第八章活性染料_染料化学.ppt

第八章 活性染料 主要内容 §8.1 引言 §8.2 活性染料的活性基 §8.3 活性染料的母体结构 §8.4 活性染料与纤维的成键稳定性 §8.5用于蛋白质纤维与合成纤维染色的活性染料 第八章 活性染料 第八章 活性染料 染料母体：发色体系——使染料具有一定的颜色；水溶性基团——使染料易溶于水，呈单分子状态。 活性基：具有与纤维反应的能力。连接基——连接活性基和染料母体；离去基——在反应中被纤维分子取代而脱离染料；取代基——可以影响活性基的活性。 第八章 活性染料 通常活性染料的染料母体可以用偶氮、蒽醌、酞菁等各种结构类型，合成工艺路线一般采用预制的染料母体再与多官能团的活性基进行缩合而得，也可先在染料中间体上接入活性基，然后再合成染料母体的方法得到。 染色过程包括上染、固色、皂煮等工序。 活性染料色谱齐全，湿处理牢度高，匀染性好；染色方法简单； 适用纤维：纤维素纤维，也用于蛋白质纤维、锦纶； 缺点：储存稳定性差，某些品种日晒、耐气候牢度差，染料利用率低，造成浪费、污染。 第八章 活性染料 §8.2 活性染料的活性基 对活性基的要求 可以与纤维反应，形成共价键 纤维素纤维： 亲核进攻：活性基上应有较集中的正电荷 在碱性水溶液中有一定的稳定性 OH-也有亲核进攻的能力，一些活性基与 OH-反应而失去活性，成为水解染料，造成浪费和污染。 不损伤纤维； 染料与纤维的成键有一定的稳定性。 第八章 活性染料 活性基的种类 卤代含氮杂环类：卤代均三嗪、烟酸均三嗪、卤代嘧啶、二氯喹噁啉、卤代哒嗪、卤代哒嗪酮、卤代笨骈噻唑等。 含负性基的烷基类：β-羟乙基砜硫酸酯以及其衍生物类 其它活性基：包括α-卤代丙烯酰胺类及膦酸酯型等 双官能团类： 第八章 活性染料 一、卤代含氮杂环类活性基 三嗪型 嘧啶型 其他 第八章 活性染料 1、卤代含氮杂环类活性基的反应性 （1）反应机理 取代含氮杂环类活性基结构中由于有电负性较强的氮原子存在，以及取代基的吸电子效应，使取代基连接的碳原子上电子云密度降低，成为带正电性的反应活化中心。纤维上的亲核性基团如－OH、－NH2、－SH等就容易与其发生双分子亲核取代反应（SN2），与纤维形成牢固的纤维－染料共价键而结合，活性基上的吸电子取代基则作为离去基离去。 第八章 活性染料 X：离去基团，-Cl、-F、季铵盐等 亲核基团：纤维素负氧离子、蛋白质纤维氨基。为提高纤维上官能团的亲核性，碱常作为反应的催化剂。 第八章 活性染料 （2）杂环结构与反应性的关系 取代含氮杂环结构由于其环上氮原子的数目及位置不同，从而导致杂环π电子云密度分布发生变化，尤其是活化中心碳原子上电子云密度变化，使各类含氮杂环活性基表现出不同的反应活泼性。 第八章 活性染料 均三嗪环上活化中心碳原子的电子云密度最低，其亲核取代基的反应活泼性高；嘧啶环上碳原子的平均电子云密度较高，其中环上2,4,6-位上碳原子的电子云密度相对较低，其取代基具有一定的活泼性；在吡啶环上碳原子的电子云密度较高，不能成为活性基。 取代基的影响：接供电子基，活性降低；吸电子基，活性提高。 第八章 活性染料 2、取代均三嗪类活性基 （1）种类： 二氯均三嗪型活性基，对应的活性染料主要有国产X型和德国德司达MX型;一氯均三嗪型活性基，对应的活性染料有国产K型、KD型，以及德司达Procion H、亨斯迈的Cibacron E型；一氟均三嗪活性基，对应的活性染料有亨斯迈的Cibacron F型和德司达的Levafix EN型；烟酸均三嗪型活性基，对应的商品染料有国产的R型和日本化药公司的Kayacelon React CN等。 第八章 活性染料 （2）反应活性 二氯均三嗪环上由于两个氯原子的吸电子诱导效应，使环上电子云密度远比一氯均三嗪环上的低，故X型活性染料活泼性最高。 通常取代基的吸电子能力越强，活化中心碳原子上的正电荷性就越高，越容易受到亲核进攻，其中作为离去基的取代基也越易离去，因而其活泼性就越高。当取代基中非离去基相同时，作为离去基的原子或基团的活泼性顺序为： 当均三嗪杂环上取代基中离去基相同时，如非离去基的供电子性越强，则往往导致中心核碳原子上正电荷性降低，从而也降低了活性基的活泼性。 第八章 活性染料 （3）合成 采用染料母体与含卤均三嗪直接缩合的方法引入。 第八章 活性染料 大多数偶氮类活性染料，常通过先在中间体上引入活性基，然后进行偶合。 第八章 活性染料 3、取代嘧啶类活性基 二氟一氯嘧啶活性染料活泼性高，与纤维反应能力强，固色率高，作为活性基得到应用，如国产F型活性染料。 近年来研究发现2，4，6-