第三章.染料的顏色和結構

影響染料顏色的因素主要有以下幾個：（1）共輾雙鍵系統（2）供電子基和吸電子基（3）分

子的吸收各向異性和空間阻礙。

1.

班系統越長則其深色效應越顯著。

2.

吸電子的協同效應越強，深色效應越顯著，分子的共面性越好，深色效應越顯著。

3.

(CH)N—N(CH)2>咒X^Z)-N(CH3)2

323

(CH3)2NXN(CH3)2>

X=x=N,2=710nmx=CH久=610nmx=N-NH,z=

maxmax2420nm

第五章.直接染料

一,按結構直接染料分為哪幾類？試各舉一例，并寫出具體的合成路線。

1

答：直接染料可分為：直接染料可分為直接染料、直接耐曬染料、直接銅鹽染料和直接

重氮染料。

直接染料主要包括：聯苯胺偶氮染料，二苯乙烯型染料

直接耐曬染料包括：二芳基胭偶氮染料，三聚鼠胺偶氮染料r二嗯嗪染料，酰菁系直接

染料。

直接重氮染料包括：在偶氮基對位上具有氨基的染料，在染料分子末端具有間二氨基苯

或間氨基蔡酚結構的染料

合成略

二.簡述直接染料對纖維素纖維具有直接性的原因，試從染料結構考慮提高染料直接性的可

能途徑。

答：直接染料之所以具有直接性是因為：直接染料的分子是直線型的大分子，且分子的共

面性較好，而纖維素分子也是線性大分子。另外，直接染料分子中含有磺酸基等水溶性基團

可直接溶解于水中，在無機鹽（常用食鹽與元明粉）和溫度的作用下在纖維內部，染料與纖

維以分子間力（氫鍵，范德華力）進行結合。染料分子的線性，共面性越好，分子量越大，

與纖維的直接性越好。

三.比較各類直接染料的染色性能。

答：根據直接染料對溫度、上染率及鹽效應的不同，大致可以分為三類：

A類：這類染料的分子結構比較簡單，在染液中聚集傾向較小，對纖維的親和力低，在

纖維內的擴散速率較高，移染性好，容易染得均勻的色澤。食鹽的促染作用不很顯著，在常

規的染色時間內，它們的平衡上染百分率往往隨著染色溫度的升高而降低。因此染色溫度不

宜太高，一般在70~80℃染色即可。這類染料的濕處理牢度較低，一般僅適宜于染淺色。A

類染料習慣上也稱為勻染性染料。

B類：這類染料的分子結構比較復雜，對纖維的親和力高，分子中有較多水溶性基團，

染料在纖維內的擴散速率低，移染性能較差，如果上染不勻，難以通過移染加以糾正。而食

鹽等中性電解質對這類染料的促染效果顯著，故必須注意控制促染劑的用量和加入時間以獲

得勻染和提高上染百分率。如使用不當，則因初染率太高，容易造成染花。這類染料的濕處

理牢度較高。B類染料又稱為鹽效應染料。

C類：這類染料的分子結構也比較復雜，對纖維的親和力高，擴散速率低，移染及勻染

2

性較差。染料分子中含有水溶性基團較少，在含有少量的中性電解質染浴里上染也能達到較

高的上染百分率。染色時要用較高的溫度，以提高染料在纖維內的擴散速率，提高移染性和

勻染性。在實際的染色條件下，上染百分率一般隨著染色溫度的提高而增加，但始染溫度不

能太高，升溫不能太快，要很好地控制升溫速率，否則容易造成染色不勻。C類染料又稱為

溫度效應染料，色時，要注意選用性能相近的同類染料為宜。

四.試比較下列各組染料的水洗牢度，并從結構上的差異來說明原因。

1.

2

2.

NaO

(

3、

2

H0

3

NHCO

H0

答：水洗牢度順序：4>3>2>1,可從共面性角度考慮。2比1更具有直線性，對纖維

直接性高，而4和3比1和2具有更長的共規系統，且4最長，即共平面性最好，所以對纖

維直接性最高，水洗牢度更好。

第六章.不溶性偶氮染料

一.何謂不溶性偶氮染料？闡述其常規染色過程及涉及的化學反應。

答：不溶性偶氮染料由無水溶性基團的偶合組分和芳伯胺的重氮鹽在纖維上偶合成不溶

3

于水的偶氮染料，故名為不溶性偶氮染料。一般染色過程是先用色酚打底，色酚與纖維借氫

鍵和范德華力相結合，然后與色基的重氮鹽顯色。

涉及化學反應：

重氮化反應：

ArNH+2HX+NaNO_____ArN_N*X-+NaX+2HO

22—12

偶合反應：

Ar-N=N++(—NH-------->《

2Ar-N=N-\、/—NH+HB

=2

二.色酚為什么對纖維素纖維具有直接性，主要有哪幾種結構類型？

答：色酚分子中酰胺鍵與兩邊芳環間構成的共物系統影響色酚對纖維素纖維的直接性。

色酚鈉鹽存在下式所示的酰胺-異酰胺的互變異構現象，異酰胺式分子中有一個較長的共平

面的共桅系統，增加了對纖維的直接性。

主要的結構類型有：

2-羥基蔡-3-甲酰芳胺及其衍生物、乙酰乙酰芳胺(耐基酰胺)衍生物、其他鄰羥基芳甲

酰芳胺類等。

三.何謂色鹽？闡述色鹽的性能要求和主要結構形式。

答：色鹽是色基重氮鹽的穩定形式。性能要求有：

(1)能夠耐受50~60℃；

(2)能夠保存一定時間；

(3)在運動和撞擊時不會發生爆炸；

(4)使用時容易轉化成偶合的活潑形式。

色鹽的主要結構形式有：

(1)穩定的重氮硫酸鹽或鹽酸鹽，如：

藍色鹽VBCH\―/一―/

O~NH~NCI

32

(2)穩定的重氮復鹽，如：

4

黑色鹽K(0|ZnCI

HN-N^^TN2CI；22

(3)穩定的重氮芳磺酸鹽，如:

紅色鹽B

四.何謂快色素、快磺素、快胺素和中性素？

答：(1)快色素染料又稱重氮色酚染料，是色酚和反式重氮酸鹽的混合物。

重氮化合物的中性或微酸性溶液與亞硫酸作用，生成具有偶合能力的重氮亞硫酸鹽，在

水溶液中很快轉變成穩定的重氮磺酸鹽，再經加熱處理可轉變為有偶合能力的順式重氮亞硫

酸鹽，或被氧化成為活潑的重氮硫酸鹽。芳環上有給電子基，易制備成重氮磺酸鹽。將此穩

定的化合物與色酚混合，則制成快色素染料。

(2)重氮化合物與脂肪族或芳香族伯、仲胺作用，生成無偶合能力的重氮氨基或重氮

亞氨基化合物。當介質的pH值下降，上述產物可以轉變為原來的重氮化合物和胺。將這樣

的重氮氨基化合物與色酚混合，就成為快胺素染料。

(3)中性素也是色基的重氮氨基化合物與色酚混合而成，它們與快胺素的區別在于選

擇穩定劑不同，以堿性較弱的鄰般基芳仲胺為主。

第七章.還原染料

一、試述還原染料的結構特征，寫出以下還原染料在染色過程中涉及的反應方程式，描

述染料在纖維中的狀態和染色堅牢度。

5

(1)(2)

(3)

答：還原染料大都屬于多環芳香族化合物，其分子結構中不含有磺酸基，竣酸基等水溶

性基團。它們的基本特征是在分子的共艇雙鍵系統中，含有兩個或兩個以上的埃基

(〃C=0),因此可以在保險粉的作用下，使埃基還原成羥基，并在堿性水溶液中成為可溶

性的隱色體鈉鹽。還原染料的隱色體對纖維具有親和力，能上染纖維。染色后吸附在纖維上

的還原染料隱色體，經空氣或其他氧化劑氧化，又轉變為原來不溶性的還原染料，而固著在

纖維上。

(1)

(3)

6

還原染料與纖維以氫鍵，范德華力結合，在纖維上以主要以分子狀態存在.

還原染料品種數目繁多，有全面的堅牢度，耐曬和耐洗堅牢度尤為突出。

二、還原染料分為哪幾類？它們的色澤牢度如何？

答：按照化學結構和性質，還原染料原本分成慈醒、靛族和稠環三類，加上后來出現的

硫酸酯衍生物的可溶性類，共為四大類。

蔥醒類還原染料具有各項堅牢度優良、色澤較鮮艷、色譜較齊全、染料隱色體鈉鹽對纖

維親和力高的特點，但某些淺色品種對棉纖維有脆損作用。

靛族類還原染料和蔥酸類最顯著的不同之處，就是不論它們原來是什么色澤，還原后的

隱色酸鈉鹽都是無色或者僅含很淺的黃色或杏黃色。染料的隱色體鈉鹽對纖維的親和力較

小，所以不易染得深濃色；染色后織物如遇高溫處理，會發生升華現象。

稠環類還原染料對纖維素纖維有一定的直接性，勻染性很好，而且各項染色堅牢度都比

較優良。

可溶性類還原染料的染色牢度優良，但染浴的強堿性無法用于毛、絲等蛋白質纖維的染

色。

三、合成慈醒還原染料的主要原料和中料有哪些？舉例說明慈醵還原染料是如何進一步

分類的？

答：，蔥醍染料由蔥醍或其衍生物合成，慈醍染料根據結構可以分為:

（1）酰胺系和亞胺系，如：還原黃WG,它的結構為:

（2）咔哩系，如還原黃FFRK（黃28號），結構為:

7

oo

Il|oo

（3）藍慈酮系，如還原綠BB（綠11號，69850）,它是4,4'-二氨基-3,3'-二氯藍

慈酮。

（4）黃蔥酮和葩意酮系，如黃慈酮（還原黃G,70600）和花慈酮（還原金橙G,

59700）o它們的結構式如下：

黃慈酮花慈酮

（5）二苯嵌意酮系，如還原艷綠FFB,結構為：

（6）口丫酮系，如還原紅紫RRK（紫14號，67895）,其結構為:

8

(7)曝嗖結構系，如還原黃GC(黃2號，67300),其結構為:

四、寫出靛藍、硫靛的合成途徑，按結構比較它們及其衍生物的色澤和應用性能。

答：靛藍結構為:

硫靛結構為:

合成途徑:

O

(2)硫靛

9

oCH

3

c

s

Cl

cc還原桃紅R

Cl

cs

CH°

3O

靛藍的牢度很好，但是它的色澤晦暗并不鮮艷，它的隱色體鈉鹽對纖維素纖維的直接性

很小，無法一次染得深色。這些缺點可以通過鹵化的方法得到改善。鹵化后的靛藍色澤比較

鮮艷明亮，而且，染料鹵化后，提高了染料隱色體鈉鹽對纖維素纖維的直接性。硫靛染料大

部分都是紅色，與靛藍一樣，硫靛本身色澤都不夠鮮艷，而且日曬牢度也差；可是它的衍生

物卻很漂亮，而且各項牢度都很高。

五、試述影響還原染料還原速度的主要因素及其影響。

答：還原速度一般在習慣上以染料達到完全還原狀態所需時間的半量——半還原時間來

表示。還原速度與染料隱色體電位雖然都是用來顯示染料的還原性能的，但兩者之間并沒有

直接的聯系。一般規律是靛族染料的隱色體電位負值較小，但它們的還原速度卻很緩慢；意

醍類染料的隱色體電位負值較高，但還原速度卻很快。

由于染料的還原是一種多相反應，不僅染料的結構決定著染料內在的還原特性，而且染料

分散體顆粒的物理形狀和大小也會影響染料還原的速度。因為分散體的顆粒直接決定著發生

反應的固液界面接觸面積的大小和反應的能力。根據研究結果，染料顆粒物理狀態對還原速

度的影響，比染料化學結構差異的影響一般為小。實驗還發現，對于同一種染料，還原反應

的速度并不與顆粒的表面積成正比關系，還原反應速度的增長慢于顆粒表面積的增長。

對于還原速度來說，染料結晶的性質比顆粒大小更為重要。實踐證明：決定染料還原速

度的主要因素是溫度和保險粉含量；而染料本身的性質和物理形態以及染浴中氫氧化鈉的濃

10

度對還原速度僅有一定的的影響。

因此，在生產中提高染料的還原速度最經濟的辦法是提高還原溫度。不過，有些染料

在高溫反應時會產生一些副反應，對于這些染料，不能采取提高溫度的辦法。

六、何謂還原染料的光敏脆損作用？分析其產生的可能原因。

答：一些用還原染料印染的織物，在穿著過程中會發生纖維脆損現象稱為光敏脆損現象。

這種現象的產生原因，主要是這些染料吸收光線中某一波段的能量轉移給其他物質時.，在纖

維上引起了光化學反應所致。光敏脆損現象的產生與染料的結構是否有關，目前還缺乏足夠

的論證。但有些情況具有一定的規律性。在還原染料中，黃色、紅色和橙色是產生光敏脆損

現象比較嚴重的色澤系統。

第八章.硫化染料

一、何謂硫化染料？試述染料的制備方法。

答：硫化染料是一類水不溶性染料，一般是由芳胺類或酚類化合物與硫磺或多硫化鈉混

合加熱制得，這個過程叫做硫化。

制備方法：

(1)熔融硫化法，熔融硫化法是將芳香族化合物與硫磺或多硫化鈉在不斷攪拌下加熱，

在200~250℃熔融，直到產品獲得應有的色澤為止。硫化完畢，有的直接將產物粉碎，混拼

即得成品；有的則將產物溶于熱燒堿溶液中，再除去剩余的硫磺，并吹入空氣使染料氧化析

出，過濾，最終得到具有較高純度的產品。

(2)溶劑蒸煮法

溶劑蒸煮法是將硫化鈉先溶于溶劑，加硫磺配成多硫化鈉溶液，然后加入中料，加熱回

流進行硫化。可選用水或丁醇作溶劑。硫化完畢，有的吹入空氣使染料氧化析出；有的直接

蒸發至干，粉碎拼混成為產品。

二、舉例說明硫化染料的結構類型。

答：硫化染料可以按所用中料的不同進行分類。主要分類有以下幾種：

(1)由對-氨基甲苯、2,4-二氨基甲苯等中料合成的硫化染料，如硫化黃2G：

11

（2）由4-羥基二苯胺類中料合成的硫化染料，如

（硫化深藍3R、RL的中料）

（3）由吩嗪衍生物中料合成的硫化染料，如硫化紅棕3B可能有如下式所示的結構:

（5）硫化還原染料，如硫化還原藍R,其結構式如下:

12

三.簡述硫化染料的染色過程

答：硫化染料的染色過程可以分為下列四個步驟：

1.染料的還原溶解

硫化染料還原時，一般認為染料分子中的二硫（或多硫）鍵，亞颯基及醛基等都可被還

原：

D-S-S-DJSLD-SH+D'SH

[O]

D-S-S-DUS==D-SH+D'SH+2H2O

[O]

2.染液中的染料隱色體被纖維吸著

硫化染料隱色體在染液中以陰離子狀態存在，它對纖維素纖維具有直接性。

3.氧化處理

上述隱色體染料在纖維上通過氧化工序生成不溶性的染料，并充分發色。硫化染料的整

個還原氧化過程如下：

DSSDNaSHDSNa氧化DSSD

NaOtT--硫化染IT

硫化染料--------隱色體

4.后處理

后處理包括凈洗、上油、防脆、固色等項。

四.簡述縮聚染料及其結構特征。

答：縮聚染料是一類在上染過程中或上染以后，染料本身分子間或與纖維以外的化合物能

夠發生共價鍵結合，從而增大分子的染料。縮聚染料分子中含有硫代硫酸基（一SSONa）,

3

它們在硫化鈉、多硫化鈉等作用下，能將亞硫酸根從硫代硫酸基上脫落下來，并在染料分子

間形成一S—S—鍵，使兩個或兩個以上的染料分子結合成不溶狀態而固著在纖維上。

就硫代硫酸基在染料分子中的連接情況來看，有的染料的硫代硫酸基是直接接在發色

體系的芳環上的；有的則是接在芳環的烷基或乙胺基等取代基的碳原子上的。前一種類型的

染料以縮聚黃3R為例，它是由對氨基苯硫代硫酸鹽重氮化，與1-苯基-3-甲基毗噗酮偶合

13

而制成的，它的結構式如下:

后一種類型的染料可以縮聚翠藍I3G為例，它是由銅酥菁磺酰氯和2-氨基乙基硫代硫

酸鹽(HNCHCHSSONa)縮合制成，它的結構式如下：

2223

CuPc(SONa)n

蜘巴

23

式中CuPc代表銅釀菁結構，n=3.3~3.5。

第九章酸性染料

一、何謂酸性染料，按應用性能酸性染料可分為哪三類？

答：傳統的酸性染料都是在酸性條件下染色，故通稱酸性染料，含有大量磺酸基，少量

有我酸基，是一類水溶性染料，有色譜齊全、色澤鮮艷、結構簡單等特點，其發色體結構中

偶氮和慈醍占有很大比重，主要用于羊毛、真絲等蛋白質纖維和錦綸的染色和印花。按染料

對羊毛的染色性能，酸性染料可分為強酸浴、弱酸浴和中性浴染色的三類酸性染料。

二、舉例說明雙偶氮酸性染料和慈醒型酸性染料的主要合成途徑。

酸性黑B

慈醒型酸性染料

14

so

3Na

酸性藍綠G

三、試述酸性染料結構與其應用性能的關系，舉例說明提高皂洗牢度的可能途徑。分析如

下結構中的取代基X、4不料在羊毛片的應“性能的影響。

N=N

NaOSSONa

33

答：（1）染料分子結構與耐光性能

母體結構、取代基的性質以及它們所處的相對位置對其耐光牢度有直接影響。通常染

料分子中氨基、羥基的存在不利于耐光性能，而鹵素（Cl、Br）、硝基、磺酸基、氟基以及

三氨甲基等有助于耐光堅牢度的提高。

分子中氨基酰化均能提高酸性染料在羊毛上的耐光堅牢度，但是，當脂肪鏈過長時，

將導致耐光牢度的降低。

在染料分子中引入某些特殊基團，也能使染料分子結構的穩定性得到提高，或者是影

響染料分子在染色纖維中的物理狀態，進而提高其耐光牢度。

由氨基慈醒磺酸衍生的酸性及弱酸性染料染羊毛的耐光牢度均較好。與氨基蔥醍分散染

料相似，當在氨基的鄰位引入磺酸基、甲基或其他取代基團，降低了慈酸1-位的氨基對光

氧化作用的活潑性，提高其耐光穩定性。同時，如果在慈醍類酸性染料分子中引入脂肪族碳

鏈時，則以C~C為宜，否則耐光牢度也會降低。

812

（2）染料分子結構與濕處理牢度

染料分子結構決定了對染色纖維結合力的大小，該結合力越大，親水性越弱，染著在

纖維內部的染料分子保留在纖維之中，不易向外擴散，則濕處理牢度越高。

15

增加染料相對分子質量，使具有相同磺化程度，即含有相同磺酸基數的染料分子，其

濕處理牢度將隨著染料相對分子質量或分子體積的加大而得到改進。同時，具有更好的分

子共平面性更能改進染料的濕處理牢度。

可見，改變分子結構、增大相對分子質量有助于濕處理牢度的改進。

(3)染料分子結構與勻染性能

在染料分子中引入較多的水溶性基團，如磺酸基、竣酸基，以提高染料在水中的溶解

度，加大染料分子的親水性，降低染料對纖維的親和力，可有效地增加染料的勻染性能。

對于酸性染料而言，增加相對分子質量，引入特殊的基團如脂肪族碳鏈等可以降低染

料親水性，增加染料對纖維的親和力，提高其濕處理牢度，但會影響染料的勻染性。其中

尤以含長碳鏈的弱酸性染料更為明顯。因此，在相對分子質量增加到一定程度時，可用芳

環或環烷煌代替脂肪鏈，同時引入極性較強的基團，如取代的磺酰氨基，酯基，以賦于染

料一定的親水性能，在增加與纖維結合能力的同時，還可以具有較好的勻染性。

(4)分析:

對日曬牢度的影響：

X：①只要為吸電基，就可以降低電子云密度，日曬牢度提高，會產生深色效應，對位

效率更高；②但X位于偶氮基鄰位時，日曬牢度好，但但X為-NO時，日曬牢度顯著降低；

2

③X引入某些基團，如60等磺酰胺基，可提高耐光牢度

NR

22

Y：若為酰化基團R-CO-時，由于分子體積增大，可提高日曬牢度，且隨著脂肪鏈的增

大而增大，但過長時，會使牢度降低，以C為佳。

-C

48

對濕處理牢度的影響：

X：①為脂肪族烷基、環烷煌、芳煌等疏水基團時，濕處理牢度好，且隨著碳鏈長度、

分子量的增加而增大；②但X在偶氮基對位時，有較好的分子共平面性，濕牢度提高；③

引入染料共平面性好的基團，更能顯著改善濕牢度；④X為水溶性基團時，可提高勻染性，

但會降低濕處理牢度。

Y：采用大分子的酰化基團時，濕牢度得到提高，且隨著碳鏈長度、分子量的增大而增

大。

對勻染性影響：

X、丫中的長碳鏈會使勻染性降低，因此分子量的增大有一定的限制；用芳環或環烷燃

代替X、丫中的脂肪鏈，同時引入極性較強的基團，賦予染料一定的親水性。

此外，當X為-0H且在偶氮基鄰位時，為酸性媒染染料，可顯著提高日曬、濕處理牢

16

度；此時丫主要用于調節勻染性，其體積越小越好。

四、比較偶氮型酸性染料和直接染料在結構、染色對象、染色性能（勻染性，牢度）以及合成

染料中間體的異同點。

答：偶氮型酸性染料分子結構比較簡單，分子中含有水溶性基團，主要用于染羊毛等蛋

白質纖維，與纖維以離子鍵結合，由于分子量小，加上分子中含有較多的水溶性基團導致其

濕處理牢度較差，對羊毛的勻染性好。

直接染料的分子量大，分子中也含有水溶性基團，分子呈線性，共平面性好，與纖維的

直接性大，與纖維主要以范德華力結合，水洗，日曬牢度不佳。

五、指出下列染料是什么種類的染料，分別指出各自的應用對象，顏色和牢度，并說明理由。

1.

啰6

CHCONH

NHCOCH

NHCNH3

SONa

3

答:

1.強酸性染料，主要用于羊毛、真絲等蛋白質纖維的染色。分子結構簡單，磺酸基所

占比例高，在水中溶解度較好，因此有好的勻染性，但常溫染液中基本上以離子狀態分散,

對羊毛親和力較低，濕處理牢度差，日曬牢度較好，色澤鮮艷。

2.弱酸性染料，主要用于羊毛、真絲等蛋白質纖維的染色。分子結構稍復雜，磺酸基

所占比例相對較低一點，溶解度也稍差一些，在染液中基本以膠體分散狀態存在，對羊毛

17

親和力較高，因此濕處理和勻染性屬中等。

3.直接染料，主要用于纖維素纖維的染色。色譜齊全，濕處理牢度較低。

4.直接銅鹽染料，主要用于纖維素纖維的染色。銅鹽處理時，改善了染料的水洗牢度

和日曬牢度，但色澤同時變得深暗。

第十章酸性媒染染料與酸性含媒染料

一、試述酸性媒染染料和酸性含媒染料的結構特點和應用性能。

酸性媒染染料：

答：結構特征：含有與酸性染料相同的磺酸基或竣酸基的水溶性基團，具有酸性染料

的性質；又含有能與金屬原子絡合的基團（如羥基、氨基），具有媒染染料的性質；分子量

較小。

應用性能：主要應用于羊毛、蠶絲及聚酰胺纖維上，經媒染劑處理后，在羊毛上具有

良好的耐光、耐洗和耐縮絨堅牢度；色光不如酸性染料鮮艷，但顏色加深。

酸性含媒染料：

結構特征：絕大多數是含水溶性基團的偶氮型染料；在分子中含有水楊酸基團或在偶

氮基兩側鄰位上具有可以與金屬形成絡合物的羥基、氨基母體染料；

應用性能：染色過程中，借助銘離子分別與染料、纖維通過共價鍵、配位鍵相結合在

一起，使染色織物具有優良的各項牢度。

二、舉例說明酸性媒染染料的結構類型，試述染料的絡合反應及其分子構型和顏色變化。

答：（1）酸性媒染染料按其化學結構分類主要包括偶氮，意醒、三芳甲烷及氧蔥等四種

類型。

偶氮類

COONa

酸性媒染深黃GG

蔥醍類

18

酸性媒染藍黑B

三芳甲烷類

N（C2H5）2

酸性媒染紫R

氧蔥類

酸性媒染桃紅3BM

（2）作為絡合反應的媒染劑常用的是重銘酸鉀或重銘酸鈉。銘離子和染料的絡合反應分子

比決定于染料的配位體結構和反應條件。，三價銘離子的配位數是6,而每個水楊酸結構具

有兩個配位基。所以理論上銘離子和具有水楊酸結構的染料可以形成13、12和11（絡合

物分子中的中心金屬離子數和染料分子數之比）三種類型的絡合物

N

Cr

c00C

0B

0

12型

19

13型

金屬在形成螯合環絡合物后，失去原來性能而呈現許多新的性能。例如，不同于原金

屬鹽原有的顏色。在偶氮染料分子中，偶氮基參與絡合后，染料色光一般有改變。在具有鄰

羥較酸結構的偶氮染料與銘的絡合中，發色團偶氮基不參與絡合，故絡合后色光變化較小。

三、試從下列酸性染料的結構和應用性能差異，分別指出它們屬于何種類型的酸性染料,

比較染料的勻染性、濕處理牢度，并說明理由。

1.2.

OHNHCOCH

3

33

答：1是強酸性染料，分子結構簡單，

有好的勻染性，但常溫染液中基本上以離子狀態分散，對羊毛親和力較低，濕處理牢度差。

2是弱酸性染料，分子結構稍復雜，磺酸基所占比例相對較低一點，溶解度也稍差一

些，在染液中基本以膠體分散狀態存在，對羊毛親和力較高，因此濕處理和勻染性屬中等。

3是酸性含媒染料，含有金屬Cr離子，濕處理牢度較酸性染料好，但不如酸性媒染染

料。

20

4是酸性媒染染料，與強酸性染料結構類似，含配位體，濕處理牢度很好。

四、查閱相關的文獻資料，指出在酸性染料、酸性媒染染料和酸性含媒染料研究開發方面

有哪些新進展？

答：略

第十一章活性染料

一、活性染料的通式可寫成S-D—B—Re,試述各組成部分對活性染料應用性能的影響；寫

出X、K、KN和M型活性染料與纖維素纖維的反應機理并比較所形成的染料一纖維共價鍵（D

一F鍵）的酸堿穩定性。

答：

（1）S：水溶性基團，影響染料水溶性和擴散型及所帶來的負電荷越多，電介質促染作用

越明顯

D：染料母體，決定除反應性以外的染料的基本性質，是染料的發色部分。①賦予染

料一定的直接性，不宜過低，否則會影響染色時的吸附和固色率；但也不宜過高，

否則不利于水解染料從纖維上洗凈，影響沾色或降低色牢度；②與鮮艷度、色牢度

的關系：母體染料結構直接決定其鮮艷度和色牢度；③影響染料的反應性，在B和

Re相同下，D相當于取代基，在整個染料分子處于同一共朝系統時，能直接影響活

性基的反應性；在非共輒型系統時，會影響橋基而間接影響活性基的反應性；④調

整與纖維親和力和溶解度的關系，是改進染料染色性能和提高固色率的一個途徑。

B：橋基，①影響活性基的反應性：亞胺基的離解能降低反應的活潑性，可能引起親

和力降低，而降低固色率。當亞胺基被烷基化后，可提高反應性，但會使親和力下

降；②羥基的長度和彈性也會影響固色率；③影響染料-活性基和染料-纖維的穩定

性；

Re：活性基，①提供染料的反應性，不僅決定染料和纖維的反應速度，且在一定程

度上還決定染料在纖維上的固色率；②與染料的穩定性有關，尤其重要的是儲藏穩

定性。反應性太強，活潑性太高，染料易水解，無法保存。染料與纖維結合后產生

的共價鍵的種類及活潑性影響其耐酸耐堿穩定性，進而影響色牢度；③決定纖維印

21

染加工的性質和條件。反應性高的在較低溫度、堿性較弱的條件按下固色；反應性

低的還適用于印花工藝中；④與染料的溶解度、擴散型及直接性有一定關系

（2）①鹵代均三嗪型活性染料（X型和K型）與纖維的反應可用染料的親和取代反應來解

釋。

活性基上，由于與碳連接的氯原子電負性也很強，電子誘導的結果使碳原子呈現更強

的正電性，這樣芳香雜環上的碳原子更易受到親核試劑的攻擊，發生親核取代反應。固色時，

纖維素纖維在堿性介質中的離子化，生成纖維素負離子（親核試劑），它能與活性染料的活

性基團發生親核取代反應：

-Yv.

DNH丫NHR

DNHPxNHRDNH丫

1NHR

NN+Cell—CHNNNN

2—0十

CIClO-CHO-CH

2-Cell2-Cell

上述生成的染料一纖維共價鍵是酯鍵。

二氯均三嗪環上的一個氯原子被纖維素陰離子或一0H取代后，第二個氯原子便不易被取

代了。

②KN型活性染料與纖維的結合是一種親核加成反應。染色時，染料在堿作用下生成含活

潑雙鍵的乙烯颯基（一SOCH=CH）,由于活性基中一SO為吸電子基，電子誘導效應的結果使

222

■碳原子呈現更強的正電性，遂能與纖維素負離子發生加成反應，H.離云由水中供給，反

II?||CII'一

應后產生0H離子，其反應過程女阡〒?一"",

o0O

-0-30-0H—?—SO||D-S-CH=CH

D-S-CH-CH-------?2

Nt

23

00O

oO

Cell-CH2-O-O-CH-CellH-CH-O-CH-Cell

D-S-CH-CHS-CH

22222

oO

以上反應所形成的染料一纖維共價鍵是酸鍵，即R-O—R',在D-F鍵的牢度上與酯鍵結

合是有區別的。

③M型活性染料同纖維素纖維反應的機理取決于引入的活性基團。若是鹵代均三嗪型和

喀呢型則發生親核取代，若是乙烯颯型則是親核加成反應。

④染料-纖維的酸堿穩定性：

堿性條件下

*型＞1＜型＞1\/1型＞KN型

酸性條件下

KN型＞1\/1型＞1＜型＞X型

22

二、寫出一氯均三嗪，二氯均三嗪，一氯甲氧基均三嗪和二氟一氯喀咤，甲基颯喀咤，三氯

喀咤兩組活性染料的結構式。比較它們的反應活潑性的大小并說明理由。寫出下列染料與纖

維素纖維的反應機理并比較說明它們的反應活潑性及“染料-纖維”鍵的水解穩定性。

F

D-NH|||D-NH

N丫N

ClF

試從這些機理出發對近年來在改進和提高鹵代雜環活性染料的反應性能和提高“染料一

纖維”間鍵的穩定性方面的品種發展，討論并舉例說明之。

答：（1）活性染料結構式分別為:

D-NH—pNHD-NH-[^N、D-NH

2V0CH3

N丫NN丫

Cl

和

F丫Cl

DNHSOCH

反應活性大小比較:

①二氯均三嗪〉一氯甲氧基均三嗪〉一氯均三嗪：活性基碳原子的正電性越高，染

料的反應性越高。因此，二氯均三嗪的反應性最大，在二氯均三嗪中用一個甲氧基

來取代氯原子，由于甲氧基是供電子基，電子誘導的結果，減弱了碳原子的正電性,

其反應性介于一氯均三嗪和二氯均三嗪之間O

②二氟一氯喀嚏＞甲基颯喀咤〉三氯嗓嚏：在三氯喀咤基的基礎上引入不同的活性

基能改變其反應性。引入更活潑的?F和?SOCH,形成二氟一氯喀咤和甲基颯喀咤,

23

活潑性得到提高。由于-F比-SOCH更活潑，所以二氟一氯嗓咤大于甲基颯喀陡。

23

一十N丫CI

DNH.

NIN

CI

(2)由于活性基團的芳香雜環上氮原子的電負性較碳原子為強，因此

使雜環上各個碳原子呈現部分正電荷,又由于含氮雜環上含有兩個氯原子取代基，使得碳原

23

子上的電子云密度進一步降低,在堿性條件下，纖維素負離子作為親核試劑進攻芳香環上的

碳正離子，發生親核取代反應，染料與纖維之間形成共價鍵。同理，與纖

維的反應也是親核取代反應。

--jON丫CI

DNH?11

N丫N

CIF

與相比，前者的反應性更強，這是因為雜環

上電子云密度越低，染料的活潑性越強，從結構上看,前者含有3個氮原子，其雜環上的電子

云密度比后者較低，故反應活性更強。

染料的水解反應和成鍵反應一樣，是親核取代反應。含氮雜環和纖維素連接的碳原子

/N丫

DNH

NYN

CI

上電子云密度越低，越容易斷鍵,與纖維作用，生成的”染料一纖維”

鍵的水解穩定性較差。

三、比較下列鮮基乙烯颯類型活性染料在堿性介質中的反應活潑性，并說明理由。

(1)D-NHSOCHCHOSONa

2223

(2)D-SOCHCHOSONa

2223

(3)D-NR-SOCHCHOSONa

2223

答：反應活潑性大小次序為：2>3>1。將a碳原子與染料母體的連接基的吸電性假若，

不是以颯基直接相連，將會降低其反應活性。對于1,在堿性介質中，a碳原子的正電性由

于氫原子的游離而減弱，使活性基活性降低。如果氫原子被烷基取代，則可以提高其反應性

(3)。

四、寫出下列活性染料在染色過程中所涉及的反應方程式并討論染料在棉織物上的染色堅

牢度。并以中料為原料寫出它們的合成反應方程式.

24

(1)

(3)

NaO3S

3Na

SO

2cH2cH20so3Na

染料?纖維的水解反應

乙烯碉型染料與纖維的結合鍵是一種酸鍵，耐酸穩定性好，在pH值4~8范圍內較穩定。

25

若酸性過強，酸鍵氧原子與形成鹽而使鍵斷裂。在pH>8的堿性介質中，隨著堿性的增強,

容易發生消除反應而水解。

ONH

oNH2

f^Sf5rs°3Na

竺SONa

-3+ce?°-

-

0NHONH―

SOCHCHOCell

222SOCH=CH

22

V111H

、+。.

0NH\―/0NH\—/

SOCH=CHSOCHCH

22OH

222

（2）染料合成：

/UI,OHU.NH,.1

Na

心。TpNaAtiw

:3SUNa?\_T~1O

\=J…NaNO/HCI\=

33

NH2N+NN

2

0~5c2

NaussuNa

3

-fY

aTa」?In

6】』％二廠J2二S.L

0(/NN

NN

NN

Cl

HN

2

SSONa

NaOSONa

SNaO

33

涉及、到的反應丸1

爸贏素纖猛的工核kA反應：

S0NaN

3OHNHNHS03NaOHNHN

NH

NNN呦於NN