第一章緒論1第一頁，共84頁。第一章緒論

精細(xì)化學(xué)工業(yè)（簡稱精細(xì)化工）是生產(chǎn)精細(xì)化學(xué)品的工業(yè)。基本特征是以高新技術(shù)為依托，提供高質(zhì)量、多品種、專用或多功能的精細(xì)化學(xué)品。精細(xì)化學(xué)品？特定的應(yīng)用性能和專門用途的化學(xué)產(chǎn)品2第二頁，共84頁。第一章緒論二、精細(xì)化學(xué)品的分類

中國精細(xì)化工產(chǎn)品包括11個產(chǎn)品類別：農(nóng)藥、染料、涂料、顏料、試劑和高純物、信息化學(xué)品、食品和飼料添加劑、粘合劑、催化劑和各種助劑、化工生產(chǎn)原料藥和日用化學(xué)品、功能高分子材料3第三頁，共84頁。第一章緒論三.精細(xì)化工生產(chǎn)的特點小批量、多品種、復(fù)配型居多；技術(shù)密集度高；采用間歇式多功能生產(chǎn)裝置效率高、附加價值高、利潤率高獨家經(jīng)營，技術(shù)保密；重視市場調(diào)研，適應(yīng)市場需求；配有應(yīng)用技術(shù)和技術(shù)服務(wù)1、化合物的合成：2、復(fù)配技術(shù)研究3、商品化設(shè)計及研究4第四頁，共84頁。第一章緒論五、本課程的主要內(nèi)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(yī)藥農(nóng)藥5第五頁，共84頁。2.1概述2.2光和色2.3染料的發(fā)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6第六頁，共84頁。概念發(fā)展染料的分類與命名染色牢度2.1概述7第七頁，共84頁。2.1概述一、概念8第八頁，共84頁。著色的三種方式：染色：染料滲透紡織品內(nèi)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(zhì)中涂色：附著在被著色物體表面9第九頁，共84頁。2.1概述二、發(fā)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(yīng)，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(xué)的發(fā)展。20世紀(jì)50年代，發(fā)現(xiàn)三嗪環(huán)類活性染料。

10第十頁，共84頁。11第十一頁，共84頁。三、染料分類與命名1.分類：常通按應(yīng)用方法可分為9大類（1）酸性：酸性介質(zhì)染羊毛、錦綸（蛋白質(zhì)纖維）。（2）中性：中性環(huán)境中蛋白質(zhì)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(jié)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(jié)構(gòu)。棉12第十二頁，共84頁。偶氮、蒽醌、羰基、多甲川、三芳甲烷

化學(xué)結(jié)構(gòu)13第十三頁，共84頁。2.命名：分散紅玉S-2GFL分散紅2B活性艷紅X-3B陽離子嫩黃7G14第十四頁，共84頁。（1）冠稱：細(xì)致反映應(yīng)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-3B15第十五頁，共84頁。

耐曬牢度，分8級，1級最差，8級最優(yōu)其余牢度為5檔，1級最差，5級最好。使用牢度：耐洗牢度、氣候、汗?jié)n、摩擦。加工牢度：耐氯、耐酸堿、耐升華、耐縮絨16第十六頁，共84頁。2.2光和色一光的性質(zhì)二光和色的關(guān)系三染料的顏色17第十七頁，共84頁。顏色由于物質(zhì)選擇性的吸收可見光后，反射光線在人眼視網(wǎng)膜上的反映。18第十八頁，共84頁。一、光的性質(zhì)光譜色：可見光400－760nm

顏色環(huán)19第十九頁，共84頁。二、光和色的關(guān)系互補色： 兩種顏色的光混合后為白色

有色（如黃色，藍(lán)色）

無色、白色、黑色、非彩色彩色黃光：吸收藍(lán)色光后的反射光20第二十頁，共84頁。三原色：紅、綠、藍(lán)三補色：青、品紅、黃21第二十一頁，共84頁。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的原色三原色：紅、綠、藍(lán)三補色：青、品紅、黃22第二十二頁，共84頁。色調(diào)、明度、純度（飽和度）色調(diào)：物體顏色的區(qū)別明度：顏色明亮的感覺純度：顏色的純潔性

23第二十三頁，共84頁。反射:眼睛所看到的吸收:染料的作用3.顏色的觀測24第二十四頁，共84頁。大小、適應(yīng)、環(huán)境、表面構(gòu)造、期望、經(jīng)驗

、訓(xùn)練1）環(huán)境對比(中間灰線相同，只是背景不同）25第二十五頁，共84頁。2）光源的影響同譜異色26第二十六頁，共84頁。3）對比觀測27第二十七頁，共84頁。三染料顏色 通常是指染料稀溶液或分子分散狀態(tài)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λ與ε的關(guān)系曲線。A=lg(I0/I)=εbc28第二十八頁，共84頁。三個特性值：λmax：顏色的深淺，

εmax:顏色的濃淡，吸收峰的尖銳程度：顏色的純潔性29第二十九頁，共84頁。 顏色的深淺是指物質(zhì)吸收的光波在光譜中的位置而言，物質(zhì)吸收的光波波長愈短，則顏色愈淺。

黃、橙、紅為淺色，青、綠、藍(lán)為深色。

顏色的濃淡，是表示同一種染料的顏色強度，即物質(zhì)吸收一定波長光線的量的多少。30第三十頁，共84頁。深色效應(yīng)：能增加染料吸收波長的效應(yīng)淺色效應(yīng)：降低吸收波長的效應(yīng)濃色效應(yīng)：增加染料吸收強度的效應(yīng)淡色效應(yīng)：降低吸收強度的效應(yīng)結(jié)束31第三十一頁，共84頁。一經(jīng)典發(fā)色理論二近代發(fā)色理論三偶氮染料的發(fā)色四蒽醌染料的發(fā)色2.3染料的發(fā)色32第三十二頁，共84頁。1、發(fā)色團與助色團理論2.醌構(gòu)理論一、經(jīng)典發(fā)色理論33第三十三頁，共84頁。一經(jīng)典發(fā)色理論1）發(fā)色團：特殊的不飽和基團發(fā)色體：含有發(fā)色團的分子稱為發(fā)色體或色原體。

：發(fā)色團被引入的愈少，顏色愈淺；發(fā)色團被引入的愈多，顏色愈深。34第三十四頁，共84頁。2）助色團：能加強發(fā)色團的生色作用，并增加染料與被染物的結(jié)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(fā)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(zhì)具有染色能力。

35第三十五頁，共84頁。3）內(nèi)容：有機化合物結(jié)構(gòu)中至少需要有某些不飽和基團存在時才能發(fā)色，這些基團稱之為發(fā)色基團，主要的發(fā)色基團有-N=N-、－C=C－、-N=O、NO2、－C=O等。

維特的發(fā)色團與助色團理論在上對染料化學(xué)的發(fā)展起過重要的作用，不過發(fā)色團與助色團的涵義已經(jīng)有了根本的變化。36第三十六頁，共84頁。發(fā)色與分子中的醌型結(jié)構(gòu)有關(guān)。成功：三芳甲烷醌亞胺不成功：偶氮多甲川37第三十七頁，共84頁。 根據(jù)量子化學(xué)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：σ*π*成鍵軌道：σπ非鍵軌道：n四種躍遷形式。電子躍遷吸收的能量ΔE=hc/λ38第三十八頁，共84頁。σ→σ*>n→σ*>π→π*>n→π 紫外光區(qū)可見光區(qū)總之，主要為π→π*，伴隨n→π*。39第三十九頁，共84頁。

總結(jié)：物質(zhì)的顏色主要是物質(zhì)中的電子在可見光作用下發(fā)生π→π*(或伴隨有n→π

*)躍遷的結(jié)果，因此研究物質(zhì)的顏色和結(jié)構(gòu)的關(guān)系可歸結(jié)為研究共軛體系中π電子的性質(zhì)，即染料對可見光的吸收主要是由其分子中的π電子運動狀態(tài)所決定的40第四十頁，共84頁。三、偶氮顏料的發(fā)色41第四十一頁，共84頁。三、偶氮顏料的發(fā)色1.母體的發(fā)色：偶氮苯Ph-N=N-phπ→π*,λmax=318nm,εmax=21000n→π*,λmax=443nm,εmax=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(shù)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。42第四十二頁，共84頁。

3.偶氮基數(shù)量及位置：增大共軛體系縱向:增加偶氮基數(shù)量橫向：以稠環(huán)替代苯環(huán)43第四十三頁，共84頁。4.雜環(huán)的影響：苯環(huán)被含硫雜環(huán)取代：深色效應(yīng)。苯并噻唑、噻唑、噻吩但雜環(huán)的影響機理至今仍未完全清楚5.空間效應(yīng)：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(chǎn)生旋轉(zhuǎn)44第四十四頁，共84頁。

245、253、325nm為苯乙酮的n→π*吸收。263、272、400nm為羰基的n→π*吸收。45第四十五頁，共84頁。（2）供電子基的強弱：與取代位置有關(guān)

1-取代，-NHMe>-N(Me)22-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(yīng)最大，2，3－取代顏色最淺（3）兩個取代基作用46第四十六頁，共84頁。等量兩種原色光混合得到另外一種原色光的補色缺點：色澤不深，強酸損害羊毛，染后手感較差。最早的一類染料，適用pH=2-4的強酸性環(huán)境分子軌道由原子軌道線性組合而成氨基萘酚磺酸：取代位置等量兩種原色光混合得到另外一種原色光的補色第四十三頁，共84頁。發(fā)色與分子中的醌型結(jié)構(gòu)有關(guān)。小批量、多品種、復(fù)配型居多；不成功：偶氮多甲川染料吸收光譜：染料在不同波長下λ與ε的關(guān)系曲線。最早的一類染料，適用pH=2-4的強酸性環(huán)境（2）中性：中性環(huán)境中蛋白質(zhì)纖維。根據(jù)量子化學(xué)及休克爾(Huckel)分子軌道理論。（3）字尾：補充說明性能或色光等用途。（7）冰染：重氮偶合在織物上反生生成染料。

空間障礙，破壞染料的共軛性，產(chǎn)生淺色效應(yīng)結(jié)束47第四十七頁，共84頁。48第四十八頁，共84頁。

2.4重氮化與偶合反應(yīng)49第四十九頁，共84頁。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(yīng)組分50第五十頁，共84頁。51第五十一頁，共84頁。

52第五十二頁，共84頁。 游離芳胺N-原子上的亞硝化反應(yīng)，然后在酸性溶液中迅速轉(zhuǎn)化成重氮鹽53第五十三頁，共84頁。（1）無機酸①無機酸過量，可以使生成的重氮鹽穩(wěn)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(lán)，pH值約為3。②芳胺的溶解性和亞硝酸的電離的影響濃H2SO4中為NO+、稀H2SO4中為N2O3、HCL中為NOCL。三種亞硝化試劑的反應(yīng)活性不同，NO+>NOCL>N2O354第五十四頁，共84頁。

（2）亞硝酸過量，否則自偶合反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)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(nèi)變藍(lán)亞硝酸鈉溶液濃度35％。

（3）反應(yīng)溫度0∽5℃55第五十五頁，共84頁。（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(yīng)。如濃硫酸或亞硝酰硫酸NOSO3H56第五十六頁，共84頁。57第五十七頁，共84頁。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58第五十八頁，共84頁。親電取代反應(yīng)59第五十九頁，共84頁。（1）重氮與偶合組分性質(zhì)：取代基和空間障礙的影響60第六十頁，共84頁。（2）介質(zhì)的pH值酚類:pH=9-10芳胺：pH＝5－10活潑亞甲基：pH＝7－9氨基萘酚磺酸：取代位置61第六十一頁，共84頁。酚類:pH=9-1062第六十二頁，共84頁。芳胺：pH＝5－10酸性過強：游離芳胺減少堿性過強：易生成反式重氮鹽63第六十三頁，共84頁。活潑亞甲基：pH＝7－964第六十四頁，共84頁。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(yīng)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(yīng)先在酸性化境中，然后再在堿性環(huán)境中進行65第六十五頁，共84頁。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66第六十六頁，共84頁。（4）反應(yīng)溫度偶合反應(yīng)與重氮鹽分解反應(yīng)

一般情況反應(yīng)溫度控制在0∽5℃

（3）鹽效應(yīng)結(jié)束67第六十七頁，共84頁。氨基萘酚磺酸68第六十八頁，共84頁。69第六十九頁，共84頁。2.5酸性染料70第七十頁，共84頁。分子結(jié)構(gòu)特點： 分子中含有多個磺酸基或羧基，能溶于水適應(yīng)對象： 羊毛、蠶絲等蛋白質(zhì)纖維71第七十一頁，共84頁。最早的一類染料，適用pH=2-4的強酸性環(huán)境1.結(jié)構(gòu)特點：分子結(jié)構(gòu)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：染料分子與羊毛間借鹽鍵結(jié)合72第七十二頁，共84頁。酸性黃G蒽醌：酸性藍(lán)R酸性紅G4.典型酸性染料:偶氮、蒽醌和三芳甲烷類73第七十三頁，共84頁。三芳甲烷：至少有兩個磺酸基，占酸性染料的20％。以藍(lán)色、綠色為主色調(diào)74第七十四頁，共84頁。1.方法：

增大分子量，在分子中引入芳砜基或長鏈烷基