半花菁荧光染料的合成及其构效关系的分析半花菁染料通常有大的共轭体系和刚性平面,有摩尔吸光系数高、光谱范围广、荧光量子产率高等优点,在众多领域备受青睐。

针对纺织品用荧光染料光稳定性较差的问题,对两只D-π-A型半花菁荧光染料1,3,3-三甲基-反式-2-[对-(N,N-二乙基)-氨基-苯乙烯基]-N-甲基吲哚氯化盐(以下简称DYE-YD)和反式-4-[对-(N,N-Z.乙基)-氨基-苯乙烯基]-N-乙基吡啶溴化盐(以下简称DYE-BD)以及几只与DYE-BD结构相似的大分子、小分子染料进行研究,探究不同分子结构中电子受体、相同电子受体上的取代基效应及分子结构大小对染料光稳定性的影响。

采用DYE-YD和DYE-BD对腈纶织物进行染色和光老化实验,并进行一定浓度染料水溶液的光降解实验。

随着照射时间的延长,染色织物表面色差均有不同程度的增加,表面色深值及布面反射率均有下降,DYE-BD染色织物的褪色明显高于DYE-YD。

染料水溶液的光降解反应动力学符合零级动力学衰减规律,前者的分解速率常数(k=0.0124h-1)大于后者的分解速率常数(k=0.00329 h-1)。

实验结果证明,染料DYE-YD光稳定性高于染料DYE-BD.应用量子化学理论中的密度泛函理论(DFT)方法,采用B3LYP/6-31G**基组对两种染料阳离子[DYE-YD]+、[DYE-BD]+进行构型优化并进行频率计算,在得到稳定构型的基础上计算其分子轨道,依据前线分子轨道理论和成键三原则探究染料与单线态氧和超氧负离子作用的活泼位点。

计算结果表明,两种染料阳离子均有左端电子供体部分苯环上碳原子和与之相连的二乙胺基的氮原子这一位点容易与各形态氧发生作用而引起染料降解。

[DYE-YD]+与各形态氧之间的能级差较大,活性位点较少；而[DYE-BD]+相应能级差较小,活性位点较多,[DYE-YD]+比[DYE-BD]+而言有更好的光稳定性。

计算所得结论与实验结果有良好的一致性。

基于前面的研究,设计合成了双羟基苯乙烯吲哚盐半花菁荧光染料1,3,3-三甲基-反式-2-[对-(N,N-二羟基乙基)-氨基-苯乙烯基]-N-甲基吲哚氯化盐(以下简称DYE-2HYD)。

探究了DYE-2HYD水溶液性质及其对腈纶织物的染色性能。

该染料光稳定性良好,虽与结构类似的染料DYE-YD相比,染色腈纶织物的耐日晒牢度略下降,但优于苯乙烯吡啶盐,并且活性羟基的引入,为今后大分子染料的制备提供了可能,有利于进一步提高此类染料的光稳定性,扩大此类染料的应用范围。