1、精細化學品化學授課教師：孫德帥聯系電話：1第一章 緒論2第一章 緒論一.精細化工概念 精細化學工業（簡稱精細化工）是生產精細化學品的工業。 基本特征是以高新技術為依托，提供高質量、多品種、專用或多功能的精細化學品。 精細化學品？ 特定的應用性能和專門用途的化學產品 3第一章 緒論二、精細化學品的分類 中國精細化工產品包括11個產品類別：農藥、染料、涂料、顏料、試劑和高純物、信息化學品、食品和飼料添加劑、粘合劑、催化劑和各種助劑、化工生產原料藥和日用化學品、功能高分子材料4第一章 緒論三.精細化工生產的特點1.生產特性 小批量、多品種、復配型居多； 技術密集度高；采用間歇式多功能生產裝置2.經濟

2、特性 投資效率高、附加價值高、利潤率高3.商業特性 獨家經營，技術保密；重視市場調研，適應市場需求；配有應用技術和技術服務四.精細化工的研究內容1、化合物的合成： 2、復配技術研究 3、商品化設計及研究5第一章 緒論五、本課程的主要內容染料熒光增白劑與有機顏料食品添加劑涂料香精化妝品醫藥農藥62.1 概述2.2 光和色2.3 染料的發色2.4 重氮花與偶合2.5 酸性染料2.6 活性染料第二章 染料2.7 分散染料2.8 陽離子染料2.9 還原染料2.10 其它染料2.11 禁用染料7概念發展歷史染料的分類與命名染色牢度2.1 概述82.1 概述一、概念9著色的三種方式：染色：染料滲透紡織品內

3、部，與織物分子間有親和力著色：以染料分子顆粒形式均勻分散到物質中 涂色：附著在被著色物體表面102.1 概述二、發展史 1856年，英18歲的Perkin,第一只合成有機染料-苯胺紫。1858年，德Griess-芳胺重氮反應，1863年合成了第一只偶氮染料-俾斯麥棕1868年，德Greable 以蒽為原料合成了茜素，推動了蒽醌化學的發展。20世紀50年代，發現三嗪環類活性染料。 1112三、染料分類與命名1.分類：常通按應用方法可分為9大類（1）酸性：酸性介質染羊毛、錦綸（蛋白質纖維）。（2）中性：中性環境中蛋白質纖維。（3）活性：活性基與纖維成鍵，牢度好。棉、羊毛（4）分散：分子小，適用于憎

4、水性纖維。（5）陽離子：新型為腈綸專用。（6）直接：分子平面性好，范德華力結合。棉（7）冰染：重氮偶合在織物上反生生成染料。棉（8）還原：染料不溶，棉（9）硫化：含硫類染料，不清楚具體結構。棉13偶氮、蒽醌、羰基、多甲川、三芳甲烷 化學結構142.命名：分散紅玉S-2GFL分散紅2B 活性艷紅X-3B 陽離子嫩黃7G15（1）冠稱：細致反映應用特征，共有31類。（2）色稱：染色后的色澤，共有30個，色稱的形容詞有“嫩”、“艷”、“深”三個。（3）字尾：補充說明性能或色光等用途。 活性艷紅X-3B16四.染色牢度耐曬牢度，分8級，1級最差，8級最優 其余牢度為5檔，1級最差，5級最好。使用牢度：

5、耐洗牢度、氣候、汗漬、摩擦。加工牢度：耐氯、耐酸堿、耐升華、耐縮絨172.2 光和色一 光的性質二 光和色的關系三 染料的顏色18顏 色 由于物質選擇性的吸收可見光后，反射光線在人眼視網膜上的反映。19一、光的性質光譜色：可見光 400760nm 顏色環 20二、光和色的關系互補色：兩種顏色的光混合后為白色 有色（如黃色，藍色）1.基本顏色 無色、白色、 黑色、 非彩色 彩色黃光：吸收藍色光后的反射光21三原色：紅、綠、藍三補色：青、品紅、黃22加法混合：光線的混合，三原色的混合減法混合：物體顏色的混合，三補色的混合等量兩種原色光混合得到另外一種原色光的補色等量兩種補色顏料混合得到另外一種補色

6、的原色三原色：紅、綠、藍三補色：青、品紅、黃23 色調、明度、純度（飽和度） 色調：物體顏色的區別明度：顏色明亮的感覺純度：顏色的純潔性 2.顏色的視覺特征24反射 : 眼睛所看到的 吸收 : 染料的作用3.顏色的觀測254.影響觀測的因素大小、適應、環境、表面構造、期望、經驗 、訓練1）環境對比 (中間灰線相同，只是背景不同）262）光源的影響同譜異色273）對比觀測28三 染料顏色1.染料的顏色通常是指染料稀溶液或分子分散狀態的顏色。紫外可見吸收光譜（分光光度計）染料吸收光譜：染料在不同波長下與的關系曲線。 A=lg(I0/I)=bc29三個特性值： max ：顏色的深淺， max:顏色的

7、濃淡，吸收峰的尖銳程度：顏色的純潔性30顏色的深淺是指物質吸收的光波在光譜中的位置而言，物質吸收的光波波長愈短，則顏色愈淺。黃、橙、紅為淺色，青、綠、藍為深色。 顏色的濃淡，是表示同一種染料的顏色強度，即物質吸收一定波長光線的量的多少。2.顏色的深淺和濃淡31深色效應：能增加染料吸收波長的效應淺色效應：降低吸收波長的效應濃色效應：增加染料吸收強度的效應淡色效應：降低吸收強度的效應結束32一 經典發色理論二 近代發色理論三 偶氮染料的發色四 蒽醌染料的發色2.3 染料的發色331、發色團與助色團理論2. 醌構理論一、經典發色理論34一 經典發色理論1）發色團：特殊的不飽和基團發色體：含有發色團的

8、分子稱為發色體或色原體。 1.發色團與助色團理論：發色團被引入的愈少，顏色愈淺；發色團被引入的愈多，顏色愈深。352）助色團：能加強發色團的生色作用，并增加染料與被染物的結合力的各種基團。 主要的助色團有-NH2、- NHR、-NR2、-OH、-OR等。磺酸基(-SO3H)、羧基(-COOH)等為特殊助色團，它們對發色團并無顯著影響，但可以使染料具有水溶性和對某些物質具有染色能力。 363）內容：有機化合物結構中至少需要有某些不飽和基團存在時才能發色，這些基團稱之為發色基團，主要的發色基團有-N=N-、C=C、-N=O、NO2、C=O等。 維特的發色團與助色團理論在歷史上對染料化學的發展起過重

9、要的作用，不過發色團與助色團的涵義已經有了根本的變化。37發色與分子中的醌型結構有關。2.醌構理論成功：三芳甲烷 醌亞胺 不成功：偶氮 多甲川38 根據量子化學及休克爾(Huckel)分子軌道理論。分子軌道由原子軌道線性組合而成反鍵軌道：*成鍵軌道： 非鍵軌道：n 四種躍遷形式。 電子躍遷吸收的能量E=hc/二.近代發色理論39*n*n 紫外光區 可見光區總之 ，主要為* ，伴隨n* 。40 總結： 物質的顏色主要是物質中的電子在可見光作用下發生 *(或伴隨有n *)躍遷的結果，因此研究物質的顏色和結構的關系可歸結為研究共軛體系中電子的性質，即染料對可見光的吸收主要是由其分子中的電子運動狀態所

10、決定的411.母體的發色2.極性基團的影響3.偶氮基數量及位置4.雜環的影響5.空間效應三、偶氮顏料的發色42三、偶氮顏料的發色1.母體的發色：偶氮苯Ph-N=N-ph *,max=318nm,max=21000n*,max=443nm,max=450（淡黃色）2.極性基團的影響：取代基中未共用電子 極性基團對重氮偶合組分的影響不同。極性基團的數目、位置也影響染料的顏色。重氮組分的最佳位置為偶氮基的鄰、對位，偶合組分則為2，5位。這是合成深色染料的必備條件。433.偶氮基數量及位置：增大共軛體系縱向:增加偶氮基數量 橫向：以稠環替代苯環444.雜環的影響： 苯環被含硫雜環取代：深色效應。苯并噻

11、唑、噻唑、噻吩 但雜環的影響機理至今仍未完全清楚5.空間效應：破壞共軛體系的平面性，主要是原子繞單鍵自旋(1)R1/R4為-CH3或-NO2，有鍵的自旋(2)R2/R3同時存在，存在空間障礙，而產生旋轉45 245、253、325nm為苯乙酮的n*吸收。263、272、400nm為羰基的n*吸收。四.蒽醌染料的發色46（2）供電子基的強弱：與取代位置有關 1-取代， -NHMe-N(Me)2 2-取代, -N(Me)2-NHMe-NH2-NHAc-OMe-OH . 1.極性基團：供電子基的影響 （1）取代基位置影響：1，4取代深色效應最大，2，3取代顏色最淺（3）兩個取代基作用472.空間效應

12、 空間障礙，破壞染料的共軛性，產生淺色效應結束4849一.重氮化反應二.偶合反應 2.4 重氮化與偶合反應50重氮組分：吸電子基的化合物 。偶合組分：給電子基的化合物重氮化組分與偶合反應組分51一.重氮化反應1.重氮鹽結構與性質2.反應機理3.影響因素521.重氮鹽結構與性質 532.反應機理游離芳胺N-原子上的亞硝化反應，然后在酸性溶液中迅速轉化成重氮鹽543.影響因素（1）無機酸無機酸過量，可以使生成的重氮鹽穩定。酸量不足，則可能有由自偶合（不可逆）生成重氮氨基化合物。檢驗酸過量的方法：以剛過紅試紙呈微藍，pH值約為3。芳胺的溶解性和亞硝酸的電離的影響濃H2SO4中為NO+、稀H2SO4中

13、為N2O3 、HCL中為NOCL。 三種亞硝化試劑的反應活性不同， NO+ NOCL N2O355（2）亞硝酸 過量，否則自偶合反應。反應結束后，必須以尿素或者氨基磺酸去除。 檢驗亞硝酸過量的方法：淀粉碘化鉀試紙于1秒內變藍 亞硝酸鈉溶液濃度35。 （3）反應溫度 05 56（4）芳胺堿性強弱 堿性很強的芳胺（分子中不含有吸電子基）：酸量不易太多，否則易生成銨鹽而是游離芳胺較少 堿性稍弱的芳胺（分子中含有吸電子基）：用濃酸使芳銨溶解。 弱堿性芳胺（分子中含有多個吸電子基）：以強酸進行重氮化反應。如濃硫酸或亞硝酰硫酸NOSO3H57二.偶合反應1.重要的偶合組分2.反應機理3.影響反應因素581

14、.重要的偶合組分通常有4類偶合組分（1）酚類 （2）芳胺 （3）氨基萘酚磺酸 （4）活潑亞甲基化合物592.反應機理親電取代反應603.影響反應因素（1）重氮與偶合組分性質： 取代基和空間障礙的影響61（2）介質的pH值酚類: pH=9-10芳胺： pH510活潑亞甲基： pH79氨基萘酚磺酸：取代位置62酚類: pH=9-1063 芳胺： pH510 酸性過強：游離芳胺減少 堿性過強：易生成反式重氮鹽64活潑亞甲基： pH7965氨基萘酚磺酸：酸性，氨基的鄰位;堿性，羥基的鄰位。 在羥基鄰位的反應速度較氨基鄰位快供電性強弱為：O-NH2-OH所以合成雙偶氮染料時應先在酸性化境中，然后再在堿性

15、環境中進行66是否所有的氨基萘酚磺酸類偶合組分均可以合成雙偶氮染料？問題67（4）反應溫度偶合反應與重氮鹽分解反應偶合E=59.3671.89KJ/mol，分解E=95.30-138.78KJ/mol 一般情況反應溫度控制在05 （3）鹽效應結束68氨基萘酚磺酸69702.5 酸性染料一.強酸性染料二.弱酸性染料三.媒染染料與絡合染料71分子結構特點：分子中含有多個磺酸基或羧基，能溶于水適應對象：羊毛、蠶絲等蛋白質纖維72一.強酸性染料 最早的一類染料，適用pH=2-4的強酸性環境1.結構特點：分子結構簡單，分子量低，含有羧基或磺酸基2.缺點：色澤不深，強酸損害羊毛，染后手感較差。3.染色機理

16、：染料分子與羊毛間借鹽鍵結合73酸性黃G蒽醌：酸性藍R酸性紅G4.典型酸性染料:偶氮、蒽醌和三芳甲烷類74 三芳甲烷：至少有兩個磺酸基，占酸性染料的20。以藍色、綠色為主色調75二.弱酸性染料1.方法： 增大分子量，在分子中引入芳砜基或長鏈烷基 ArSO2CL +活潑氫化合物 酰氯的烷基化反應76酸性嫩黃G卡普倫桃紅3B772.染色機理 染料和羊毛借鹽鍵和范德華力的結合78三、媒染染料與絡合染料1.定義：1）媒染染料：酸性染料上染織物后，用過渡態金屬處理，在織物上形成絡合物從而提高了耐光耐曬性能。2）絡合染料：酸性染料與過渡金屬絡合，制備成含過渡態金屬的染料3）媒染劑：過渡金屬。鈷、鉻、銅、鋁、鐵。792）偶氮鍵的鄰位上有兩個羥基或一個羥基一個氨基2.、染料結構1）母體