Antrachinonová barviva - Anthraquinone dyes - Wikipedia

Antrachinon

Antrachinonová barviva jsou hojnou skupinou barviv zahrnujících antrachinonovou jednotku jako sdílený strukturní prvek. Samotný antrachinon je bezbarvý, ale červená až modrá barviva se získají zavedením donorových skupin elektronů, jako je hydroxy nebo aminoskupiny v poloze 1-, 4-, 5- nebo 8.[1] Antrachinonová barviva jsou strukturně příbuzná indigovým barvivům a jsou spolu s nimi klasifikována ve skupině karbonylová barviva.[2]

Členy této skupiny barviv najdete v přírodní barviva stejně jako v syntetická barviva. Antrachinonová barviva jsou zastoupena v mořidlo a káď, ale také v reaktivní a rozptýlit barviva. Vyznačují se velmi dobrými stálost světla.[3]

Přírodní antrachinonová barviva

Alizarin

Jedním z nejdůležitějších antrachinonových barviv rostlinného původu je alizarin, který je extrahován z šíleného zbarvení (Rubia tinctorum ). Alizarin je eponym pro řadu strukturně příbuzných barviv, která používají alizarinová barviva (někdy synonymní pro antrachinonová barviva). Bylo to první přírodní barvivo, pro které byla průmyslová syntéza vyvinuta již v roce 1869.

Antrachinonová barviva zahrnují hmyzí barviva odvozená od šupinatého hmyzu, jako je např kyselina karmínová, kyselina kermesová a kyselina laccainová. Barvivo karmín s hlavní složkou kyselina karmínová se používá například jako schválená potravinářské barvivo E 120.

Syntetická antrachinonová barviva

Syntéza většiny antrachinonových barviv je založena na kyselině antrachinon-sulfonové (2) nebo nitroanthrachinon (3), který je získán sulfonace nebo nitrace antrachinonu (1).

Syntéza von 1-Aminoanthrachinon
Syntéza 1-aminoantrachinonu

Sulfonace v poloze α je reverzibilní a skupiny sulfonové kyseliny i nitroskupiny lze relativně snadno nahradit aminoskupinou, alkylaminoskupinou, hydroxyskupinou a alkoxyskupiny. Aminoanthrachinon (4) je tedy dostupný reakcí kyseliny antrachinon sulfonové s amoniak nebo redukcí nitroanthrachinonu.[4]

Důležitým meziproduktem pro mnoho kyselých antrachinonových barviv je kyselina bromová (kyselina 1-amino-4-bromanthrachinon-2-sulfonová) (6), který lze získat z 1-aminoantrachinonu (4) sulfonací s kyselina chlorsulfonová a následující bromace.

Synthese von Bromaminsäure
Syntéza kyseliny bromové

Nahrazením bromového substituentu alifatickým nebo aromatickým aminem se získají zářivá modrá barviva.[5] Například kyselina bromová může být kondenzována s 3- (2-hydroxyethylsulfonyl) -anilinem (7) za vzniku zářivého modrého barviva (8) (oxysulfonová modř), ze kterého je reaktivní barvivo C.I. Reaktivní modrá 19 se získá po esterifikace s kyselinou sírovou.

Synthese von C.I. Reaktivní modrá 19
Syntéza C.I. Reaktivní modrá 19

Reactive Blue 19 je jedno z nejstarších a stále nejdůležitějších reaktivních barviv,[6] patentováno v roce 1949.[7]

První syntetické barvivo na bázi antrachinonu bylo indanthron (C.I. Vat Blue 4) - jehož syntézu vytvořil René Bohn v roce 1901:

Synthese von Indanthron
Syntéza indanthronu

Dimerizací 2-aminoantrachinonu (1) za silně alkalických podmínek při 220-235 ° C, mezistupeň 3 se získá ve dvou krocích, což je cyklicky intramolekulárně a oxiduje na indanthron 5.[8]

Reference

  1. ^ Hunger, Klaus, vyd. (2003), Průmyslová barviva: chemie, vlastnosti, aplikace „Weinheim: WILEY-VCH Verlag, s. 35 a násl., ISBN  978-3-662-01950-4
  2. ^ Zollinger, Heinrich (2003), Barevná chemie: Syntézy, vlastnosti a aplikace organických barviv a pigmentů (3. vyd.), Weinheim: WILEY-VCH Verlag, str. 255 a násl., ISBN  3-906390-23-3
  3. ^ Vstup na Anthrachinon-Farbstoffe. na: Römpp online. Georg Thieme Verlag, vyvoláno 14. prosince 2018.
  4. ^ Hunger, Klaus, vyd. (2003), Průmyslová barviva: chemie, vlastnosti, aplikace „Weinheim: WILEY-VCH Verlag, s. 200 a násl., ISBN  978-3-662-01950-4
  5. ^ Heinz-Gerhard Franck, Jürgen W. Stadelhofer (1978), Industrielle Aromatenchemie: Rohstoffe · Verfahren · Produkte (v němčině), Berlin, Heidelberg: Springer Verlag, str. 365 a násl., ISBN  978-3-662-07876-1
  6. ^ DE 4422160, Andreas Von Der Eltz, „Verfahren zur Herstellung von C.I. Reactive Blue 19“, vydaný 1. 4. 1996, přidělen společnosti Hoechst AG 
  7. ^ DE 965902, Johannes Heyna, Willy Schumacher, „Verfahren zum Fixieren wasserloeslicher organischer Verbindungen auf Unterlagen faseriger Struktur“, vydaný 1957-09-19, přidělen společnosti Hoechst AG 
  8. ^ Zollinger, Heinrich (2003), Barevná chemie: Syntézy, vlastnosti a aplikace organických barviv a pigmentů (3. vyd.), Weinheim: WILEY-VCH Verlag, str. 289, ISBN  3-906390-23-3