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颜色化学第六章离域Π键与有机物的颜色共38页

(1)链状共轭多烯
类胡萝卜素是典型的非环状共轭多烯,约 几十种,最大的体系有19个双键.
每增加一个双键,吸收波长约增加10nm, 最大吸收波长可达540nm.
菁族色素,和胡萝卜素相近,但共轭体系 两端为氮原子,每增加一个双键,吸收波 长增加100nm左右。
(2)非苯环状共轭多烯
多为卟啉类,如叶绿素(中心金属是 Mg2+)、血红素(中心金属是Fe2+ ),
(7).分散染料
是一类水溶性较低的非离子型染料,结构 简单。颗粒需研磨至2m以下,还要加大 量分散剂。
用于疏水性强、结晶状态整列度高、纤维 隙小不易湿润膨化的合成纤维(锦纶涤纶)
(8).阳离子染料
在水溶液中能解离成带正电的色素阳离子.
根据阳离子的结构特征,分为共轭型与隔 离型两大类。
通过化学反应染色。多用于晴纶。
(5).可溶性还原染料 染色步骤: I.纤维对染料的吸附,上染 II.染料在纤维上的水解,氧化(显色) (6).活性染料 能发生化学反应,同纤维表面形成共价键,
根据其活性基团不同,分两类: 普通型,含两个活泼氯原子的三聚氯氰(低
温) 热固型,只含一个活泼氯原子的三聚氯氰, (900C高温),需强碱,较长时间固色.
(9).硫化染料
大部分不溶于水和有机溶剂,能溶于硫化 碱,生成钠盐隐色体被纤维吸收,经氧化重 新变成不溶状态,沉积在纤维上.
要防脆处理.
(10).酞菁染料
酞菁素在纤维上缩聚成四聚体后,再与金 属以配位键络合而染色.
只有蓝色和绿色,但色牢度极高,色光鲜明 纯正,是罕见的优良品种.
2.染色
(5)黄色
黄连的主要成分黄连素是抗菌药物,黄檗 树皮中提取的黄色色素.
“盐酸小檗碱”
(6)黑色
自然界广泛存在,主要成分含氮氨基酸— —酪氨酸,可给出黑、褐到黄的颜色。
对毛发、皮肤、眼睛、鳞片、羽毛的颜色 有特殊贡献,提供深色背景,使散射、干 涉、衍射产生的颜色表现出来。
2.有机色素的主要结构类型及 颜色
IV蒽醌类:
三个苯环连在一起的化合物是蒽,中位碳 原子分别与氧连接的是蒽醌。
茜草染料,虫胭脂,紫极
V 施主-受主类
较大的分子,其一端有易给出电子的“施 主”基团,另一端有易接受电子的“受主” 基团,会增加电子流动,吸收峰向长波方 向移动,如水晶紫。
染发剂,硝基次苯基联胺,基团位置不同, 吸收峰位置不同,颜色不同。
配位场效应与共轭体系决定其颜色。
与卟啉结构相似的酞菁类,无毒,可做食 品、医用着色剂,酞菁类化合物有良好的 热稳定性及合适的光物理参数,高科技用。
(3)苯环系统的共轭多烯(芳香族化合物) 酚酞: 碱性中在2.23eV(555nm)处有一个
吸收峰,产生玫瑰红色. 荧光黄:共轭结构中加入单个氧,黄色,发强
6.1有机色素的结构特点、类型 与相关颜色
6.1.1 有机色素的结构特点及其紫外-可 见吸收光谱
只有单键的有机物无色
简单双键的有机物无色
单、双键交替的离域键足够长,可以产 生颜色。
带多个苯环的芳香烃可以有色
6.1.2 有机色素的种类,结构与颜色
1.几种主要的天然色素
(1)蓝色——靛蓝
(2)红色——克罗新,红花素,茜 素红,虫胭脂,-胡萝卜素,番茄 红素。
(3)绿色 叶绿素,两个吸收带: 蓝光区(450nm左右),红光区
(650~700nm)
(4)紫色
6,6‘二溴靛蓝(也称提尔红紫或贝紫)
100000个甲壳动物产生1克染料,稀有而 昂贵.
弱碱性的氨水使6,6‘二溴靛蓝的隐色体变 成铵盐,溶解在水中,浸入织物,经空气氧化 后变成不溶性的6,6‘二溴靛蓝,固着在纤维 内部,使织物着色.
(3).酸性类染料
I.酸性染料染色
缺乏较长的离域键和共平面结构,不能用 于直链状纤维的染色,按分子大小和结构 复杂程度分三类:
A.强酸性浴染色
结构简单,磺酸基在染料分子中占有较大 比例,溶解度大,以离子键与纤维结合;
B.弱酸性浴染色
结构复杂,磺酸基占比例较小,溶解度低,除 离子键外,分子间力和氢键起重要作用;
6.2 染料的结构、性能与应用
6.2.1 染料与染色 1.染料分类 (1).直接染料
大多数是芳香族化合物的磺酸钠盐,染料 结构以双偶氮、三偶氮为主,一般溶于水。
具有较长链状离域键,易于与长链状的纤 维分子结合,含有的羟基、氨基、羧基能 与纤维大分子上的羟基形成氢键。
(2)不溶性偶氮染料 由两个染料中间体组成: 一是偶合剂,为酚类化合物; 另一是显色剂,为重氮化合物; 两个中间体在织物上偶合成不溶性染料。 过程和机理: I.色酚打底 II.色基重氮化 III.偶合显色 IV.轧染
而深绿色荧光. 含有苯环的色素还可分为多种类型: I.芳甲烷类 甲烷的氢被苯环取代
三苯甲烷染料——水晶紫 去掉下端的氨基——孔雀绿
II 甲川类 甲烷的三个氢被取代,甲川基(—CH=,
或称次甲基)
含三个甲川基的色素即花菁染料,常用 于照相感光材料。
III 偶氮类 以双键相连的氮原子基团称为偶氮基团, 单偶氮色素:甲苯胺红,茜素黄 双偶氮色素:比斯马克棕色Rቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 多偶氮色素:酸性棕色120
C.中性浴染色
分子较大,磺酸基所占比例更小,主要靠分 子间力和氢键起作用,需食盐元明粉等中 性盐助染
II.酸性含媒染料
含有邻-二羟基及偶氮基团的化合物与有 机酸的三价铬盐或铜盐络合形成.
(4).还原染料
不溶于水,要在碱性的强还原液中还原成 隐色体钠盐,经氧化后,恢复成不溶性色淀 固着在纤维上.分靛类和蒽醌类,性能优良.
根据纤维性质、染料用途、染料成 本、拼色情况选择染料
3.其它应用 “无碳”复写纸
“活体着色”如甲基蓝可使神经突 着色;
荧光染料可使某些特殊细胞着色
6.2.2染料激光与激光染料 1.激光 1960年美国科学家梅曼(Maiman)制成世
界上第一台激光器——红宝石激光器。 激光亮度高,比太阳亮度高几十亿倍; 单色性好,为氪灯的十万分之一; 方向性好,散射角达毫弧度; 功率大,激光照射能使钢铁熔化。
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