии

Химия в жизни
Каталог предприятий

Дополнительно
Лекарственные средства Фармацевтический справ.

 
Всё о Химии - Ximia.org

МЕТИНОВЫЕ КРАСИТЕЛИ


Алфавитный указатель: А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я


МЕТИНОВЫЕ КРАСИТЕЛИ (полиметиновые красители), содержат в молекуле метиловые группы —СН= (свободные или замещенные), образующие цепь сопряженных двойных связей с нечетным числом углеродных атомов между концевыми электронодонорной и электроноакцепторной группами. Последние могут обмениваться зарядом, передавая его по цепи сопряжения (т.е. заряд делокализован). В зависимости от заряда молекулы в целом М.к. подразделяют на катионные (ф-ла I), анионные (II) и нейтральные (нейтроцианины;III):

3013-18.jpg

Практич. значение в пром-сти имеют в осн. катионные и нейтральные М.к.

Строение М.к. разнообразно, классификация их сложна. В зависимости от числа метиновых групп в открытой цепи различают моно-, ди-, ..., полиметинцианиновые красители, в зависимости от числа виниленовых групп (—СН=СН—) - карбоцианиновые красители (одна группа), ди-, трикарбоцианиновые и т.д. По названию первого синтезированного М.к. "цианин" (от греч. цианос-синий; ф-ла IV) долгое время все М.к. называли цианино-выми. С появлением разнообразных типов М.к. это наименование осталось только для группы красителей, содержащих на обоих концах метиновой цепи ароматич. гетероциклы (напр., как у красителя IV). Наименования почти всех прочих групп образуют прибавлением к слову цианиновый (или цианин) приставки, характеризующей их отличия. Так, гемицианинами называют М.к., у к-рых только один концевой атом азота включен в ароматич. гетероцикл. М.к., у к-рых несущие заряд концевые атомы непосредственно связаны с метиновой цепью, как в ф-лах I-III, наз. стрептоцианиновыми. Если между метиновой цепью и одной концевой группой включено ароматич. кольцо, то эти фенилоги стрептоцианинов относят к аминоариленаминовым красителям (ф-ла V), а если и второй концевой атом отделен арилом,-то к ди- или триарил-метановым красителям и их винилогам (VI; см. также Арилметановые красители).

3013-19.jpg

Число метиновых групп указывают приставкой к групповому названию красителя, напр. монометинцианиновый, диметингемицианиновый, полиметинцианиновый. Нульме-тиновыми (или апоцианиновыми) наз. такие гемицианино-вые красители, у к-рых фенильная группа непосредственно примыкает к азотсодержащему гетероциклу, напр. синий краситель (ф-ла VII).

К М.к. относятся также красители, у к-рых одна или неск. групп —СН= заменены атомами —N=, поскольку при такой замене сохраняются сопряжение связей, делокализация заряда и обусловленные этим физ.-хим. характеристики. В групповые наименования красителей тогда включают приставки моно-аза-, диаза- и т.д.

3013-20.jpg


Помимо указанной классификации, отдельные группы М.к. иногда наз. исходя из хим. признаков, напр. гидра-зоновые, триазеновые.

М. к. могут иметь любые цвета (от желтых до зеленых), отличаются яркими оттенками (т.е. у них узкие спектральные полосы поглощения). Цвет зависит от структуры, а в каждом из типов он углубляется при удлинении метиновой цепи, а также часто при замене групп —СН= на атомы —N=. Для всех М.к. характерна высокая интенсивность окраски: молярный коэф. экстинкции у простейших представителей 30 000, а при удлинении цепи может достигать 250 000, причем он имеет наиб. значения у симметричных красителей, т.е. содержащих одинаковые концевые группы.

М.к. устойчивы к действию восстановителей, а при обработке окислителями разрушаются. К-тами обесцвечиваются вследствие протонирования донорной группы, причем при нейтрализации окраска восстанавливается. Под действием щелочей могут образовываться карбинольные основания, к-рые в большинстве случаев нестабильны и разлагаются с расщеплением метиновой цепи; при щелочных обработках более стабильны М.к. с короткими метиновыми цепями. Высокой светостойкостью обладают гл. обр. нуль-, моно-, ди- и триметиновые красители.

Ниже перечислены наиб. практически важные группы катионных М. к. (приведены простые примеры, назван цвет красителя; в ф-лах не указаны сопутствующие анионы): енаминовый (желтый; VIII); гидразоновый (желтый; IX); триазеновый (желтый; X); фенилоги гемицианиновых, среди к-рых нульметиновый (синий; VII) и стириловый (розовый; XI), диазастириловый (синий; XII); триметинцианиновые и их азааналоги [напр., розовый (XIII) и желтый (XIV)]:

3013-21.jpg

3014-1.jpg

Среди нейтральных практич. значение имеют красители как с открытыми концевыми группировками (ф-ла XV), так и с циклическими (т. наз. мероцианиновые; XVI).

3014-2.jpg

Известны также нейтроцианины, содержащие сульфогруп-пы, что позволяет применять их как кислотные красители, или имеющие в боковой цепи четвертичную аммониевую группу (их используют как катионные красители).

Получают М.к. взаимод. активной метиленовой (или метильной) группы одного компонента с карбонильной группой второго компонента. В качестве первого компонента чаще всего используют основание Фишера (ф-ла XVII; R = Н), циануксусный эфир либо малонодинитрил, индолы, ароматич. амины, 2-метилпроизводные бензотиазола и бенз-имидазола, а в качестве второго - альдегид Фишера (XVIII; R = Н) или др. гетероциклич. альдегиды, N-алкилнафтости-рил (XIX), N,N-диалкиламинобензальдегиды.

3014-3.jpg

Ди- или триазаметиновые красители синтезируют азосочетанием с послед. алкилированием образовавшегося азосоединения, моноазаметиновые красители - взаимод. нитрозосоединений с перечисленными выше соединениями, содержащими активную метиленовую группу. Мн. катионные М. к. используют для крашения полиакри-лонитрильного волокна, имеющего в составе полимера кислотные группы. Введение таких групп в полиэфиры и полиамиды позволяет применять для крашения соответствующих волокон нек-рые типы катионных М.к. (в частности, гемицианиновые) и получать светостойкие окраски. Катионные М.к. используют также для крашения натуральной кожи, приготовления чернил, штемпельных красок и копировальных бумаг (см. также Катионные красители). Кар-бинольные основания, образующиеся при действии щелочей на нек-рые катионные М.к., используют в виде микрокапсул в произ-ве бесцв. копировальных бумаг.

3014-4.jpg

Нейтроцианиновые красители нерастворимы в воде; их применяют как дисперсные красители для крашения полиэфирных, полиамидных и ацетатных волокон, а также разл. пластмасс.

Почти все М.к. сообщают галогеносеребряным фотогра-фич. эмульсиям дополнит. чувствительность в области видимых или ИК лучей (вплоть до 1500 нм). Это определило их большую роль как оптич. сенсибилизаторов в фотографии. Максимум сенсибилизации обычно приходится на лучи с длиной волны несколько большей, чем максимум поглощения самого красителя (см. также Сенсибилизация оптическая).

Нек-рые монометинцианины и их азааналоги - оптич. отбеливатели, т. к. они бывают бесцветны и довольно сильно флуоресцируют.

Стириловые красители, получаемые конденсацией гетеро-циклов, содержащих активную метиленовую группу (напр., ф-лы XVII) с o-гидроксибензальдегидами, в щелочной среде переходят в бесцв. спиропираны:

3014-5.jpg

Эти красители используют в произ-ве бесцв. копировальных бумаг. При произ-ве таких бумаг на их пов-сти наносят микрокапсулы из очень тонких пленок, заполненных бесцв. формой красителя, а также каолин, силикагель или др., обладающие слабокислыми св-вами. Под мех. воздействиями капсулы раздавливаются и бесцв. форма красителя переходит в окрашенную. Подобные спиропираны, содержащие вместо аминогруппы нитрогруппу, фотохромны: окраска возникает при УФ облучении и исчезает в темноте (быстрее при натр.):

3014-6.jpg

Их применяют в составе пленок, используемых в устройствах для фотозаписи информации (см. Фотохромизм).


===
Исп. литература для статьи «МЕТИНОВЫЕ КРАСИТЕЛИ»:
Венкатараман К., Химия синтетических красителей, пер. с англ., т. 2, Л., 1957, с. 1305-56; т. 4, Л., 1975, с. 163-319; Киприанов А. И., Вер-бовская Т. М., "Ж. орган. химии", 1965, т. 1, в. 1, с. 13-20; Степанов Б. И., Введение в химию и технологию органических красителей, 3 изд., М., 1984, с. 105—27; Ullmanns Encyklopadie, 4 Aufl., Bd 16, Weinheim, 1978, S. 635-69.

И. А. Троянов.


Страница «МЕТИНОВЫЕ КРАСИТЕЛИ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.

 

Всё о Химии для учителей, учеников, студентов и просто химиков