Арилметановые красители
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
ериальный баланс одного из красителей арилметанового ряда;
)рассчитать тепловой баланс;
)проиллюстрировать схему его получения;
)сделать выводы о проделанной работе;
)описать технологию получения одного из красителей арилметанового класса.
1. Арилметановые красители
.1 Общие сведения
Хромофорная система арилметановых красителей характеризуется наличием электронодонорного и электроноакцепторного заместителей по концам цепочки сопряженных двойных связей, включающей два ароматических остатка и соединяющий их центральный углеродный атом:
Арилметановые красители можно рассматривать как производные метана, у которых центральный (метановый) атом углерода входит в единую сопряженную цепочку хромофорной системы. Если заместитель R - атом водорода или неароматический остаток, краситель является диарилметановым, если же R - ароматический остаток, т.е. R=Ar", - триарилметановым.
По своему строению ариметановые красители делятся на следующие группы:
. Собственно арилметановые, представляющие собой производные ди- и триарилметана:
и
. Ксантеновые, отличающиеся от собственно арилметановых наличием мостика из кислородного атома, связывающего ароматические остатки в о,о'-положениях к центральному атому углерода:
и
. Акридиновые, отличающиеся от ксантеновых тем, что вместо кислородного мостика у них имеется мостик из атома азота (в виде иминогруппы):
и
Ксантеновые и акридиновые красители иногда рассматриваются как самостоятельные классы красителей, однако сходство хромофорных систем (а следовательно, закономерностей изменения цвета) и способов синтеза делают целесообразным рассмотрение их как отдельных групп одного и того же класса.
Введение двух арильных радикалов в молекулу метана увеличивает подвижность атомов водорода метанового остатка. Это выражается, в частности, в относительно легкой окисляемости дифенилметана и его производных по центральному атому углерода.
Введение третьего остатка в молекулу диарилметанового красителя несколько смещает максимум поглощения в длинноволновую область вследствие усиления хромофорной системы ?-электронами нового ароматического кольца.
Из-за пространственных затруднений, возникающих вследствие того, что атомы водорода бензольных колец в орто-положениях к центральному атому углерода не могут разместиться в одной плоскости, бензольные кольца повернуты по отношению друг к другу подобно лопастям пропеллера. Угол поворота составляет около 18, что мало нарушает сопряжение ?-электронов всех трех колец. При введении заместителей в орто-положение к центральному атому углерода нарушение плоскостности достигает таких размеров, что наступает разобщение сопряженной системы и повышение цвета.
Введение третьего арильного остатка еще больше повышает подвижность атома водорода, связанного iентральным углеродным атомом: трифенилметан, например, окисляется в трифенилкарбинол уже при пропускании воздуха через его раствор в сероуглероде в присутствии следов хлористого алюминия.
Для триарилметановых производных характерны некоторые превращения, иллюстрируемые следующей схемой (на примере аминопроизводных):
Соединения типа I беiветны и называются лейкосоединениями. Они являются обычными ароматическими аминами, способными к солеобразованию за счет имеющихся у них аминогрупп.
Соединения типа II образуются при окислении лейкосоединений. Они называются карбинольными соединениями, так как могут рассматриваться как продукты замещения атомов водорода метильной группы карбинола (метилового спирта) ароматическими остатками. Карбинольные соединения в недиссоциированной форме беiветны, но в растворах диссоциируют с образованием окрашенных катионов:
В зависимости от pH среды равновесие может быть сдвинуто либо в сторону беiветной недиссоциированной формы (при добавлении щелочи), либо в сторону окрашенной диссоциированной (при подкислении). Характерной особенностью данного процесса является то, что он протекает не мгновенно, а с измеримой скоростью, различной для разных красителей, и носит характер медленной нейтрализации.
Соединения типа III являются красителями и по химическому составу представляют собой соли слабых оснований. Они образуются при действии кислот на карбинольные соединения, а при действии воды подвергаются гидролизу, вследствие чего водные растворы триарилметановых красителей обладают кислотной реакцией. При действии щелочей красители превращаются в карбинольные соединения.
Соединения типа IV образуются при отщеплении воды от карбинольных соединений и представляют собой производные фуксона (в случае окситриарилметановых красителей) или фуксонимина (в случае аминотриарилметановых красителей).
Цвет их вследствие отсутствия ионизации, усиливающей электроноакцепторность групп C=O и C=NH, значительно выше цвета соответствующих красителей: например, краситель III - фиолетовый, аминофуксонимин IV - желтый. При действии кислот на иминные основания IV происходит ионизация с образованием красителей III.
Гидрирование триарилметановых красителей III и их иминных оснований IV приводит к образованию беiветных лейкосоединений I.
Лейкосоединения I и карбинольные соединения II обычно образуются