Азо бог
 | Эта статья включает список общих ссылок , но в ней отсутствуют достаточные соответствующие встроенные цитаты . ( Ноябрь 2022 г. ) |
Азокрасители представляют собой органические соединения, несущие функциональную группу R-N=N-R', в которой R и R' обычно представляют собой арильные и замещенные арильные группы. Они представляют собой коммерчески важное семейство азосоединений , т.е. соединений, содержащих связь CN=NC. [1] Азокрасители являются синтетическими красителями и не встречаются в природе. [2] [3] Большинство азокрасителей содержат только одну азогруппу, но есть такие, которые содержат две или три азогруппы, называемые «диазокрасителями» и «триазокрасителями» соответственно. Азокрасители составляют 60-70% всех красителей, используемых в пищевой и текстильной промышленности. [3] Азокрасители широко используются для обработки текстиля , кожаных изделий и некоторых пищевых продуктов. Химически родственные производные азокрасителей включают азопигменты , нерастворимые в воде и других растворителях. [4] [5]
Классы
[ редактировать ]Известно множество видов азокрасителей и существует несколько систем классификации. Некоторые классы включают дисперсные красители, металлокомплексные красители , реактивные красители и субстантивные красители . Субстантивные красители, также называемые прямыми красителями, используются для текстиля на основе целлюлозы, включая хлопок. Красители связываются с тканью за счет неэлектростатических сил. В другой классификации азокрасители можно классифицировать по количеству азогрупп.
Физические свойства, структура и связь
[ редактировать ]В результате π- делокализации арилазосоединения имеют яркие цвета, особенно красный, оранжевый и желтый. Пример — Disperse Orange 1 . Некоторые азосоединения, например метилоранж , используются в качестве кислотно-основных индикаторов . На большинстве дисков DVD-R / +R и некоторых CD-R в качестве записывающего слоя используется синий азокраситель.
Азокрасители являются твердыми веществами. Большинство из них представляют собой соли, причем окрашенным компонентом обычно является анион, хотя известны некоторые катионные азокрасители. Анионный характер большинства красителей обусловлен наличием 1-3 сульфокислотных групп, полностью ионизированных при рН окрашиваемого изделия:
- РСО 3 Ч → РСО 3 − + Ч +
Большинство белков являются катионными, поэтому окрашивание кожи и шерсти происходит по реакции ионного обмена . Анионный краситель прилипает к этим изделиям за счет электростатических сил. Катионные азокрасители обычно содержат четвертичные аммониевые центры.
Подготовка
[ редактировать ]Большинство азокрасителей получают путем азосочетания , которое влечет за собой реакцию электрофильного замещения катиона арилдиазония другим соединением, партнером сочетания. Обычно партнерами сочетания являются другие ароматические соединения с электронодонорными группами: [7]
- АрН +
2 + Ar’H → ArN=NAr’ + H +
На практике в качестве партнеров сочетания широко используются ацетоуксусные амиды:
- АрН +
2 + Ar′NHC(O)CH 2 C(O)Me → ArN=NCH(C(O)Me)(C(O)NHAr′) + H +
Азокрасители также получают конденсацией нитрованных ароматических соединений с анилином с последующим восстановлением образующегося азокси- интермедиата:
- ArNO 2 + Ar’NH 2 → ArN(O)=NAr’ + H 2 O
- ArN(O)=NAr' + C 6 H 12 O 6 → ArN=NAr' + C 6 H 10 O 6 + H 2 O
Для окраски текстиля типичным нитросочетающим партнером будет динатрий 4,4'-динитростильбен-2,2'-дисульфонат . Типичные партнеры анилина показаны ниже. Поскольку анилины получают из нитросоединений, некоторые азокрасители получают частичным восстановлением ароматических нитросоединений. [5]
Многие азокрасители производятся в результате реакций уже существующих азосоединений. Типичные реакции включают комплексообразование металлов и ацилирование.
- Иллюстративные азокрасители или их предшественники
Прямая Коричневая 78
Basic Red 18 , катионный азокраситель.
Азопигменты
[ редактировать ]Азопигменты по химической структуре подобны азокрасителям, но в них отсутствуют солюбилизирующие группы. Поскольку они практически нерастворимы во всех растворителях, их нелегко очистить, и поэтому требуются высокоочищенные предшественники.
Азопигменты играют важную роль в производстве различных пластмасс, резин и красок (включая краски для художников). Они обладают превосходными красящими свойствами, преимущественно в диапазоне от желтого до красного, а также хорошей светостойкостью . Светостойкость зависит не только от свойств органических азосоединений, но и от способа их впитывания на носителе пигмента.
Азопигменты среди пищевых пигментов являются старейшими и наиболее широко используемыми. Они были открыты Питером Гриссом в 1858 году. [8]
Биодеградация
[ редактировать ]Чтобы красители были полезными, они должны обладать высокой степенью химической и фотолитической стабильности. В результате этой стабильности фотолиз не считается путем разложения азокрасителей. Чтобы продлить срок службы продуктов, окрашенных азокрасителями, важно обеспечить устойчивость к микробному воздействию, и испытания показали, что азокрасители незначительно разлагаются при краткосрочных испытаниях в аэробных условиях. Однако в анаэробных условиях может наблюдаться изменение цвета вследствие биоразложения. [9]
Безопасность и регулирование
[ редактировать ]Многие азопигменты нетоксичны, хотя некоторые из них, например динитроанилиновый оранжевый, орто-нитроанилиновый оранжевый или пигментный оранжевый 1, 2 и 5, являются мутагенными и канцерогенными . [10] [11]
Азокрасители, производные бензидина, являются канцерогенами ; воздействие их традиционно связывают с раком мочевого пузыря . [12] Соответственно, производство бензидин-азокрасителей было прекращено в 1980-х годах во многих западных странах. [5]
Европейское регулирование
[ редактировать ]Некоторые азокрасители разлагаются в восстановительных условиях с выделением любого из группы определенных ароматических аминов . С сентября 2003 года Европейский Союз запретил производство и продажу потребительских товаров, содержащих перечисленные амины. Поскольку лишь небольшое количество красителей производило эти амины, фактически пострадало относительно небольшое количество продуктов. [4]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ ИЮПАК , Сборник химической терминологии , 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Интернет-исправленная версия: (2006–) « Азосоединения ». дои : 10.1351/goldbook.A00560
- ^ Бенхая, Саид; Мрабет, Суад; Эль Харфи, Ахмед (31 января 2020 г.). «Классификации, свойства, современный синтез и применение азокрасителей» . Гелион . 6 (1): e03271. Бибкод : 2020Heliy...603271B . дои : 10.1016/j.heliyon.2020.e03271 . ISSN 2405-8440 . ПМЦ 7002841 . ПМИД 32042981 .
- ^ Перейти обратно: а б «Азокрасители» . Food-Info.net . Архивировано из оригинала 29 ноября 2022 года . Проверено 29 ноября 2022 г.
- ^ Перейти обратно: а б Пюнтенер, А.; Пейдж, К. «Европейский запрет на некоторые азокрасители» (PDF) . Качество и окружающая среда, TFL . Архивировано из оригинала (PDF) 13 августа 2012 года.
- ^ Перейти обратно: а б с Голод, Клаус; Мишке, Питер; Рипер, Вольфганг; и др. (2000). «Азокрасители». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . дои : 10.1002/14356007.a03_245 . ISBN 3-527-30673-0 .
- ^ Паола Джилли; Валерио Бертоласи; Лоретта Претто; и др. (2002). «Природа твердотельной таутомерной конкуренции N−H···O/O-H···N в резонансных системах. Внутримолекулярный перенос протона в низкобарьерных водородных связях, образованных ···OC-CN-NH·· · ⇄ ···HO-CC-NN··· Система кетогидразон-азоенол. Рентгеновское кристаллографическое исследование и расчетное методом DFT при переменной температуре». Дж. Ам. хим. Соц . 124 (45): 13554–13567. дои : 10.1021/ja020589x . ПМИД 12418911 .
- ^ Х. Т. Кларк; В. Р. Кирнер (1941). «Метиловый красный» . Органические синтезы ; Сборник томов , т. 1, с. 374 .
- ^ Диаку, Э. (2016). «Цвета: свойства и определение синтетических пигментов» . В Кабальеро, Бенджамин; Финглас, Пол М.; Толдра, Фидель (ред.). Энциклопедия продуктов питания и здоровья . Оксфорд: Академическая пресса. стр. 284–290. дои : 10.1016/B978-0-12-384947-2.00191-4 . ISBN 9780123849533 . Проверено 29 ноября 2022 г.
- ^ Бафана, Амит; Деви, Шиванесан Саравана; Чакрабарти, Тапан (28 сентября 2011 г.). «Азокрасители: прошлое, настоящее и будущее». Экологические обзоры . 19 (NA): 350–371. дои : 10.1139/a11-018 . ISSN 1181-8700 .
- ^ «Здоровье и безопасность в искусстве, база данных с информацией о здоровье и безопасности для художников с возможностью поиска» . Город Тусон. Архивировано из оригинала 10 мая 2009 года.
- ^ Ева Энгель; Хайди Ульрих; Рудольф Васольд; и др. (2008). «Азопигменты и базальноклеточная карцинома большого пальца». Дерматология . 216 (1): 76–80. дои : 10.1159/000109363 . ПМИД 18032904 . S2CID 34959909 .
- ^ Голка, К.; Коппс, С.; Мыслак, ZW (июнь 2004 г.). «Канцерогенность азокрасителей: влияние растворимости и биодоступности». Письма по токсикологии . 151 (1): 203–10. дои : 10.1016/j.toxlet.2003.11.016 . ПМИД 15177655 .