第三章染料與顏料

1、精細(xì)化學(xué)品化學(xué)精細(xì)化學(xué)品化學(xué)王銀玲王銀玲第六章第六章 染料與顏料染料與顏料(Dyes and pigments)v6.1 染料概述染料概述v6.2顏色與染料染色顏色與染料染色v6.3重氮化與偶合反應(yīng)重氮化與偶合反應(yīng)v6.4染料的應(yīng)用染料的應(yīng)用v6.5禁用染料與環(huán)保染料禁用染料與環(huán)保染料v6.6顏料概述顏料概述v6.7典型顏料典型顏料 v人類最早使用的染色物質(zhì)來自于植物、動物和礦物，如茜人類最早使用的染色物質(zhì)來自于植物、動物和礦物，如茜草（紅色）、胭脂蟲（胭脂紅）和泥土草（紅色）、胭脂蟲（胭脂紅）和泥土v天然染料的不足：天然染料的不足：來源有限、制造麻煩、價格昂貴來源有限、制造麻煩、價格昂貴色譜

2、不全、色澤灰暗，牢度不佳色譜不全、色澤灰暗，牢度不佳v1856年英國的伯琴（年英國的伯琴（W.H.PerKin）在制取奎寧的試驗中意）在制取奎寧的試驗中意外發(fā)現(xiàn)了苯胺紫外發(fā)現(xiàn)了苯胺紫 ，由此合成了苯胺染料。第二次世界大戰(zhàn)，由此合成了苯胺染料。第二次世界大戰(zhàn)后，隨著各種合成纖維的發(fā)展，帶動了染料工業(yè)的發(fā)展。后，隨著各種合成纖維的發(fā)展，帶動了染料工業(yè)的發(fā)展。v合成染料的特點合成染料的特點v原料來源廣，合成簡單；價格便宜，使用方便；原料來源廣，合成簡單；價格便宜，使用方便；v色澤鮮艷，色譜齊全；牢度優(yōu)良；色澤鮮艷，色譜齊全；牢度優(yōu)良；v有些染料對人體有害，環(huán)境污染嚴(yán)重。有些染料對人體有害，環(huán)境污染嚴(yán)

3、重。6.1 染料概述染料概述 v6.1.1 染料的概念染料的概念 v6.1.2 染料的分類和命名染料的分類和命名v6.1.3 染料的性能及評價染料的性能及評價6.1.1 染料的概念染料的概念染料染料：是能使其它物質(zhì)獲得：是能使其它物質(zhì)獲得鮮明、均勻、堅鮮明、均勻、堅 牢色澤牢色澤的有色有機(jī)化合物。的有色有機(jī)化合物。染料應(yīng)用的三個途徑：染料應(yīng)用的三個途徑：1.1.染色染色：染料由外部進(jìn)入到被染物的內(nèi)部，：染料由外部進(jìn)入到被染物的內(nèi)部，而使被染物獲得顏色而使被染物獲得顏色 2.2.著色著色：在物體形成最后固體形態(tài)之前，將染：在物體形成最后固體形態(tài)之前，將染料分散于組成物中，成型后即獲得有顏色的固體

4、料分散于組成物中，成型后即獲得有顏色的固體3.3.涂色涂色：借助涂料作用，使染料粘附于物體：借助涂料作用，使染料粘附于物體表面而使物體表面著色表面而使物體表面著色v一、染料的分類一、染料的分類v1、按應(yīng)用性能分類、按應(yīng)用性能分類v （1）酸性染料）酸性染料 （2）直接染料）直接染料 v（3）分散染料）分散染料 （4）活性染料）活性染料 v（5）冰染染料）冰染染料 （6）還原染料）還原染料v（7）陽離子染料）陽離子染料 v（8）其它：金屬絡(luò)合染料、硫化染料、）其它：金屬絡(luò)合染料、硫化染料、 媒染染料媒染染料6.1.2 染料的分類和命名染料的分類和命名v一、染料的分類一、染料的分類v1、按應(yīng)用性能

5、分類、按應(yīng)用性能分類v（1）酸性染料酸性染料：這類染料分子中含有磺酸基或：這類染料分子中含有磺酸基或羧基，酸性介質(zhì)中通過離子鍵用于蛋白纖維的羧基，酸性介質(zhì)中通過離子鍵用于蛋白纖維的染色。染色。v（2）直接染料直接染料：絕大多數(shù)是含有磺酸基的偶氮：絕大多數(shù)是含有磺酸基的偶氮染料，可溶于水?？墒估w維直接著色。染料，可溶于水?？墒估w維直接著色。v（3）分散染料分散染料：該類染料水溶性小，染色時借：該類染料水溶性小，染色時借助分散劑呈分散狀態(tài)而使疏水性纖維著色。助分散劑呈分散狀態(tài)而使疏水性纖維著色。v（4）活性染料活性染料：通過與纖維形成共價鍵而使纖：通過與纖維形成共價鍵而使纖維著色，又稱反應(yīng)染料。主

6、要用于棉、麻、合維著色，又稱反應(yīng)染料。主要用于棉、麻、合成纖維的染色。成纖維的染色。6.1.2 染料的分類和命名染料的分類和命名v一、染料的分類一、染料的分類v1、按應(yīng)用性能分類、按應(yīng)用性能分類v（5）冰染染料冰染染料：為不溶性偶氮染料，染色：為不溶性偶氮染料，染色時需在冷凍條件下進(jìn)行，由重氮和偶聯(lián)組時需在冷凍條件下進(jìn)行，由重氮和偶聯(lián)組分直接在纖維上反應(yīng)形成沉淀而著色。分直接在纖維上反應(yīng)形成沉淀而著色。v（6）還原染料還原染料：氧化后不溶解而使纖維著：氧化后不溶解而使纖維著色，主要用于纖維素纖維的染色和印花。色，主要用于纖維素纖維的染色和印花。v（7）陽離子染料陽離子染料：因在水中呈陽離子狀態(tài)

7、：因在水中呈陽離子狀態(tài)而得名，用于腈綸纖維的染色和印花。而得名，用于腈綸纖維的染色和印花。6.1.2 染料的分類和命名染料的分類和命名2、 按染料的化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類按染料的化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類 偶氮染料偶氮染料 （azo dyes）偶氮染料是分子中含有偶氮染料是分子中含有偶氮基偶氮基的染料，按的染料，按偶氮基的偶氮基的數(shù)目數(shù)目可分為單偶氮、雙偶氮、多偶氮。可分為單偶氮、雙偶氮、多偶氮。它的顏色包括全部色譜，以它的顏色包括全部色譜，以黃、橙、紅、藍(lán)黃、橙、紅、藍(lán)為主。為主。所有染料中最多的一類所有染料中最多的一類，約占全部染料的，約占全部染料的50%50%。常。常用的用的有酸性、堿性、直接、媒染等幾

8、大類。有酸性、堿性、直接、媒染等幾大類。酸性大紅酸性大紅RS制備制備：偶氮染料由：偶氮染料由芳香伯胺芳香伯胺與與亞硝酸鹽亞硝酸鹽經(jīng)經(jīng)重氮化重氮化反應(yīng)反應(yīng)，再與，再與酚或芳胺通過酚或芳胺通過偶合反應(yīng)偶合反應(yīng)制得。制得。偶氮染料偶氮染料 （azo dyes）重氮化反應(yīng)重氮化反應(yīng)偶合反應(yīng)偶合反應(yīng)v 蒽醌染料（蒽醌染料（anthraquinone）v其分子結(jié)構(gòu)中含有其分子結(jié)構(gòu)中含有一個或多個羰基共軛體系一個或多個羰基共軛體系，又稱，又稱為羰基染料。為羰基染料。v是數(shù)量上是數(shù)量上僅次于偶氮染料僅次于偶氮染料的一類染料，按應(yīng)用性能，的一類染料，按應(yīng)用性能，分為分為酸性、分散、活性、還原染料酸性、分散、活性

9、、還原染料。v制備制備：由：由萘萘氧化得到的氧化得到的鄰苯二甲酸酐鄰苯二甲酸酐在三氯化鋁存在三氯化鋁存在下與取代苯作用后，經(jīng)在下與取代苯作用后，經(jīng)硫酸閉環(huán)硫酸閉環(huán)而得到一系列蒽而得到一系列蒽醌衍生物，再經(jīng)過必要的合成單元反應(yīng)而制得。醌衍生物，再經(jīng)過必要的合成單元反應(yīng)而制得。 OONHOONHNNNNH2SO3NaClClSO3Na 蒽醌 活性艷藍(lán)X-BR v 靛系染料靛系染料 v由由碳碳雙鍵碳碳雙鍵連接連接兩個帶羰基的雜環(huán)兩個帶羰基的雜環(huán)組成的共軛體組成的共軛體系作為母體結(jié)構(gòu)的染料。它是羰基染料的一種。系作為母體結(jié)構(gòu)的染料。它是羰基染料的一種。 v按應(yīng)用性能分為按應(yīng)用性能分為還原染料還原染料，

10、以，以藍(lán)色和紅色藍(lán)色和紅色為多。為多。v靛藍(lán)可使纖維截面環(huán)染，產(chǎn)生了所需的不均勻染靛藍(lán)可使纖維截面環(huán)染，產(chǎn)生了所需的不均勻染色，用于藍(lán)色牛仔褲的染色。色，用于藍(lán)色牛仔褲的染色。 CHNNHC=CCOOOOCC=CSSCNCH CH CHNRRn+X_還原藍(lán)4B（C.I. 還原藍(lán)5）靛藍(lán)和硫靛靛藍(lán)和硫靛v 靛系染料靛系染料-合成合成NHO N aCNHCCNHCOO O 7 0 3 5 h縮合生成的苯基甘氨酸鈉縮合生成的苯基甘氨酸鈉 苯基甘氨酸鈉在強(qiáng)堿中熔融閉環(huán)苯基甘氨酸鈉在強(qiáng)堿中熔融閉環(huán) 空氣氧化空氣氧化 v芳甲烷染料芳甲烷染料 (arylmethane dyes)v染料分子中含有染料分子中含

11、有二芳基甲烷或三芳基甲烷二芳基甲烷或三芳基甲烷結(jié)構(gòu)的染料。結(jié)構(gòu)的染料。v包括堿性、酸性等染料的紅、紫、藍(lán)、綠色譜，以包括堿性、酸性等染料的紅、紫、藍(lán)、綠色譜，以色澤色澤濃艷濃艷著稱，但著稱，但日曬牢度差日曬牢度差。v在不同的在不同的pH下會呈現(xiàn)不同的顏色，酸堿穩(wěn)定性差。下會呈現(xiàn)不同的顏色，酸堿穩(wěn)定性差。v制備制備：三芳甲烷染料由：三芳甲烷染料由芳胺與甲醛、苯甲醛縮合得到隱芳胺與甲醛、苯甲醛縮合得到隱色體，色體，然后再經(jīng)過一些單元反應(yīng)而制得。然后再經(jīng)過一些單元反應(yīng)而制得。v三芳甲烷是一個無色化合物，在其芳環(huán)中心碳原子的對三芳甲烷是一個無色化合物，在其芳環(huán)中心碳原子的對位上位上引入氨基，顏色變深，

12、且氨基越多，顏色越深。引入氨基，顏色變深，且氨基越多，顏色越深。CC(H3C)2NN(CH3)2CNHHCl三苯甲烷 二苯甲烷 堿性嫩黃O v菁系染料菁系染料 (cyanine dyes) v它是由它是由甲川基（甲川基（CH）連結(jié)氮雜環(huán)的一）連結(jié)氮雜環(huán)的一類染料，又稱甲川染料類染料，又稱甲川染料。v菁系染料的結(jié)構(gòu)菁系染料的結(jié)構(gòu)由雜環(huán)、多甲川基、成鹽烷由雜環(huán)、多甲川基、成鹽烷基和陰離子等四個部分基和陰離子等四個部分組成。組成。v最早用于感光材料的光敏劑，耐光牢度高，最早用于感光材料的光敏劑，耐光牢度高，對腈綸染色有顏色鮮艷，著色力高等優(yōu)點，對腈綸染色有顏色鮮艷，著色力高等優(yōu)點，有些已經(jīng)成為有些已

13、經(jīng)成為腈綸的專用染料腈綸的專用染料。NNO HNNH OS O3N aS O3N aS O3N a陽離子桃紅FFv酞菁是由四個異吲哚結(jié)合而酞菁是由四個異吲哚結(jié)合而成的一個十六環(huán)芳軛體，其成的一個十六環(huán)芳軛體，其發(fā)色系統(tǒng)是具有發(fā)色系統(tǒng)是具有18 18 個個電電子結(jié)構(gòu)的環(huán)狀輪烯。子結(jié)構(gòu)的環(huán)狀輪烯。v金屬酞菁染料金屬酞菁染料中，金屬原子中，金屬原子在環(huán)的中間，與相鄰的四個在環(huán)的中間，與相鄰的四個氮原子相連，由配位鍵和共氮原子相連，由配位鍵和共價鍵結(jié)合。價鍵結(jié)合。 v酞菁染料多為酞菁染料多為藍(lán)色和綠色，藍(lán)色和綠色，色澤鮮艷色澤鮮艷。金屬金屬酞菁酞菁酞菁染料酞菁染料 （phthalo cyanide）2

14、、 按染料的化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類按染料的化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類 硫化染料硫化染料 用硫或多硫化鈉的硫化作用制成用硫或多硫化鈉的硫化作用制成 硝基和亞硝基染料硝基和亞硝基染料 含有硝基和亞硝基的染料含有硝基和亞硝基的染料雜環(huán)染料雜環(huán)染料 含有五、六元雜環(huán)等結(jié)構(gòu)的染料含有五、六元雜環(huán)等結(jié)構(gòu)的染料。其他：如二苯乙烯等結(jié)構(gòu)染料其他：如二苯乙烯等結(jié)構(gòu)染料 6.1.2 染料的分類和命名染料的分類和命名v3、按應(yīng)用對象分、按應(yīng)用對象分v蛋白纖維用染料：蛋白纖維用染料：羊毛、皮革、絲綢羊毛、皮革、絲綢v纖維素纖維用染料：纖維素纖維用染料：棉、麻、人造纖維棉、麻、人造纖維v合成纖維用染料：合成纖維用染料：尼龍、錦綸尼龍、

15、錦綸6.1.2 染料的分類和命名染料的分類和命名v二、染料的命名二、染料的命名 我國的染料命名體系我國的染料命名體系實行的是三段命名法：實行的是三段命名法：v第一段為冠稱第一段為冠稱，表示染料，表示染料根據(jù)應(yīng)用方法或性質(zhì)分類根據(jù)應(yīng)用方法或性質(zhì)分類的的名稱，為了使染料名稱能細(xì)致地反應(yīng)出染料在應(yīng)用方名稱，為了使染料名稱能細(xì)致地反應(yīng)出染料在應(yīng)用方面的特征，將面的特征，將冠稱分為冠稱分為31類，如酸性、弱酸性類，如酸性、弱酸性v第二段為色稱第二段為色稱，表示染料在被染物上色澤的名稱，色，表示染料在被染物上色澤的名稱，色澤的形容詞采用澤的形容詞采用“嫩嫩”、“艷艷”、“深深”三字。三字。v第三段是尾稱第

16、三段是尾稱(字尾字尾)，以英文字母結(jié)合阿拉伯?dāng)?shù)字補(bǔ)，以英文字母結(jié)合阿拉伯?dāng)?shù)字補(bǔ)充說明染料的色光、形態(tài)、強(qiáng)度、特殊性能及用途等。充說明染料的色光、形態(tài)、強(qiáng)度、特殊性能及用途等。v如：如：還原蘭還原蘭BC，還原為冠稱，表示染料應(yīng)用類別；，還原為冠稱，表示染料應(yīng)用類別；蘭為色稱；蘭為色稱；BC為詞尾，為詞尾，B為蘭光，表示色光，為蘭光，表示色光，C為耐為耐氯漂，表示性能。氯漂，表示性能。 v染料索引染料索引(CI) v染料索引染料索引是一部國際性的是一部國際性的染料、顏料品種匯編。染料、顏料品種匯編。vCI前一部分將染料前一部分將染料按應(yīng)用類屬分類按應(yīng)用類屬分類，在每一應(yīng)用分，在每一應(yīng)用分類下，對同

17、一色稱不同染料品種編排序號，這稱為類下，對同一色稱不同染料品種編排序號，這稱為“染料索引應(yīng)用類屬名稱編號染料索引應(yīng)用類屬名稱編號”，例如，例如，CI酸酸性黃性黃1（CIAcid Yellow），），v每一種染料后標(biāo)明每一種染料后標(biāo)明顏色、商品名稱、生產(chǎn)廠商、應(yīng)顏色、商品名稱、生產(chǎn)廠商、應(yīng)用方法、用途、主要性能參數(shù)、牢度測試方法、已用方法、用途、主要性能參數(shù)、牢度測試方法、已公開的化學(xué)結(jié)構(gòu)、制備方法、參考文獻(xiàn)、專利、索公開的化學(xué)結(jié)構(gòu)、制備方法、參考文獻(xiàn)、專利、索引等。引等。 二、染料的命名二、染料的命名v染料索引染料索引(CI) vCI的后一部分，對已明確化學(xué)結(jié)構(gòu)的染料品種，的后一部分，對已明確

18、化學(xué)結(jié)構(gòu)的染料品種，按化學(xué)結(jié)構(gòu)分別另給予按化學(xué)結(jié)構(gòu)分別另給予“染料索引化學(xué)結(jié)構(gòu)編號染料索引化學(xué)結(jié)構(gòu)編號”如如CI22120為為CI直接紅的化學(xué)結(jié)構(gòu)編號。直接紅的化學(xué)結(jié)構(gòu)編號。v染料的染料的化學(xué)結(jié)構(gòu)用一個五位數(shù)字表示化學(xué)結(jié)構(gòu)用一個五位數(shù)字表示，如結(jié)構(gòu)數(shù)在，如結(jié)構(gòu)數(shù)在11000-19999的染料為單偶氮化合物。的染料為單偶氮化合物。vCI中每一個染料品種除化學(xué)結(jié)構(gòu)不明確的以外，中每一個染料品種除化學(xué)結(jié)構(gòu)不明確的以外，都有這兩種編號。都有這兩種編號。6.1.3 染料的性能及評價染料的性能及評價v外形外形v常用染料外觀形態(tài)有粉狀、粒狀、塊狀、漿常用染料外觀形態(tài)有粉狀、粒狀、塊狀、漿狀等。狀等。v溶解度

19、溶解度v在一定溫度下某染料在在一定溫度下某染料在100克純水中所能溶克純水中所能溶解的最大克數(shù)。解的最大克數(shù)。v滲透度滲透度v是指染料向被染物內(nèi)部滲透的能力。是指染料向被染物內(nèi)部滲透的能力。v強(qiáng)度強(qiáng)度v是指染料的染色強(qiáng)度，它表示染色能力的大是指染料的染色強(qiáng)度，它表示染色能力的大小，也稱為濃度或力分。通常以小，也稱為濃度或力分。通常以%表示。染表示。染料的強(qiáng)度越大，染色時的需要量就越少。料的強(qiáng)度越大，染色時的需要量就越少。v色光色光v是指染料與被染物所顯示出的主色中所呈現(xiàn)是指染料與被染物所顯示出的主色中所呈現(xiàn)的副色。的副色。6.1.3 染料的性能及評價染料的性能及評價v染色牢度染色牢度v染色牢度

20、是指染色織物在染色牢度是指染色織物在使用過程中使用過程中或在以后的或在以后的加加工過程工過程中，染料或顏料在各種外界因素影響下，能中，染料或顏料在各種外界因素影響下，能保持原來顏色狀態(tài)的能力。保持原來顏色狀態(tài)的能力。v日曬牢度日曬牢度 日曬牢度共分日曬牢度共分8級，級，1級最差，級最差，8級最好。級最好。v皂洗牢度皂洗牢度 指染色織物在規(guī)定條件下于肥皂液中皂指染色織物在規(guī)定條件下于肥皂液中皂洗后褪色的程度，包括原樣褪色及白布沾色兩項。洗后褪色的程度，包括原樣褪色及白布沾色兩項。皂洗牢度按分為五級九檔，其中一級最差，五級最皂洗牢度按分為五級九檔，其中一級最差，五級最好，沾色也分為五級九檔，一級沾

21、色最嚴(yán)重，五級好，沾色也分為五級九檔，一級沾色最嚴(yán)重，五級為不沾色。為不沾色。6.1.3 染料的性能及評價染料的性能及評價具有實用價值的染料需滿足的條件具有實用價值的染料需滿足的條件v能染著指定物質(zhì)能染著指定物質(zhì)v顏色鮮艷顏色鮮艷v與被染物結(jié)合牢固與被染物結(jié)合牢固v使用方便使用方便v成本低廉成本低廉v無毒無毒染料的商品化染料的商品化v合成的染料原藥一般不直接用于染色，經(jīng)過合成的染料原藥一般不直接用于染色，經(jīng)過混合混合、研磨研磨，加入一定量的，加入一定量的填充劑和助劑填充劑和助劑加加工成商品染料，這一標(biāo)準(zhǔn)化過程稱工成商品染料，這一標(biāo)準(zhǔn)化過程稱染料商品染料商品化化。v各批原料色光上的差異可以通過各

22、批原料色光上的差異可以通過拼混法拼混法消除；消除；v研磨研磨則可以減小顆粒大小，保持顆粒均勻，則可以減小顆粒大小，保持顆粒均勻，提高染色性能。提高染色性能。v染料中加入的染料中加入的助劑助劑有：稀釋劑，潤濕劑，擴(kuò)有：稀釋劑，潤濕劑，擴(kuò)散劑、穩(wěn)定劑、助溶劑、軟水劑等。散劑、穩(wěn)定劑、助溶劑、軟水劑等。6.2 顏色與染料染色顏色與染料染色v6.2.1 光與色光與色v6.2.2 染料染色染料染色v6.2.3 染料的結(jié)構(gòu)與發(fā)色染料的結(jié)構(gòu)與發(fā)色6.2.1光與色光與色v光光v光是一種電磁波，頻率與波長的關(guān)系為光是一種電磁波，頻率與波長的關(guān)系為=c/v光的顏色和光的波長是相互對應(yīng)的?？梢姽獾牟ㄩL光的顏色和光的

23、波長是相互對應(yīng)的。可見光的波長范圍在范圍在380780nm。v紅色光的波長最長：紅色光的波長最長：640770nm；紫色光的波長最；紫色光的波長最短：短：400440nm。v太陽光太陽光(白光白光)：是由一個包含所有波長范圍的混合：是由一個包含所有波長范圍的混合光組成的光。光組成的光。6.2.1光與色光與色v色色v物質(zhì)的顏色物質(zhì)的顏色是由于物體對白光各個成分進(jìn)行選擇性的吸收是由于物體對白光各個成分進(jìn)行選擇性的吸收及反射的結(jié)果，及反射的結(jié)果，無光就沒有顏色。無光就沒有顏色。v物體呈現(xiàn)的顏色物體呈現(xiàn)的顏色為為該物體吸收光譜的補(bǔ)色。該物體吸收光譜的補(bǔ)色。v補(bǔ)色：補(bǔ)色： 若兩種顏色的光若兩種顏色的光相

24、混為白光相混為白光，則這兩種顏色互為補(bǔ)，則這兩種顏色互為補(bǔ)色。如藍(lán)與黃色光等，具體見顏色環(huán)。色。如藍(lán)與黃色光等，具體見顏色環(huán)。6.2.1光與色光與色v物體的顏色：物體的顏色：為物體吸收光譜的補(bǔ)色。為物體吸收光譜的補(bǔ)色。v無色無色-光全部透過物體光全部透過物體v白色白色-白光全部被反射白光全部被反射 v 黑色黑色-白光全部被吸收白光全部被吸收v灰色灰色-白光被均勻的部分吸收白光被均勻的部分吸收v白色、灰色、黑色稱為白色、灰色、黑色稱為消色，也稱為中性色消色，也稱為中性色，中性色的物體對各種波長可見光的反射中性色的物體對各種波長可見光的反射無選無選擇性。擇性。6.2.1光與色光與色v顏色的三種視覺

25、特征顏色的三種視覺特征v色調(diào)色調(diào)：顏色最基本的性質(zhì)，表示色與色的區(qū)：顏色最基本的性質(zhì)，表示色與色的區(qū)別，以光譜色或光的波長表示別，以光譜色或光的波長表示v明度明度：鮮艷度或灰暗度，以物體表面對光的：鮮艷度或灰暗度，以物體表面對光的反射率來表示反射率來表示v純度純度：飽和度，指顏色的純潔性，取決于物：飽和度，指顏色的純潔性，取決于物體表面對光的反射選擇性程度，選擇性高，體表面對光的反射選擇性程度，選擇性高，純度高純度高附附：色光三原色（加色法）色光三原色（加色法）v當(dāng)一束白光通過三棱鏡時，它將經(jīng)過兩次折當(dāng)一束白光通過三棱鏡時，它將經(jīng)過兩次折射，其結(jié)果是白光被分解為有規(guī)律的七種彩射，其結(jié)果是白光被

26、分解為有規(guī)律的七種彩色光線。色光線。這七種色彩依次為這七種色彩依次為：紅、橙、黃、：紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫，且順序是固定不變的。綠、藍(lán)、靛、紫，且順序是固定不變的。 v七種色光中只有紅、綠、藍(lán)三種色光無法被七種色光中只有紅、綠、藍(lán)三種色光無法被分解，于是分解，于是紅、綠、藍(lán)則被稱為紅、綠、藍(lán)則被稱為“三原色光三原色光”或或“光的三原色光的三原色”。附：色彩或顏料三原色（減色法）附：色彩或顏料三原色（減色法）v顏料是吸收光線，不是光線的疊加，因此顏料是吸收光線，不是光線的疊加，因此顏顏料的三原色就是能夠吸收紅綠藍(lán)的顏色，為料的三原色就是能夠吸收紅綠藍(lán)的顏色，為青、品紅、黃青、品紅、黃，他們就

27、是，他們就是RGB的補(bǔ)色。的補(bǔ)色。 6.2.2 染料染色染料染色v一、吸收光譜一、吸收光譜v二、顏色的深淺二、顏色的深淺v三、顏色的濃淡三、顏色的濃淡v四、顏色的鮮艷度四、顏色的鮮艷度1、Lambert-Beer定律6.2.2 染料染色染料染色一、吸收光譜一、吸收光譜0lgIDclID：光密度；I0：入射光強(qiáng)度；I：透射光強(qiáng)度；c：溶液濃度；l：光程；：摩爾吸光度。與有色物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、光的與有色物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、光的有關(guān)有關(guān)。以和可見光的波長作圖，得到的光譜圖，稱為吸收光譜。橫坐標(biāo)：(nm)；縱坐標(biāo)：。染料染色為染料稀溶液的最高吸收波長的補(bǔ)色，是染料的基本顏色。6.2.2 染料染色染料染色一、吸收光譜

28、一、吸收光譜顏色的顏色的深淺深淺，取決于染料的，取決于染料的最大吸收波長最大吸收波長max 。染料結(jié)構(gòu)不同，。染料結(jié)構(gòu)不同，其其max不同。不同。吸收光的吸收光的波長越長，顏色越深波長越長，顏色越深；吸收光的波長越短，顏色越淺。；吸收光的波長越短，顏色越淺。紅光波長最長，其補(bǔ)色（藍(lán)光綠）顏色最深；紫光波長最短，其紅光波長最長，其補(bǔ)色（藍(lán)光綠）顏色最深；紫光波長最短，其補(bǔ)色（黃色）最淺。補(bǔ)色（黃色）最淺。深色效應(yīng)深色效應(yīng)：如果吸收波：如果吸收波移向長波移向長波一端稱為紅移，顏色變深，又稱一端稱為紅移，顏色變深，又稱深色效應(yīng)。深色效應(yīng)。淺色效應(yīng)淺色效應(yīng)：若若吸收波吸收波移向短波移向短波，稱為紫移，

29、顏色變淺，稱淺色效，稱為紫移，顏色變淺，稱淺色效應(yīng)。應(yīng)。吸收光波波長順序吸收光波波長順序：紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫：紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫顏色深淺順序顏色深淺順序：綠、藍(lán)綠、藍(lán)、紫、紅、橙、黃：綠、藍(lán)綠、藍(lán)、紫、紅、橙、黃6.2.2 染料染色染料染色二、顏色的深淺：色調(diào)二、顏色的深淺：色調(diào)染料對光的吸收程度由染料對光的吸收程度由摩爾消光系數(shù)摩爾消光系數(shù)來表示，它決定來表示，它決定顏色的顏色的濃淡濃淡。吸收強(qiáng)度或吸收強(qiáng)度或值越大，顏色越濃。值越大，顏色越濃。具有重要工業(yè)價值的染料通常具有具有重要工業(yè)價值的染料通常具有104105M-1cm-1或或更高的消光系數(shù)。更高的消光系數(shù)。濃色效應(yīng)濃色

30、效應(yīng)：引起某一波帶吸收強(qiáng)度（：引起某一波帶吸收強(qiáng)度（）增加的效應(yīng)。）增加的效應(yīng)。淡色效應(yīng)淡色效應(yīng)：引起某一波帶吸收強(qiáng)度（：引起某一波帶吸收強(qiáng)度（）減小的效應(yīng)。）減小的效應(yīng)。6.2.2 染料染色染料染色三、顏色的濃淡：明度三、顏色的濃淡：明度顏色的深淺與濃淡顏色的深淺與濃淡在吸收光譜上，在吸收光譜上，吸收峰既高又窄吸收峰既高又窄，說明物質(zhì)分子對可見光吸收的，說明物質(zhì)分子對可見光吸收的選擇性很強(qiáng)選擇性很強(qiáng)，較完全地吸收了某一種波長的光，而對其他光涉及，較完全地吸收了某一種波長的光，而對其他光涉及不多，其補(bǔ)色顯得非常明亮、純正，不多，其補(bǔ)色顯得非常明亮、純正，鮮艷度比較高鮮艷度比較高。6.2.2 染

31、料染色染料染色三、顏色的鮮艷度三、顏色的鮮艷度:純度純度A r N H2+N a N O2+ 2 H X A r N2X + 2 H2O + N a Xv一、經(jīng)典發(fā)色理論：發(fā)色團(tuán)學(xué)說一、經(jīng)典發(fā)色理論：發(fā)色團(tuán)學(xué)說v二、近代發(fā)色理論：分子軌道理論二、近代發(fā)色理論：分子軌道理論v三、染料的化學(xué)結(jié)構(gòu)與發(fā)色三、染料的化學(xué)結(jié)構(gòu)與發(fā)色v四、重要的發(fā)色體系四、重要的發(fā)色體系6.2.3染料的結(jié)構(gòu)與發(fā)色染料的結(jié)構(gòu)與發(fā)色v1876 年維特年維特(O.N.Witt)提出發(fā)色團(tuán)與助色團(tuán)理論。提出發(fā)色團(tuán)與助色團(tuán)理論。vWitt假設(shè)假設(shè)：有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)中至少需要有某些不飽和：有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)中至少需要有某些不飽和基團(tuán)存在時才

32、能發(fā)色，這些基團(tuán)稱之為基團(tuán)存在時才能發(fā)色，這些基團(tuán)稱之為發(fā)色基團(tuán)發(fā)色基團(tuán)，另，另外一些基團(tuán)本身不能給予顏色，但其引入可以加強(qiáng)發(fā)外一些基團(tuán)本身不能給予顏色，但其引入可以加強(qiáng)發(fā)色團(tuán)的發(fā)色作用，稱為色團(tuán)的發(fā)色作用，稱為助色基團(tuán)。助色基團(tuán)。v主要的發(fā)色基團(tuán)主要的發(fā)色基團(tuán)有有-N=N-、=C=C=、-N=O、NO2、=C=O等，含有發(fā)色團(tuán)的分子稱為發(fā)色體或色原體。等，含有發(fā)色團(tuán)的分子稱為發(fā)色體或色原體。v主要的助色團(tuán)主要的助色團(tuán)有有-NH2、-NHR、-NR2、-OH、-OR等。等。6.2.3 染料的結(jié)構(gòu)與發(fā)色染料的結(jié)構(gòu)與發(fā)色一、經(jīng)典發(fā)色理論一、經(jīng)典發(fā)色理論二、近代發(fā)色理論二、近代發(fā)色理論v近年來，主要

33、從近年來，主要從分子軌道理論分子軌道理論來研究有機(jī)化合物顏來研究有機(jī)化合物顏色和分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。色和分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。v分子軌道理論的基本要點分子軌道理論的基本要點v在分子中在分子中電子電子不從屬于某些特定的原子，而是不從屬于某些特定的原子，而是遍及遍及在整個分子范圍內(nèi)運動；在整個分子范圍內(nèi)運動；v分子軌道是由分子軌道是由原子軌道線性組合而成原子軌道線性組合而成，而且組成的，而且組成的分子軌道的數(shù)目同互相化合原子的原子軌道的數(shù)目分子軌道的數(shù)目同互相化合原子的原子軌道的數(shù)目相同。相同。v分子軌道包括成鍵、非鍵、反鍵軌道，分子軌道包括成鍵、非鍵、反鍵軌道，每個分子軌每個分子軌道都有相應(yīng)的能量道都有相

34、應(yīng)的能量 ，電子的能量即為被它們占據(jù)的，電子的能量即為被它們占據(jù)的分子軌道的能量。分子軌道的能量。v價電子按泡利原理和能量最低原理在分子軌道上由價電子按泡利原理和能量最低原理在分子軌道上由低向高排。低向高排。v根據(jù)量子化學(xué)及休克爾根據(jù)量子化學(xué)及休克爾(Huckel)分子軌道理論，分子軌道理論，有機(jī)化合物呈現(xiàn)不同的顏色有機(jī)化合物呈現(xiàn)不同的顏色是由于該物質(zhì)吸收是由于該物質(zhì)吸收不同波長的電磁波而使其內(nèi)部的電子發(fā)生躍遷不同波長的電磁波而使其內(nèi)部的電子發(fā)生躍遷所致。所致。v能夠作為染料的有機(jī)化合物，它的內(nèi)部電子躍能夠作為染料的有機(jī)化合物，它的內(nèi)部電子躍遷所需的激化能必須在遷所需的激化能必須在可見光可見光

35、(400nm760nm)范圍內(nèi)。范圍內(nèi)。v哪種躍遷能滿足條件？哪種躍遷能滿足條件？二、近代發(fā)色理論二、近代發(fā)色理論v一般一般染料分子中有三種價電子染料分子中有三種價電子（、和未共用電和未共用電子對的子對的n電子電子），五個能級。當(dāng)染料吸收了光能后，），五個能級。當(dāng)染料吸收了光能后，價電子可發(fā)生價電子可發(fā)生6種躍遷。不同躍遷需要不同的能量。種躍遷。不同躍遷需要不同的能量。v其中其中*和和n*躍遷需要的能量小，躍遷需要的能量小，吸收光的吸收光的波長可能在可見區(qū)，另外波長可能在可見區(qū)，另外n軌道和軌道和*不在同一平面不在同一平面上或垂直排列，上或垂直排列， n*躍遷困難，相對吸收強(qiáng)度躍遷困難，相對吸

36、收強(qiáng)度低。低。 * * n E 電子能級圖電子能級圖二、近代發(fā)色理論二、近代發(fā)色理論v物質(zhì)的顏色主要是物質(zhì)的顏色主要是物質(zhì)中的電子在可見光作用物質(zhì)中的電子在可見光作用下發(fā)生下發(fā)生*(或伴隨有或伴隨有n*)躍遷的結(jié)果。躍遷的結(jié)果。v染料對可見光的吸收主要是由其染料對可見光的吸收主要是由其分子中的分子中的電子電子運動狀態(tài)所決定的運動狀態(tài)所決定的v因此研究物質(zhì)的顏色和結(jié)構(gòu)的關(guān)系可歸結(jié)為因此研究物質(zhì)的顏色和結(jié)構(gòu)的關(guān)系可歸結(jié)為研研究共軛體系中究共軛體系中電子的性質(zhì)。電子的性質(zhì)。v分子軌道理論優(yōu)點分子軌道理論優(yōu)點：利用量子力學(xué)準(zhǔn)確計算出：利用量子力學(xué)準(zhǔn)確計算出物質(zhì)分子中電子云分布情況，定量研究分子結(jié)物質(zhì)分

37、子中電子云分布情況，定量研究分子結(jié)構(gòu)與發(fā)色的關(guān)系。構(gòu)與發(fā)色的關(guān)系。二、近代發(fā)色理論二、近代發(fā)色理論6.2.3染料的結(jié)構(gòu)與發(fā)色染料的結(jié)構(gòu)與發(fā)色v共軛體系與發(fā)色共軛體系與發(fā)色v加大共軛系統(tǒng)加大共軛系統(tǒng)，可降低激發(fā)能，使最高吸收波，可降低激發(fā)能，使最高吸收波長移向長波方向即紅移，使得顏色加深。長移向長波方向即紅移，使得顏色加深。 如：如：1，2-二苯乙烯二苯乙烯 CC無色CC3CC5CC11淡黃色橙色黑紫色說明共軛體系越多，電子離域作用越大， 激發(fā)價電子所需的能量越低，所需波長越長三、染料的化學(xué)結(jié)構(gòu)與發(fā)色三、染料的化學(xué)結(jié)構(gòu)與發(fā)色v取代基對發(fā)色的影響取代基對發(fā)色的影響 v共軛系統(tǒng)中引入共軛系統(tǒng)中引入給

38、電子取代基給電子取代基時，如時，如-NH2、-OH，基團(tuán)的孤對電子與共軛系統(tǒng)中的基團(tuán)的孤對電子與共軛系統(tǒng)中的-電子共軛，降電子共軛，降低了分子激發(fā)能，使顏色加深；低了分子激發(fā)能，使顏色加深；v吸電子基吸電子基如硝基、氰基等對共軛體系有誘導(dǎo)效應(yīng)，如硝基、氰基等對共軛體系有誘導(dǎo)效應(yīng)，可使染料分子的極性增加，從而使激發(fā)態(tài)分子也可使染料分子的極性增加，從而使激發(fā)態(tài)分子也比較穩(wěn)定，也加深染料分子的顏色。比較穩(wěn)定，也加深染料分子的顏色。v取代基的引入還有一個取代基的引入還有一個位阻效應(yīng)位阻效應(yīng)。若基團(tuán)的引入。若基團(tuán)的引入使共軛平面破壞，會發(fā)生淺色效應(yīng)，同時吸收強(qiáng)使共軛平面破壞，會發(fā)生淺色效應(yīng)，同時吸收強(qiáng)度

39、降低。度降低。三、染料的化學(xué)結(jié)構(gòu)與發(fā)色三、染料的化學(xué)結(jié)構(gòu)與發(fā)色v金屬原子與染料發(fā)色金屬原子與染料發(fā)色v在絡(luò)合金屬染料分子在絡(luò)合金屬染料分子中，染料的顏色隨金中，染料的顏色隨金屬原子不同而呈不同屬原子不同而呈不同色澤，色澤，配位鍵由參與配位鍵由參與共軛的孤對電子構(gòu)成，共軛的孤對電子構(gòu)成，絡(luò)合物顏色加深，絡(luò)合物顏色加深， OOOHOHOOOOHAl黃色 紅 色OOOOHCrOOOOHFe 紅 色棕紫 色三、染料的化學(xué)結(jié)構(gòu)與發(fā)色三、染料的化學(xué)結(jié)構(gòu)與發(fā)色v金屬原子與染料發(fā)色金屬原子與染料發(fā)色v如果絡(luò)合物的形成，并不改變?nèi)绻j(luò)合物的形成，并不改變電子云，則電子云，則絡(luò)合物的顏色不發(fā)生顯著變化：絡(luò)合物的顏

40、色不發(fā)生顯著變化：NNO2NOHCOOHNNO2NOCMOHO黃 色黃 色三、染料的化學(xué)結(jié)構(gòu)與發(fā)色三、染料的化學(xué)結(jié)構(gòu)與發(fā)色v分子的離子化分子的離子化 v在含有在含有吸電子基吸電子基的分子中，當(dāng)介質(zhì)的的分子中，當(dāng)介質(zhì)的酸性酸性增強(qiáng)增強(qiáng)時，分子轉(zhuǎn)變成陽離子，增強(qiáng)了吸電時，分子轉(zhuǎn)變成陽離子，增強(qiáng)了吸電子性，使子性，使顏色加深顏色加深。v含有含有給電子基團(tuán)的分子中，增加堿性給電子基團(tuán)的分子中，增加堿性，由，由于羥基氧原子失去質(zhì)子，轉(zhuǎn)變成陰離子，于羥基氧原子失去質(zhì)子，轉(zhuǎn)變成陰離子，給電子性增加，給電子性增加，顏色加深顏色加深。三、染料的化學(xué)結(jié)構(gòu)與發(fā)色三、染料的化學(xué)結(jié)構(gòu)與發(fā)色(1)乙烯發(fā)色體系乙烯發(fā)色體系

41、 (2)偶氮發(fā)色體系偶氮發(fā)色體系(3)次甲基次甲基/多次甲基多次甲基(4)芳香發(fā)色體芳香發(fā)色體(5)稠環(huán)芳香體稠環(huán)芳香體(6)蒽醌蒽醌(7)酞菁酞菁 四、重要的發(fā)色體系四、重要的發(fā)色體系6.3重氮化與偶合反應(yīng)重氮化與偶合反應(yīng)v偶氮染料偶氮染料是品種、數(shù)量最多，是品種、數(shù)量最多，用途最廣泛用途最廣泛的一類染的一類染料，占合成染料品種的料，占合成染料品種的50%以上。以上。v在偶氮染料的生產(chǎn)中，在偶氮染料的生產(chǎn)中，重氮化與偶合反應(yīng)重氮化與偶合反應(yīng)是兩個基是兩個基本反應(yīng)和主要工序。本反應(yīng)和主要工序。OHCONHAS-OLH3COOHCONHAS-ECl一、一、 重氮化反應(yīng)重氮化反應(yīng) v芳香族芳香族伯

42、胺伯胺與與亞硝酸亞硝酸作用生成重氮鹽的反應(yīng)作用生成重氮鹽的反應(yīng)稱為重氮化反應(yīng)?？捎孟率奖硎荆悍Q為重氮化反應(yīng)?？捎孟率奖硎荆?v式中所使用的酸式中所使用的酸HXHX代表代表無機(jī)酸無機(jī)酸，常用鹽，常用鹽酸和硫酸。酸和硫酸。 A rN H2慢N O C lA rN HN O快A rNNO H快H3OA rNN1 1、重氮化反應(yīng)機(jī)理、重氮化反應(yīng)機(jī)理 v游離芳胺首先發(fā)生游離芳胺首先發(fā)生氮原子上亞硝化氮原子上亞硝化反應(yīng)，然反應(yīng)，然后在后在酸液酸液中迅速轉(zhuǎn)化為重氮鹽。中迅速轉(zhuǎn)化為重氮鹽。 Ar NN ClAr NN ClArNN+ OH-k1k- 1ArNNOHArNNOH+ OH-k2k- 2ArNNO+

43、 H2O2 2、重氮化合物的性質(zhì)、重氮化合物的性質(zhì) v重氮鹽的結(jié)構(gòu)可用下面共振式表示：重氮鹽的結(jié)構(gòu)可用下面共振式表示： NNArONNArO順式反式2、重氮化合物的性質(zhì)、重氮化合物的性質(zhì) v大多數(shù)重氮鹽大多數(shù)重氮鹽可溶于水可溶于水，并在水溶液中能電離。，并在水溶液中能電離。v受光和熱會分解受光和熱會分解，干燥時受熱或震動劇烈分解導(dǎo)致，干燥時受熱或震動劇烈分解導(dǎo)致爆炸。爆炸。v但在但在酸性水溶液中較穩(wěn)定酸性水溶液中較穩(wěn)定。重氮鹽在。重氮鹽在堿性溶液堿性溶液中，中，會變成無偶合能力的反式重氮鹽。會變成無偶合能力的反式重氮鹽。 A r N2C l + A r N H2A rN N N H A r +

44、 H C lN H2C O N H2 + 2 H N O2C O2 + 2 N2+ 3 H2ON H2S O3H + H N O2H2S O4 + N2+ H2O3 3、影響重氮化反應(yīng)的因素、影響重氮化反應(yīng)的因素 (1) 無機(jī)酸用量無機(jī)酸用量：實際使用時大大過量，若酸：實際使用時大大過量，若酸量不足，量不足，生成的重氮鹽和未反應(yīng)的芳胺偶合生成的重氮鹽和未反應(yīng)的芳胺偶合，生成重氮氨基化合物，稱為生成重氮氨基化合物，稱為自偶合反應(yīng)自偶合反應(yīng)： OOA rNN+慢A rNNH快-HOA rNN(2) 亞硝酸用量亞硝酸用量：反應(yīng)過程中要始終保持亞硝：反應(yīng)過程中要始終保持亞硝酸過量，酸過量，否則會引起自

45、偶合反應(yīng)否則會引起自偶合反應(yīng)( (因胺未反應(yīng)因胺未反應(yīng)完全完全) )。反應(yīng)完畢后，過剩的亞硝酸可采用加。反應(yīng)完畢后，過剩的亞硝酸可采用加入入尿素或氨基磺酸尿素或氨基磺酸消除，反應(yīng)式為：消除，反應(yīng)式為： N H2N H2A r N N +慢A r N NH快-HN H2A r N N3、影響重氮化反應(yīng)的因素、影響重氮化反應(yīng)的因素 (3) 反應(yīng)溫度反應(yīng)溫度：反應(yīng)溫度對重氮化產(chǎn)率影響較大。：反應(yīng)溫度對重氮化產(chǎn)率影響較大。一般在一般在低溫低溫05下進(jìn)行，因為重氮鹽在下進(jìn)行，因為重氮鹽在低溫低溫下較穩(wěn)定下較穩(wěn)定。 但對某些但對某些較穩(wěn)定較穩(wěn)定的重氮鹽，可適當(dāng)提高溫度，的重氮鹽，可適當(dāng)提高溫度，加快反應(yīng)速

46、度，可在加快反應(yīng)速度，可在1015下進(jìn)行。下進(jìn)行。 3、影響重氮化反應(yīng)的因素、影響重氮化反應(yīng)的因素 (4) 芳胺的堿性芳胺的堿性： 堿性較強(qiáng)堿性較強(qiáng)的一元胺與二元胺的一元胺與二元胺(環(huán)上有供電子基環(huán)上有供電子基團(tuán)團(tuán))如苯胺、甲苯胺與無機(jī)酸生成的如苯胺、甲苯胺與無機(jī)酸生成的銨鹽較難銨鹽較難水解，重氮化時用酸量不宜過多水解，重氮化時用酸量不宜過多，否則游離，否則游離胺濃度減小而影響反應(yīng)。胺濃度減小而影響反應(yīng)。 堿性較弱堿性較弱的芳胺的芳胺(環(huán)上有吸電子基團(tuán)環(huán)上有吸電子基團(tuán))如硝基苯如硝基苯胺、多氯苯胺，胺、多氯苯胺，生成的銨鹽極易水解成游離生成的銨鹽極易水解成游離芳胺，重氮化比堿性強(qiáng)的芳胺快芳胺，

47、重氮化比堿性強(qiáng)的芳胺快。3、影響重氮化反應(yīng)的因素、影響重氮化反應(yīng)的因素 二、二、 偶合反應(yīng)偶合反應(yīng) v重氮鹽重氮鹽和和酚類、芳胺酚類、芳胺作用生成作用生成偶氮化合物偶氮化合物的的反應(yīng)稱為偶合反應(yīng)。反應(yīng)稱為偶合反應(yīng)。v而酚類、芳胺化合物稱為而酚類、芳胺化合物稱為偶合組分偶合組分。 1. 偶合反應(yīng)機(jī)理偶合反應(yīng)機(jī)理 v偶合反應(yīng)是偶合反應(yīng)是親電取代反應(yīng)親電取代反應(yīng)。重氮鹽正離子向偶合組。重氮鹽正離子向偶合組分上電子云密度較高的碳原子進(jìn)攻，形成中間產(chǎn)物，分上電子云密度較高的碳原子進(jìn)攻，形成中間產(chǎn)物，然后迅速失去氫質(zhì)子，生成偶氮化合物。以苯酚和然后迅速失去氫質(zhì)子，生成偶氮化合物。以苯酚和苯胺為例，反應(yīng)為：

48、苯胺為例，反應(yīng)為：O H( N H2)O H( N H2)C H3O H( N H2)OH ( NH2)OH( N H2)H O3S加入有機(jī)堿如吡啶、三乙胺等催化劑能加速反應(yīng)。加入有機(jī)堿如吡啶、三乙胺等催化劑能加速反應(yīng)。 v偶氮基進(jìn)入酚類或芳胺類苯環(huán)上偶氮基進(jìn)入酚類或芳胺類苯環(huán)上羥基羥基或氨基的鄰、對位或氨基的鄰、對位。一般情況是。一般情況是先進(jìn)先進(jìn)入對位入對位，當(dāng)對位已有取代基時進(jìn)入鄰，當(dāng)對位已有取代基時進(jìn)入鄰位。如：位。如： O2NClNN棕 VOCH3H2NCH3O2NNN黑 KNH2OCH3H3CO1. 偶合反應(yīng)機(jī)理偶合反應(yīng)機(jī)理 2.2.影響偶合反應(yīng)的因素影響偶合反應(yīng)的因素 (1) ：

49、重氮組分重氮組分上上吸吸電子基團(tuán)電子基團(tuán)的存在，加強(qiáng)了重氮鹽的親電性；的存在，加強(qiáng)了重氮鹽的親電性；偶合組分偶合組分芳環(huán)芳環(huán)上上給給電子基團(tuán)的存在，增強(qiáng)了芳核的電子密度，電子基團(tuán)的存在，增強(qiáng)了芳核的電子密度，均對反應(yīng)有利。均對反應(yīng)有利。 (2) ：酚類酚類的偶合一般在的偶合一般在弱堿弱堿性介質(zhì)中進(jìn)性介質(zhì)中進(jìn)行。因為最初隨介質(zhì)堿性增大，有利于偶合組分行。因為最初隨介質(zhì)堿性增大，有利于偶合組分的活潑形式酚負(fù)離子的生成。的活潑形式酚負(fù)離子的生成。pH值為值為9左右時，偶左右時，偶合速度達(dá)最大值。但合速度達(dá)最大值。但pH值再增大，由于重氮鹽在值再增大，由于重氮鹽在堿性介質(zhì)中轉(zhuǎn)變?yōu)椴换顫姷姆词街氐猁}而

50、失去堿性介質(zhì)中轉(zhuǎn)變?yōu)椴换顫姷姆词街氐猁}而失去偶合能力，從而使反應(yīng)速度變慢。偶合能力，從而使反應(yīng)速度變慢。(3) ：偶合反應(yīng)應(yīng)在偶合反應(yīng)應(yīng)在較低較低的溫度下進(jìn)行，因的溫度下進(jìn)行，因為反應(yīng)為反應(yīng)溫度高溫度高則易使重氮鹽則易使重氮鹽分解分解。 6.4 染料的應(yīng)用染料的應(yīng)用v6.4.1 蛋白纖維用染料蛋白纖維用染料v6.4.2 纖維素纖維用染料纖維素纖維用染料v6.4.3 合成纖維用染料合成纖維用染料v6.4.4 功能染料功能染料v蛋白纖維包括羊毛、皮革、絲綢等。蛋白纖維包括羊毛、皮革、絲綢等。v蛋白纖維包含蛋白纖維包含氨基酸單元氨基酸單元RCH(NH2)COOH的長鏈，含有游離的的長鏈，含有游離的

51、COOH、NH2基。基。v可用于蛋白纖維染色用的染料有可用于蛋白纖維染色用的染料有酸性染酸性染料、堿性染料、中性染料、酸性媒介染料、堿性染料、中性染料、酸性媒介染料及酸性絡(luò)合染料。料及酸性絡(luò)合染料。 6.4.1蛋白纖維用染料蛋白纖維用染料一、酸性染料一、酸性染料v羊毛等蛋白纖維是一種多縮氨基酸：羊毛等蛋白纖維是一種多縮氨基酸：v -OOC-NH3+，v染色機(jī)理染色機(jī)理v它在染色時其分子和酸性染料分子之間以離子鍵相結(jié)合：它在染色時其分子和酸性染料分子之間以離子鍵相結(jié)合：vD：表示染料母體：表示染料母體v按照按照染料的性能和應(yīng)用分類染料的性能和應(yīng)用分類，酸性染料可分為強(qiáng)酸性浴、弱，酸性染料可分為強(qiáng)

52、酸性浴、弱酸浴和中性浴三種。酸浴和中性浴三種。NH3COOH+NH3COOH+-+NH3COOHDSO3DSO3NH3COOH+-+ 蛋白纖維蛋白纖維用染料用染料一、酸性染料一、酸性染料(acid dyes)類別類別結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)/磺酸基磺酸基比例比例溶解度溶解度親和力親和力濕處理濕處理牢度牢度勻染性勻染性強(qiáng)酸浴強(qiáng)酸浴pH=2.54簡單簡單/高高較高較高較低較低差差良好良好弱酸浴弱酸浴pH=45復(fù)雜復(fù)雜/較低較低稍差稍差較高較高較好較好稍差稍差中性浴中性浴pH=67更復(fù)雜更復(fù)雜/更低更低更差更差更高更高好好較差較差一、酸性染料一、酸性染料v常用酸性染料按其常用酸性染料按其化學(xué)結(jié)構(gòu)化學(xué)結(jié)構(gòu)分類可分為分

53、類可分為:v偶氮類偶氮類v三芳甲烷類三芳甲烷類v蒽醌類蒽醌類v氧雜蒽類氧雜蒽類v金屬媒染染料金屬媒染染料v金屬絡(luò)合染料金屬絡(luò)合染料NNOHNHCOCH3HO3SSO3H酸性大紅酸性大紅G CH2NC2H5NC2H5CH2SO3-SO3Na+酸性湖蘭酸性湖蘭A，酸性二氨基三芳甲烷型染料，酸性二氨基三芳甲烷型染料 酸性蘭酸性蘭R 金屬媒染染料金屬媒染染料v酸性染色后，用某些酸性染色后，用某些金屬鹽金屬鹽（如鉻鹽、銅鹽等）（如鉻鹽、銅鹽等）為媒染劑處理后，由于在織物上形成絡(luò)合物（后為媒染劑處理后，由于在織物上形成絡(luò)合物（后媒），而提高了媒），而提高了耐曬、耐洗、耐摩擦牢度。耐曬、耐洗、耐摩擦牢度。v

54、金屬媒染劑的使用方法金屬媒染劑的使用方法：前媒、后媒、同媒。：前媒、后媒、同媒。v缺點缺點：色光較暗，經(jīng)媒染劑處理后，織物會發(fā)生：色光較暗，經(jīng)媒染劑處理后，織物會發(fā)生色變，而不易配色。色變，而不易配色。NaNaOHNNOOSOOO如：酸性媒介深黃如：酸性媒介深黃GG金屬絡(luò)合染料金屬絡(luò)合染料v在制備染料時，在制備染料時，已將金屬已將金屬原子引入染料母體，形成原子引入染料母體，形成染料的絡(luò)合物染料的絡(luò)合物，它的母體，它的母體與酸性媒介染料相似，這與酸性媒介染料相似，這種染料稱種染料稱金屬絡(luò)合染料金屬絡(luò)合染料。v金屬原子一般為金屬原子一般為鉻、鈷鉻、鈷等，等，其染品耐曬、耐光等性能其染品耐曬、耐光等

55、性能優(yōu)良優(yōu)良.SO3HSO3NONCr+ClOOH2OH2OH2-酸性絡(luò)合紫酸性絡(luò)合紫5RN 二、堿性染料二、堿性染料basic dyesv堿性染料是在水溶液中堿性染料是在水溶液中能直接離解成陽能直接離解成陽離子或與酸成鹽后生成陽離子的一類染離子或與酸成鹽后生成陽離子的一類染料料，可溶于水。，可溶于水。v堿性染料可分為堿性染料可分為：v偶氮、偶氮、v二苯甲烷、三苯甲烷、二苯甲烷、三苯甲烷、v吖碇、吖嗪、噻嗪等類型。吖碇、吖嗪、噻嗪等類型。蛋白纖維蛋白纖維用染料用染料O HC O N HA SO HC O N HA S - DH3C氯化六甲基副玫瑰苯胺氯化六甲基副玫瑰苯胺二、堿性染料二、堿性染料

56、v染色機(jī)理染色機(jī)理v堿性染料通常是堿性染料通常是季銨鹽化合物季銨鹽化合物，易給出陽離子，易給出陽離子與蛋白纖維中的與蛋白纖維中的COOH產(chǎn)生產(chǎn)生離子鍵結(jié)合離子鍵結(jié)合。v蛋白纖維蛋白纖維COOHNaOH 蛋白纖維蛋白纖維COONaH2Ov蛋白纖維蛋白纖維COONa染料染料 蛋白纖維蛋白纖維COO染料染料Nav堿性染料的優(yōu)缺點堿性染料的優(yōu)缺點：v染色均勻；耐洗牢度不高染色均勻；耐洗牢度不高 ；可對細(xì)胞染色。；可對細(xì)胞染色。6.4.2 纖維素纖維用染料纖維素纖維用染料棉棉麻麻人造纖維人造纖維v纖維素纖維結(jié)構(gòu)特點：纖維素纖維結(jié)構(gòu)特點：v線型高分子，不含酸性和堿性基團(tuán)，線型高分子，不含酸性和堿性基團(tuán)，不

57、能與染料形成離子鍵，但含有不能與染料形成離子鍵，但含有大量大量羥基。羥基。6.4.2 纖維素纖維用染料纖維素纖維用染料v纖維素纖維用染料纖維素纖維用染料:v一、直接染料（一、直接染料（direct dyes）v二、冰染染料（二、冰染染料（disperse dyes）v三、活性染料（三、活性染料（active dyes）v四、還原染料（四、還原染料（ vat dyes）v五、硫化染料（五、硫化染料（sulfur dyes）6.4.2 纖維素纖維用染料纖維素纖維用染料一、直接染料一、直接染料v定義定義v直接染料對纖維有較強(qiáng)的親和力，直接染料對纖維有較強(qiáng)的親和力，無須媒染無須媒染劑的幫助劑的幫助就可

58、以上染纖維素纖維，所以稱為就可以上染纖維素纖維，所以稱為直接染料。直接染料。 v直接性：直接性：v把染料舍染液而上染纖維的性能稱為其直接把染料舍染液而上染纖維的性能稱為其直接性。性。 纖維素纖維用染料纖維素纖維用染料一、直接染料一、直接染料上染百分率上染百分率平衡時纖維上染料濃度平衡時纖維上染料濃度初始染液中染料濃度初始染液中染料濃度纖維素纖維用染料纖維素纖維用染料v染色機(jī)理染色機(jī)理v直接染料和棉纖維的結(jié)合是由直接染料和棉纖維的結(jié)合是由氫鍵和范德華氫鍵和范德華力作用力作用而引起的。而引起的。 v分子結(jié)構(gòu)的特點分子結(jié)構(gòu)的特點v直線型直線型 v共平面性共平面性 v分子中可以形成氫鍵的基團(tuán)較多分子中

59、可以形成氫鍵的基團(tuán)較多 一、直接染料一、直接染料纖維素纖維用染料纖維素纖維用染料NNO HN NO H N H2S O3N aS O3N aS O3N aNoImage12一、直接染料一、直接染料偶氮類偶氮類纖維素纖維用染料纖維素纖維用染料聯(lián)苯胺聯(lián)苯胺一、直接染料一、直接染料二苯乙烯型二苯乙烯型纖維素纖維用染料纖維素纖維用染料CCCH=CHCHNCH3NCH3CH3H3CCH3H3C+一、直接染料一、直接染料酞菁型酞菁型纖維素纖維用染料纖維素纖維用染料一、直接染料一、直接染料二噁嗪二噁嗪 纖維素纖維用染料纖維素纖維用染料請您出招請您出招v純棉衣服掉色怎么辦？純棉衣服掉色怎么辦？ v防落色第一招

60、：酸洗法。防落色第一招：酸洗法。需要原料：食用醋需要原料：食用醋 v防落色第二招：花露水清洗法。防落色第二招：花露水清洗法。需要原料：需要原料：花露水花露水 v防落色第三招：鹽水浸泡法。防落色第三招：鹽水浸泡法。需要原料：食需要原料：食鹽鹽 纖維素纖維用染料纖維素纖維用染料 思考思考v如何從根本上解決直接染料所染衣物掉色的如何從根本上解決直接染料所染衣物掉色的現(xiàn)象？現(xiàn)象？v總體思路：用化學(xué)藥品對染色后的布進(jìn)行后總體思路：用化學(xué)藥品對染色后的布進(jìn)行后處理處理v金屬鹽：生成金屬絡(luò)合物金屬鹽：生成金屬絡(luò)合物v固色交聯(lián)劑：季銨鹽類化合物固色交聯(lián)劑：季銨鹽類化合物纖維素纖維用染料纖維素纖維用染料v定義定