Polymethinová barviva - Polymethine dyes - Wikipedia

Metinová barviva (polymethinová barviva) jsou barviva, jejichž chromoforický systém skládá se z konjugované dvojné vazby (polyeny) ohraničené dvěma koncovými skupinami: an akceptor elektronů A a dárce elektronů D.^[1][2]

Strukturní metinová barviva

Metinová barviva obsahují lichý počet metinové skupiny. Koncové skupiny mohou být také součástí a heterocyklus nebo část dvojných vazeb aromatický systém: Podtřídy methinových barviv jsou založeny na těchto strukturálních rozdílech. Metinová barviva lze dále klasifikovat jako kationtová, aniontová nebo neutrální.^[3]

Pokud je jedna nebo více metinových skupin nahrazeno a heteroatom - obvykle dusík - hovoří se o heteroanalogických (aza-analogických) metinových barvivech.

Obecné vlastnosti a klasifikace

Metinová barviva lze charakterizovat jako polyenová barviva s terminálními elektronovými donorovými a přijímajícími skupinami. Ve většině případů obsahují tyto koncové skupiny atomy dusíku nebo kyslíku. Zatímco však přirozeně se vyskytující polyenová barviva (jako jsou karotenoidy) jsou omezena na žluté až žluto-červené tóny, téměř všech barev spektra lze dosáhnout pomocí převážně syntetických methinových barviv.

Kyaninová barviva

Příklad: C.I. Základní červená 12^[4]

Nejznámější skupinou metinových barviv jsou kationická kyaninová barviva. Obě koncové skupiny chromoforu obsahují atomy dusíku, zatímco amino nebo imino skupina je součástí a heterocyklus.

obecná struktura kyaninových barviv

Hemicyaninová barviva

Příklad: C.I. Základní žlutá 11^[5]

V případě hemicyaninových barviv je jedna terminální aminoskupina součástí heterocyklu, zatímco druhá terminální skupina má otevřený řetězec.

obecná struktura hemicyaninových barviv

Streptocyaninová barviva

Pokud jsou obě terminální aminoskupiny a iminoskupiny chromoforu otevřeným řetězcem, hovoří se o streptocyaninových barvivech.

obecná struktura streptocyaninových barviv

Merokyaninová barviva

Merokyaninová barviva mají jako koncovou skupinu polyenového strukturního prvku amino a karbonylovou skupinu. Pro tento typ sloučeniny lze popsat neutrální i zwitteriontovou rezonanční strukturu.^[6]

obecná struktura merokyaninových barviv

Oxonolová barviva

Příklad: Oxonol Blau^[7]

Členové oxonolových barviv, jejichž koncové skupiny obsahují kyslík jako heteroatom, hrají analogickou roli barevná fotografie.^[8]

obecná struktura oxonolových barviv

Styrylová barviva

Kondenzací aktivní methylenové sloučeniny (např. dinitril kyseliny mallonové ) s benzaldehydovým derivátem se získají styrylová barviva. Integrací benzenového kruhu do polyenové části mají tyto sloučeniny a styren částečná struktura. Styrylová barviva se používají jako rozptýlit barviva při barvení polyesterová vlákna.

Příklad: Příprava C.I. Disperzní žlutá 31 (3) kondenzací ethylkyanoacetát (1) s p-aminobenzaldehydový derivát.^{[3]:S. 58}

Syntéza C.I. Disperzní žlutá 31 (3)

Di- a triarylmethinová barviva

Také amino- a hydroxy-substituované di- a triarylmethiny tvoří strukturní prvek methového barviva:

Triarylmethinová barviva, rezonanční struktura (R = H, alkyl)

Triarylmethinová barviva jsou odvozena od trifenylmethan, ve kterém alespoň dva z aromatických kruhů mají substituenty darující elektrony (např. aminoskupiny, sekundární a terciární alkylaminoskupiny nebo hydroxyskupiny). Ve starší literatuře jsou proto také označována jako triarylmethanová barviva. U barviv lze rezonanční strukturu popsat jako karbeniový ion nebo s iminocyklohexadienovou nebo cyklohexadienonovou parciální strukturou. Centrální atom uhlíku v barvivech proto není sp³- ale sp²-hybridizovaný.^{[1]:S. 58}

Triarylmethinová barviva obvykle vykazují intenzivní světelné barvy s různou stálostí na světle. Kromě barvení a potisku textilu, kůže a papíru se používají také k tisku inkoustů, inkoustů, past pro kuličková pera a jako mikroskopická barviva. Jako funkční barviva se někteří zástupci této třídy barviv používají jako ukazatele (fenolftalein ), tak jako dezinfekční prostředky, anthelmintika a antimykotika (např. malachitová zeleň, křišťálově fialová ).^[9]

Příklady:

• 

  Michlers Hydrol

• 

  C.I. Solventní žlutá 34

• 

  Fenolftalein (pH 8,2-12)

• 

  C.I. Základní fialová 14 (fuchsinová)

• 

  C.I. Základní zelená 4 (malachitová zeleň )

• 

  C.I. Základní fialová 3 (křišťálově fialová )

Aza-analogová metinová barviva

Pokud je metinová skupina v methovém barvivu nahrazena atomem dusíku, získá se azamethinové barvivo (příklad: C.I. Basic Yellow 28^[10]). Podle toho se diazamethinová barviva získávají nahrazením dvou metinových skupin atomy dusíku. Diazahemicyaninová barviva (příklady: C.I. Basic Red 22^[11] a C.I. Základní modrá 41^[12]) jsou zejména důležitou třídou metinových barviv a používají se jako kationtová barviva při barvení polyakrylonitrilových vláken.^{[3]:S. 57, 58}

Příklady:

• 

  C.I. Základní žlutá 28

• 

  C.I. Základní červená 22

• 

  C.I. Základní modrá 41

Chinoniminová barviva jsou aza-analogickými členy diarylmethinových barviv:

Obecná struktura chinoniminových barviv, kde X = OH, NH₂ nebo NR₂ Y = O nebo NH

Reference