Введение

    Возникновение и развитие новых отраслей промышленности, создание новых материалов требует  создания новых видов красителей для этих материалов. Появляются новые  красители для различных видов  полимерных материалов, для новых  видов синтетических волокон и.т.д.

    Разрабатываются новые принципы крашения текстильных  материалов, например, путём образования  химический связи красителя с  волокном. В соответствии с этим в технической классификации  появляются новые группы, например, активные красители, красители для анодированного алюминия, оптически отбеливающие вещества и прочие. Активные красители представляют собой новый класс красителей с очень ценными свойствами. В их молекуле содержатся группировки, способные химически связываться с волокном, образуя ковалентную связь. Молекула активного красителя состоит из двух частей – хромофора, обуславливающего окраску и активной группировки, обеспечивающей прочную связь – красителя с волокном. Активные красители очень перспективны, так как они дают прочные окраски и позволяют упростить процесс крашения.

    Усилия  исследователей направлены на улучшение  светопрочности, прочности к стирке и отбеливанию. Фотохимия простых  органических соединений, например альдегидов, кетонов, насыщенных и ненасыщенных жирных кислот многократно изучалась. При изучении красителей сложного строения лишь в очень незначительном числе случаев удалось выделить и идентифицировать продукты фотореакции. Трудности заключаются в том, что фотохимические изменения красителей протекают очень медленно. Даже если удаётся выделить продукты разложения, бывает трудно отличить первичные и фотохимические изменения от последующих термических и других реакций, а также сформулировать механизм по которому образуются конечные продукты разложения.

    Новые материалы требуют новых красителей, а потому тема по синтезу красителей всегда остаётся актуальной. Цель данной работы – синтез п-(2-гидрокси-1-нафтилазо)бензоната натрия, который является представителем большого класса азокрасителей. На примере его получения изучить условия проведения реакций диазотирования п-(2-гидрокси-1-нафтилазо)бензоната натрия.[1] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Современная классификация  синтетических красителей 

1.1. Химическая классификация  красителей

    В химической классификации красители  объединены в группы главным образом по сходству химического строения или методов получения.

    Органические  красители построены очень сложно, и основой объединения их в  группы по сходству химического строения служит сходство хромофорной системы. Например, красители, содержащие нитрозогруппу, объединены в группу нитрозокрасителей, а содержащие азогруппу – в группу азокрасителей. Некоторые красители объединены в группу по способу получения, например сернистые красители. Во многих случаях красители с одинаковыми хромофорными системами получают одинаковыми способами. Например, все азокрасители получают путём диазотирования ароматических аминов и сочетания продуктов диазотирования с фенолами или аминами. Все нитрозокрасители получают нитрозированием фенолов или нафтолов.

    Химическая классификация облегчает изучение свойств красителей и способов их получения. По химической классификации органические красители разделяют на следующие группы.

    1. Нитрокрасители. В этих красителях имеются электроноакцепторные заместители нитрогруппы - . Представитель этой группы – краситель нафтоловый жёлтый (динатриевая соль 2,4-динитро-1-нафтол-7-сульфокислоты)

                           

    2. Нитрозокрасители. Они содержат нитрозогруппы – NO. Представители этой группы – производные 1-нитрозо-2-нафтола

                                 

    3. Азокрасители. В их хромофорную систему входит азогруппа −N ═ N−. Представители этой группы – кислотный синий 2К

                     

    и конго красный

                   

    4. Арилметановые красители. Их основу составляют молекулы диарил- или триарилметана (I и II) либо фенилксантена (III). Хромофорную систему образует система сопряжённых связей с электроноакцепторными и электронодонорными заместителями (X ═ O, NH):

         

    Представители этой группы – кислотный ярко-голубой  З (I) и флюоресцин (II):

    5. Хинониминовые красители. В их молекуле имеются хинониминовые группы

             

    Представитель этой группы – краситель прямой ярко-голубой светопрочный

                

    6. Сернистые красители. Они объединены по способу получения осернением ароматических амино- и нитросоединений. Химическое строение большинства сернистых красителей не установлено. Представители этой группы – сернистый чёрный, получаемый осернением 2,4-динитрофенола, и сернистый коричневый Ж, получаемый осернением 2,4-динитротолуола.

    7. Антрахиноновые красители. Являются производными антрахинона

                              

    Представители этой группы – ализарин (I) и кислотный зелёный антрахиноновый (II):

          

    8. Кубовые полициклокетоновые красители. Молекулы их содержат несколько конденсированных ароматических колец и не менее двух карбонильных групп, атомы углерода обычно также принадлежат ароматическим ядрам. Представитель этой группы – кубовый синий O:

                         

    9. Индигоидные красители. В основе строения этих красителей лежит структура молекулы индиго (I) или тиоиндиго (II):

            

    10. Фталоциановые красители. Являются производными фталоцианина. [2]

                      

1.2. Техническая классификация  красителей

    Химическая  классификация отражает строение и  способы получения красителей, но не отражает их технических свойств  и назначения. Между тем для тех отраслей промышленности, которые применяют красители, важно знать их технические свойства, т.е. для крашения каких материалов предназначен краситель и в каких условиях его применяют. Поэтому существует вторая классификация красителей – техническая, в которой красители объединены в группы по их техническому назначению.

    Крашение  – сложный процесс, в котором  краситель может взаимодействовать  с окрашиваемым материалом химически, а может адсорбироваться поверхностью материала и удерживаться при помощи адсорбционных сил. В зависимости от свойств красителя и окрашиваемого материала крашение ведут в различных условиях, вводя в раствор красителя разные добавки, изменяя температуру ванны, концентрацию красителя и.т.д.

    В простейшем случае краситель растворяют в воде и ткань окрашивают, погружая в красильную ванну. Другие красители требуют предварительной обработки ткани специальными веществами – протравами. Третьи нуждаются в последующей обработке для закрепления красителя на волокне. Существуют группы красителей, нерастворимых в воде. Их переводят в раствор восстановлением в форму лейкосоединения, и в таком виде они переходят на волокно. При последующем окислении они переходят в краситель непосредственно на волокне. Некоторые красители синтезируют на самом волокне: ткань пропитывают последовательно растворами промежуточных продуктов, которые реагируют между собой на волокне, образуя краситель.

    Ряд нерастворимых в воде красителей растворяется в органических растворителях. К ним относятся жиро-, спирто-, и ацетонорастворимые красители, а также красители, растворимые в полимерах – полиамидах и полиэфирах.

    По  технической классификации красители  подразделяют на следующие важнейшие  группы.

    1. Кислотные красители, окрашивающие шерсть и шёлк в кислом или нейтральном растворе.

    2.  Основные красители, окрашивающие в нейтральном растворе шерсть, шёлк и кожу непосредственно, а хлопчатобумажные ткани после протравливания таннином.

    3. Прямые красители, окрашивающие хлопчатобумажные волокна в нейтральном или слабощелочном растворе.

    4. Протравные красители, окрашивающие хлопчатобумажные, шерстяные и шёлковые волокна после их протравливания солями металлов - алюминия, хрома, железа.

    5. Активные красители, окрашивающие целлюлозные волокна в щелочном растворе (сода, бикарбонат, тринатрийфосфат), а шерсть, натуральный шёлк и полиамидные волокна в среде, близкой к нейтральной (pH = 6 – 8).

    6. Кубовые красители, окрашивающие целлюлозные волокна в щелочном растворе лейкосоединения (т.е. продукта восстановления). Окрашиваемый материал выдерживают в этом растворе (так называемом кубе), а затем окисляют на воздухе. При этом лейкосоединение снова переходит в краситель.

    7. Сернистые красители, окрашивающие хлопчатобумажное волокно в водных растворах сернистого натрия.

    8. Красители, образующиеся на волокне. К этой группе красителей относятся азоидные, окислительные красители и фталогены.

    Азоидные (ледяные, или холодные) красители: окрашиваемый материал пропитывают раствором  оксисоединения, затем погружают  в раствор диазосоединения; на волокне происходит реакция азосочетания и образуется краситель.

    Окислительные красители образуются в процессе крашения на волокне при окислении  ароматических аминов.

    9. Красители для меха.

    10. Красители для кожи и шубной овчины.

    11. Дисперсные красители, окрашивающие ацетатный шёлк и синтетические волокна. Они практически нерастворимы в воде и окрашивают только тогда, когда содержатся в красильной ванне в тонкодисперсном состоянии (величина частиц 0,2 – 2,0 мкм).

    12. Красители жиро- и спирторастворимые.

    13. Пигменты и лаки. Применяются для приготовления полиграфических, художественных, строительных и других красок. Пигменты используют для крашения пластических масс, резины, бумаги. Пигментами окрашивают вискозное и ацетатцеллюлозное волокно и синтетические полимерные материалы в растворе или расплаве полимера перед изготовлением из них волокон (крашение в массе).[3]

    2. Номенклатура красителей

    В начальный период развития промышленности названия многим красителям давали произвольно, без какой-либо системы. Эти названия не отражали полностью ни химических, ни технических свойств красителя, а зачастую не указывали даже на его цвет. Несмотря на явное несовершенство таких названий, многие из них сохранились до настоящего времени и прочно укоренились в технике, например, аурамин, эозин, фуксин, родамин, индиго и др. Иногда к таким названиям добавляют указание на цвет красителя, например, конго красный, нафтоловый жёлтый, метиленовый голубой.

    В России принята единая номенклатура красителей, в соответствии с которой название красителя строится так, что оно отражает технические свойства красителя и его цвет. Приводим названия ряда красителей, построенные в соответствии с этой номенклатурой: протравной зелёный Бс; основной коричневый 2К; кислотный оранжевый; кислотный зелёный Ж; кислотный алый 2Ж; прямой синий КМ; пигмент жёлтый светопрочный; сернистый чёрный; пигмент голубой фталоциановый; кислотный зелёный антрахиноновый; кубовый синий О; кубовый золотисто-жёлтый КХ. Из этих примеров видно, что название красителя составлено из нескольких прилагательных, первое из которых указывает на принадлежность красителя к той или иной группе по технической классификации, а второе – на цвет красителя.