染料化学复习

一 名词解释练习题一 名词解释练习题 1 染料 有色的有机化合物 能溶于水或其他介质以制成溶液或分散液 并能直接或 经媒染剂作用使纤维着色 染后具有一定坚牢度及鲜艳度的物质 2 力份 是指染料厂选择某一浓度的染料为标准 而将同种类不同批次的染料产品与 它相比较而言 用百分数表示 即同种染料 在相同条件下用相同用量 染出颜色的浓淡 程度比较 3 颜料 是不溶于水和一般的有机溶剂的有机或无机有色化合物 颜料本身对纤维没 有染着能力 使用时主要靠高分子粘合剂的作用 将颜料的微小颗粒黏着在纤维表面或内 部 4 互补色光 一定波长的光与另一定波长的光 以适当的强度比例混合得到白光 这 两种有色光称为互补色光 5 中料 将不具备染料特性的芳烃衍生物叫做染料中间体 简称中料 6 重氮化反应 芳伯胺与亚硝酸作用生成重氮盐的反应称为重氮化反应 因亚硝酸不 稳定 通常使用亚硝酸钠和盐酸或硫酸 使反应生成的亚硝酸立即与芳伯胺反应 7 偶合反应 芳香族重氮盐浴酚类和芳胺作用 生成偶氮化合物的反应 8 染色牢度 是指染色产品在使用过程中或染色以后的加工过程中 在各种外界因素 的作用下 能保持其原来色泽的能力 9 加法混色 加法混色指的是不同颜色的光的混合 在人眼视网膜的同一点上同时 射入两束或两束以上颜色的光 产生与这些光的颜色不同的另一个颜色的感觉 它是把色 光叠加起来的混色方法 10 单色光 在光谱上看到的颜色叫光谱色 不能分解的光谱色称为单色光 11 深色效应 通过改变染料结构等可改变染料的最大吸收波长 即改变染料色泽的 深浅 凡是能使染料的最大吸收波长增大的效应称为深色效应 12 浅色效应 通过改变染料结构等可改变染料的最大吸收波长 即改变染料色泽的 深浅 凡是能使染料的最大吸收波长减小的效应称为浅色效应 13 浓色效应 通过改变染液浓度等可改变染料的最大摩尔消光系数 即改变染料色 泽的浓淡 凡是能使染料的最大摩尔消光系数增大的效应 称为浓色效应 14 淡色效应 通过改变染液浓度等可改变染料的最大摩尔消光系数 即改变染料色 泽的浓淡 凡是能使染料的最大摩尔消光系数减小的效应 称为淡色效应 15 Lambert Beer 吸收定律 单色光透过理想的染料溶液时 吸光度等于摩尔吸光系 数 溶液浓度以及单色光经过的光程长度之积 16 基态 在一定条件下 分子总处于最低电子能级状态 称为电子基态 简称基态 17 减法混色 减法混色是把两个或两个以上的染料叠加在一起而产生与混合前染料 不同的颜色 即染料在白光照射下从白光中减去被染料所吸收的部分 其剩余部分 各混合 染料成分所不吸收的 光线混合的结果 在印染工业中拼色就是减法混色的例子 18 直接染料 绝大多数是含磺酸基的偶氮染料 能溶于水 分子结构中含水溶性基 团 SO3H 能在中性或弱碱性溶液中上染纤维素纤维 在弱酸及中性介质中上染蛋白质 纤维 染色方便 色谱齐全 价格便宜 但各项牢度较差 尤其是湿处理牢度 较少用于 棉织物染色 多用于粘胶 蚕丝及锦纶丝的染色 19 活性染料 分子结构中带有反应性基团 染色时与纤维素纤维中的 OH 和蛋白 质纤维中的 NH2发生化学反应生成共价键 故又称反应性染料 主要用于棉 麻 蚕丝 等 也能用于羊毛 粘胶及聚酰胺纤维的染色 颜色鲜艳 色牢度好 20 不溶性偶氮染料 由重氮组分和偶合组分两种组分组成 在纤维上反应形成不溶 性偶氮染料 因染色时需要用冰 故又称作冰染料 商品名称为纳夫妥染料 21 还原染料 不溶于水 除了个别品种外 分子结构中都含有羰基 C O 在碱 性介质中被保险粉还原成可溶性的隐色体钠盐而上染纤维 再经氧化重新生成原来的不溶 性染料而固着在纤维上 故称还原染料 商品名称为士林染料 主要用于纤维素纤维的染 色 其耐晒耐洗牢度都较好 22 光敏脆损 某些色系如黄色 橙色 红色等的还原染料染色织物在穿着过程中 经日光照射后染料颜色并没有褪去 但织物却逐渐脆化损坏 这种现象称为光敏脆损 23 可溶性还原染料 是还原染料隐色体硫酸酯的钠盐或钾盐 可溶于水 再在酸性 条件下水解氧化为它的母体染料而染着在纤维上 主要用于染纤维素纤维和涤棉混纺织物 的淡色 24 酸性染料 含有 SO3H COOH 等酸性基团 能溶于水 在酸性或中性介质中 染料分子内所含的磺酸基 羧基与蛋白纤维分子中的氨基以离子键相合而上染蛋白质纤维 也可用于锦纶的染色 根据染料染色性能的不同分为强 弱 中性浴染色的酸性染料 25 酸性媒染染料 上染前或后要经过媒染剂处理 使媒染剂中的金属离子与染料络 合沉积在纤维上 包括 1 1 和 1 2 型染料 染色牢度优于酸性染料 但色泽不够鲜艳 适 用于羊毛 蚕丝及聚酰胺的染色 26 酸性含媒染料 酸性含媒染料或酸性媒介染料是指染料本身分子中已经含有与染 料分子按照一定比例鳌合的金属离子 染色牢度优于酸性染料 但色泽不够鲜艳 适用于 羊毛 蚕丝及聚酰胺的染色 27 分散染料 分子结构中不含水溶性基团 是非离子型染料 染色时借助分散剂将 染料分散成极细小的颗粒 形成分散浴而染着纤维所以称为分散染料 主要用于聚酯 聚 酰胺及醋酯纤维的染色 28 阳离子染料 阳离子染料是在碱性染料的基础上发展起来的 碱性染料分子结构 中含有碱性基团 与酸成盐而溶于水 染料的色素离子带有阳电荷 所以又称为阳离子染 料 这类染料色泽鲜艳 牢度较好 主要用于晴纶纤维的染色 29 染料的饱和值 SD 指商品阳离子染料在 100 PH 4 0 2 浴比 1 100 回流 时间 4 个小时 上染百分率为 90 95 时 在某一种腈纶上的染色饱和值 30 阳离子染料的配伍性 表示晴纶染色过程中 各拼色染料上染速率的一致性程度 通常用配伍值 K 值 表示染料的配伍性 配伍值是反映阳离子染料亲和力和扩散性能好 坏的综合指标 31 蒽醌类染料 是指染料结构以蒽醌类染料为主的一类染料 包括蒽醌和具有稠芳 环的醌类染料 数量仅次于偶氮染料 品种有还原 分散 酸性 阳离子 不溶性偶氮染 料等 32 靛族染料 含有靛蓝和硫靛结构的染料 主要有还原染料 33 偶氮染料 分子结构中含有偶氮基 N N 的染料 根据偶氮基的数目可分为单 双 多偶氮染料 是整个染料品种中最多的一类 约占全部染料的 60 左右 以浅 中色 居多 具有合成简单 色谱齐全 使用方便 价格低廉的优点 34 硫化染料 染料分子结构中含有 S 键 制造时要用硫磺或硫化钠进行硫化反应 染 色时要用硫化钠进行还原溶解 所以称为硫化染料 颜色以蓝色和黑色为主 35 缩聚染料 该类染料染色时脱去水溶性基团 缩合成大分子不溶性染料附着在纤 维上 称为缩聚染色 36 禁用染料 原本是指某些染料因在生产制造过程中的劳动保护问题而被禁止生产 的染料 现在是指可以通过一个或多个偶氮基分解出有害芳香胺的染料 37 致敏染料 是指某些会引起人体或动物的皮肤 黏膜或呼吸道过敏的染料 38 致癌染料 是指未经过还原等化学变化即能诱发人体癌变的染料 39 染料的饱和系数 f 相对饱合值 纤维的饱和值 Sf 与染料饱和值 SD 的比值为 该染料的饱和系数 f 染料的百分用量与饱和系数 f 的乘积不应超过 Sf 否则易造成染料 的浪费 40 磺化反应 是指在有机化合物分子中引入磺酸基的反应 41 蒽醌类还原染料 凡是以蒽醌或其衍生物合成的还原染料以及具有蒽醌结构的的 还原染料都属于此类 5 颜色的基本属性是 色调 纯度 亮度或明度 13 在 还原蓝 BC 名称中 还原为 冠称 蓝为 色称 BC 为 字尾 B 表 示染料带有蓝光 C 为耐氯漂 14 在 150 活性艳红 K 2BP 名称中 活性为 冠称 艳红为 色称 字尾中 K 表示高温染色型 B 表示带蓝光 2B 表示蓝光程度 P 代表适用于印花 150 为染料的 强度或力份 15 在染料的名称中 某些英文符号表示特定的意义 如 Conc 表示 浓的 H C 表 示 高浓 16 在染料的名称中 某些英文符号表示染料的物理状态 如 liq 表示 液状 pdr 表示 粉状 paste 表示 浆状 17 在染料的名称中 某些英文符号表示特定的意义 如 ex conc 表示 特浓 Double 表示 双浓 18 在染料的名称中 某些英文符号表示染料的物理状态 如 liq 表示 液状 gr 表 示 颗粒状 s f 表示 超细粉状 19 磺化过程中 磺酸基取代碳原子上的氢 称为直接磺化 磺酸基取代碳原子上 的卤素和硝基 称为间接磺化 20 为避免过高的温度而导致蒽醌的分解 蒽醌的磺化一般都采用 发烟硫酸 磺化 时 往往会在 两 个苯环上发生磺化反应 21 为了制备单磺酸蒽醌 需要控制一定的蒽醌未被磺化 一般情况下 磺酸基进入 位 在有少量汞盐存在的条件下 则进入 位 22 萘系中料如果直接卤化会形成较多副产物 因此 萘环上的卤代基主要是通过 桑德迈尔 反应或 希曼 反应获得 23 对于多硝基化合物 若只需还原一个硝基 进行选择性还原时 可以选择 硫化 碱 还原 24 萘胺一般采用 萘酚的氨解制备 该方法称为 勃契勒 反应 25 在有机化合物分子中引入氨基的反应 主要有 硝基还原 和 氨解反应 两种 方法 26 在有机化合物分子中引入羟基的反应 主要有 磺酸基碱熔反应 羟基置换 卤素 羟基置换氨基 以及异丙基芳烃的氧化 酸解等几种方法 27 酚类化合物的钠盐与二氧化碳反应 在 芳环上引入羧基 的反应称为考尔培反 应 28 直接染料主要有直接染料 直接耐晒染料 直接铜盐染料 直接重氮染料 直接 交联染料和直接混纺染料 29 根据直接染料对温度 上染率及盐效应的不同 大致可分为 匀染性染料 盐 效应染料 温度效应染料 三大类 30 为提高直接染料的染色牢度 可以用 阳离子 固色剂进行后处理 47 重氮盐与 萘酚或 萘胺偶合 反应在 4 位上进行 若 4 位上已被占据 则在 2 位上进行 与萘酚或萘胺类化合物反应时 一般发生在同环 NH2 NH2 OH NH2 NH2 NH2 OH NH2 NH2 NH2 OH NH2 NH2OH SO3HHO3S HO3SNH2 OH HO3S OH NH2 NH2OH SO3HHO3S HO3SNH2 OH HO3S OH NH2 NH2OH SO3HHO3S HO3SNH2 OH HO3S OH NH2 偶合反应影响因素 重氮组分性质 NH2 CH3 NH2 OCH3 NH2 NH2 Cl ClCl NH2 CH3 NH2 OCH3 NH2 NH2 Cl ClCl NH2 CH3 NH2 OCH3 NH2 NH2 Cl ClCl NH2 SO3H NH2 NO2 NH2 NO2 ClCl NH2 NO2 NO2 NH2 SO3H NH2 NO2 NH2 NO2 ClCl NH2 NO2 NO2 NH2 SO3H NH2 NO2 NH2 NO2 ClCl NH2 NO2 NO2 NH2 SO3H NH2 NO2 NH2 NO2 ClCl NH2 NO2 NO2 48 重氮盐与 萘胺偶合时 反应在 1 位上进行 如 1 位被占据 则反应 不发 生 49 反应介质的 pH 值对同时具有氨基或酚羟基的化合物进行偶合时位置的选择十分重 要 标出不同 PH 值时偶合位置 50 写出反应的产物结构式 1 N2Cl 2 3 4 5 在有机合成上常通过生成重氮盐的途径而使氨基转变成羟基 由此来合成一些不 能由芳磺酸盐碱熔而制得的酚类 6 7 3Br2 NH2 Br Br Br H2O NH2 N2Cl Br Br Br C 0 5 NaNO2 HCl H3PO2 H2O Br Br Br 8 NO2 NO2 NH2 NO2 H2SO4 HNO3 Na2S2 N2 HSO4 NO2 OH NO2 H2SO4 NaNO2 H H2O NO2 NO2 NH2 NO2 H2SO4 HNO3 Na2S2 N2 HSO4 NO2 OH NO2 H2SO4 NaNO2 H H2O 9 注意条件注意条件 H3CNH2 NaNO2 HCl 0 C H3CN2Cl CuCl HCl H3CCl 70 79 10 KI 74 76 I 0 7 C NaNO2 HCl N2Cl NH2 11 CH3 NH2 NaNO2 HCl 0 5 C CH3 N2Cl CuCN KCN CH3 CN CH3 CH2NH2 H2 Ni CH3 COOH H2O H 12 重氮盐与酚偶合 通常在微碱性的介质中进行 pH 8 10 此时酚转化为酚 氧负离子 Ar O 而氧负离子是比酚羟基 OH 更强的邻 对位定位基 更容易发生偶合 反应 重氮盐与芳胺的偶合 通常在微酸性的介质中进行 pH 5 7 O2NN2Cl OHNH2 HO3SSO3H pH 6 OHNH2 HO3SSO3H NNNO2 pH 8C6H5N2Cl OHNH2 HO3SSO3H NNNO2NN 理想染料的要求 色彩性 安全性 可行性 经济性 相容性 现实性 耐久性 可染性 1856 年 英国人 perkin 发明 合成 了苯胺紫 标志着合成染料的兴起 共轭效应 在一个简单的双键分子中 如乙烯 键的一对 电子的运 动范围局限在两个 C 原子之间 这叫做定域运动 在单双键交替 出现的分子中 如丁二烯 电子的运动不再局限在两个 C 原子 而扩充到 4 个 C 原子之间 这叫做离域现象 这种具有离域现象的 分子结构体系叫做共轭体系 这种电子通过共轭体系传递的现象 叫做共轭效应 统一命名法 三段式命名法 统一命名法 三段式命名法 第第 1 段 冠称段 冠称 指明应用类别或者商标品牌名称 指明应用类别或者商标品牌名称 如我国的如我国的 分散分散 还原还原 等 国外的等 国外的 Foren Samaron 等 等 第第 2 段 色称段 色称 色泽名称 指明染料的基本颜色 色泽名称 指明染料的基本颜色 如我国的如我国的 红 橙 黄 绿 青 兰 紫 棕 灰 黑 白红 橙 黄 绿 青 兰 紫 棕 灰 黑 白 等 等 第第 3 段 尾称段 尾称 用字母和数字代表色光 力份 牢度 剂型用字母和数字代表色光 力份 牢度 剂型 染色牢度 染色牢度 染物上的染料经受各种外界因素的作用后而保持原有色泽染物上的染料经受各种外界因素的作用后而保持原有色泽 的能力 称为染色牢度 的能力 称为染色牢度 常见染色牢度 常见染色牢度 8 种牢度 种牢度 日晒牢度日晒牢度 褪色 变色褪色 变色 为为 8 级十五档 其余为五级 9 档 皂洗牢度皂洗牢度 褪色 沾色褪色 沾色 气候牢度气候牢度 褪色 变色褪色 变色 氯漂牢度氯漂牢度 褪色 变色褪色 变色 摩擦牢度摩擦牢度 褪色 沾色褪色 沾色 汗渍牢度汗渍牢度 褪色 沾色褪色 沾色 熨烫牢度熨烫牢度 褪色 沾色褪色 沾色 升华牢度升华牢度 褪色 沾色褪色 沾色 荧光增白剂 荧光增白剂可看作一类无色的染料 它们上染到纤维 纸张等基质后 可吸 收紫外线 发出蓝色光 从而抵消织物上因黄光反射量过多而造成的黄色感 在视觉上产 生洁白 耀目的效果 起始物起始物 某一特定合成反应的初始反应物 某一特定合成反应的初始反应物 中间体中间体 用于生产合成染料的芳烃衍生物 用于生产合成染料的芳烃衍生物 特点特点 合成染料的原料 起始物 合成染料的原料 起始物 半成品 半成品 以少数的芳香烃为原料制得 来源以少数的芳香烃为原料制得 来源 染料中间体的来源为煤焦油和石油 染料中间体的结构 常见取代基团主要有 依重要性排列 常见取代基团主要有 依重要性排列 硝基硝基 NO2 伯胺基 伯胺基 NH2 仲胺基 仲胺基 NHR 叔胺基叔胺基 NR2 季胺基 季胺基 N R3X 羟基 羟基 OH 醇胺基醇胺基 N CH2CH2OH 2 甲氧基 甲氧基 OCH3 羰基羰基 C O 卤素基 卤素基 X 磺酸基 磺酸基 SO3H 羧酸基羧酸基 COOH 等等 等等 取代基 目的 主要有两大类 取代基 目的 主要有两大类 1 确立反应定位效应 便于后续合成 如引 确立反应定位效应 便于后续合成 如引 入入 X NH2 OH 等 等 2 引入功能基团 如助色基团 活性基团 可 引入功能基团 如助色基团 活性基团 可 溶基团 耐晒 耐氯漂等功能基团 溶基团 耐晒 耐氯漂等功能基团 重要的单元反应及分类重要的单元反应及分类 中料要经过磺化 硝化 卤化 氨化 羟基化 还原 氧化 中料要经过磺化 硝化 卤化 氨化 羟基化 还原 氧化 烷基化 柯尔培 烷基化 柯尔培 Kolbe F C 偶合等反应才能合成染料 偶合等反应才能合成染料 这些反应可归纳为三类 这些反应可归纳为三类 其一是亲电取代反应 使芳环上的氢原子被其它基团取代 其一是亲电取代反应 使芳环上的氢原子被其它基团取代 其二是芳环上已有取代基转变成另一种取代基 其二是芳环上已有取代基转变成另一种取代基 其三是形成杂环或新的碳环的反应 即成环缩合 其三是形成杂环或新的碳环的反应 即成环缩合 吸收光谱曲线 采用分光光度计 测试染料对可见光范围内 吸收光谱曲线 采用分光光度计 测试染料对可见光范围内 380 780 nm