第10章 還原染料

第十章還原染料主要內(nèi)容§10.1引言§10.2靛族還原染料§10.3蒽醌類還原染料§10.4還原染料的結(jié)構(gòu)與性能§10.5暫溶性還原染料第十章還原染料§10.1引言蒽醌染料分子中連接在蒽醌環(huán)中的兩個(gè)羰基在還原條件下可以轉(zhuǎn)變?yōu)榉恿u基，成為蒽醌的隱色酸。強(qiáng)堿性條件下，酚羥基電離為酚的負(fù)氧離子，成為隱色體，可以溶解于水。若蒽醌染料的分子量足夠大，其隱色體可上染纖維素纖維，隱色體在氧化的條件下，可以回復(fù)為蒽醌分子本身。酚羥基回復(fù)為蒽醌的兩個(gè)羰基，染料又失去了水溶性，染料與纖維之間可以有一個(gè)牢固的結(jié)合。根據(jù)上面的思路開發(fā)了一類染料，由于需要還原才能進(jìn)行染色，稱為還原染料。國際上稱為Vatdyes。由于1901年合成了第一個(gè)蒽醌結(jié)構(gòu)的還原染料，定名為陰丹士林（Indanthrene），也把還原染料稱為士林染料。

第十章還原染料還原染料的上染原理

還原染料隱色酸隱色體還原染料分子結(jié)構(gòu)中沒有水溶性基團(tuán)，其上染過程分為以下幾個(gè)方面：還原染料分子中的羰基還原成酚羥基（隱色酸）；酚羥基在堿性條件下成酚鹽（隱色體）而溶解于水；隱色體對纖維有直接性，上染纖維；上染后的隱體經(jīng)氧化，恢復(fù)原來的染料分子，失去水溶性，形成色淀附著在纖維上。第十章還原染料還原染料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：還原染料分子結(jié)構(gòu)中不能有水溶性基團(tuán)；還原染料分子的稠環(huán)共軛體系中應(yīng)含有兩個(gè)及以上的羰基；染料的分子量應(yīng)足夠大，以使其隱色體對纖維有一定直接性，染料分子最好具有一定線性共平面性。還原染料的結(jié)構(gòu)種類蒽醌結(jié)構(gòu)：蒽醌衍生物、稠環(huán)蒽酮、雜環(huán)蒽醌和雜環(huán)蒽酮。靛族結(jié)構(gòu)：靛藍(lán)、硫靛。第十章還原染料還原染料的一般特點(diǎn)色譜齊全，以深色為主，色澤鮮艷。優(yōu)良的全面牢度。濕牢度、耐光牢度都較其他染料好。耐光牢度，5級以上，最高可達(dá)8級；濕牢度，4–5級。具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性。本身不帶水溶性基團(tuán)，可作顏料;價(jià)格昂貴。原料貴，合成工藝復(fù)雜。染色工藝復(fù)雜。堿性條件下染色，只適用于纖維素纖維。具有光脆性，特別是淺色品種。第十章還原染料§10.2靛族還原染料一、靛族還原染料結(jié)構(gòu)類型和顏色特點(diǎn)

1、結(jié)構(gòu)種類：有靛藍(lán)、硫靛、混合靛和半靛。2、靛族的顏色靛藍(lán)及其衍生物：紅光藍(lán)色~綠色（570~645nm）硫靛及其衍生物：紅色、橙、棕取代基對顏色有一定的影響，與其進(jìn)入的位置有關(guān)。一般有—Cl、—Br、—CH3等隱色體：隱色體比染料本身淺，為無色或黃色，（共軛體系縮短，并失去了吸電子基）。第十章還原染料二、靛族還原染料特性隱色體對纖維直接性較小，需進(jìn)行多次染色。染料分子與纖維之間的結(jié)合力較低，染料主要以微小不溶性的顆粒分布在纖維內(nèi)部，染色織物的耐摩擦牢度較低。日曬牢度較蒽醌類低，靛藍(lán)，3–4級，溴靛藍(lán)，4–5級。光脆性：靛藍(lán)結(jié)構(gòu)沒有光脆性，硫靛結(jié)構(gòu)的某些染料對染色纖維具有相當(dāng)強(qiáng)的光敏脆損作用。如果在硫靛染料中引入甲基、甲氧基等取代基，會增加染料的光脆性，引入鹵素原子則可以降低光脆性。第十章還原染料三、靛族還原染料的合成合成靛藍(lán)是由3-羥基吲哚為中間體，經(jīng)氧化縮合而制得。硫靛是以3-羥基苯并噻吩為中間體合成的。第十章還原染料§10.3蒽醌類還原染料

一、蒽醌衍生物1、酰氨基蒽醌還原染料

用苯甲酰氯對氨基蒽醌進(jìn)行酰化就得到還原染料。可用隔離基雜環(huán)把兩個(gè)蒽醌連在一起，提高對纖維直接性。

由于?；饔?，氨基上的電子云密度下降，顏色比相應(yīng)的氨基蒽醌要淺，以淺色為主，例黃、橙、紫。染色性能：分子量小，勻染性好，酰基不耐強(qiáng)堿，應(yīng)在較低堿濃度、較低溫度條件下還原、染色。有些品種有光脆性。還原紅5GK第十章還原染料2、亞胺類蒽醌還原染料兩個(gè)蒽醌環(huán)用亞氨基在、位相連而成。

宜用堿性較低的冷法染色；具有全面優(yōu)良的性能；具有光脆性。苯中煮沸還原橙6RTK第十章還原染料二、稠環(huán)蒽酮類1、苯繞蒽酮結(jié)構(gòu)還原染料由二只苯繞蒽酮縮合可得到紫蒽酮和異紫蒽酮

這類染料分子很大，共軛鏈很長，所以雖然沒有取代基，顏色也較深。染料直接性較高，具有較好的全面牢度，但勻染性較差。在紫蒽酮上引入一些取代基就會得到不同的顏色。紫蒽酮（還原深藍(lán)BO）還原艷綠FFB第十章還原染料

異紫蒽酮（還原紫R）異紫蒽酮的紫色不夠鮮艷，常在上面引入一些鹵素原子，構(gòu)成其他還原染料。還原艷紫2R還原艷紫3B第十章還原染料2、其他稠環(huán)酮類還原染料結(jié)構(gòu)種類：

二苯并芘醌蒽締蒽酮芘蒽酮

X=H還原黃KZ=Br還原艷橙RKY=H還原金橙GX=Br還原金黃RKZ=Cl

還原艷橙GKY=Br還原橙RRT第十章還原染料染料的特點(diǎn)：色澤：分子較小，共軛鏈較短，不含供電子基，顏色較淺；直接性：隨有較好的平面性，但分子小，直接性低，勻染性較好。芘蒽酮較大，而蒽締蒽酮最小，必須引入兩個(gè)鹵原子后才能成為還原染料；光脆性：三種染料均有強(qiáng)烈的光脆性，引入鹵原子可以減少染料的光脆性，增加鮮艷度，但光脆性仍很嚴(yán)重。

第十章還原染料三、雜環(huán)蒽醌和雜環(huán)蒽酮類還原染料用帶有N、S、O等雜原子的雜環(huán)連接蒽醌核形成的還原染料組成雜環(huán)蒽醌類還原染料。常用雜環(huán)有咔唑、吖嗪、吖啶、吡唑、嘧啶、噻唑、噁唑、噁二唑等。常用雜環(huán)：

咔唑吖嗪吖啶嗶唑嘧啶噻唑噁唑噁二唑第十章還原染料1、蒽醌咔唑：將亞氨基同時(shí)接在兩個(gè)蒽醌的位上，再將相鄰位縮合成五元環(huán)。使染料隱色體對纖維的直接性增大而成為還原染料。還原黃FFRK還原橙3G咔唑類染料可以有1~4個(gè)咔唑結(jié)構(gòu)連接多個(gè)蒽醌環(huán)組成。具有一個(gè)環(huán)時(shí)常含有苯甲酰基，可增加對纖維親和力。分子量較大，對纖維直接性較高。具有全面優(yōu)良的牢度。除個(gè)別黃色染料外，一般無光脆性。第十章還原染料蒽醌咔唑：還原咔嘰2G第十章還原染料2、蒽醌吖嗪：

具有優(yōu)良的全面牢度，沒有光脆性。藍(lán)蒽酮不耐氯漂。這類染料是最早出現(xiàn)的還原染料，稱為陰丹士林染料。常把耐光牢度大于6級的稱為陰丹士林級，說明染料耐光牢度高。分子結(jié)構(gòu)中亞氨基上氫原子與相鄰的羰基易形成分子內(nèi)氫鍵。染料的共軛鏈具有連貫性，顏色較深。隱色體對纖維具有較高直接性，上染率高。藍(lán)蒽酮（還原藍(lán)RS）第十章還原染料3、其他雜環(huán)：

還原紅RK（吖啶酮）還原紅玉R（吡唑）還原黃CC（噻唑）還原黃7GK（嘧啶）第十章還原染料四、雜環(huán)蒽酮類在稠環(huán)酮結(jié)構(gòu)中，用雜原子（主要是氮原子）取代碳原子可以得到雜環(huán)蒽酮類還原染料。還原黃G（C.I.還原黃1）還原黃7GK(C.I.還原黃29)

HNNONCOCl第十章還原染料五、萘四羧酸和苝四羧酸衍生物還原染料這類染料既不屬于蒽醌也不屬于靛族染料，但由于分子中含有羰基，可以在堿性還原條件下，成為隱色體并進(jìn)行染色，所以也是一類還原染料。

還原棗紅2R(C.I.還原紅15)萘四羧酸衍生物

含苝結(jié)構(gòu)的染料第十章還原染料§10.4還原染料的結(jié)構(gòu)與性能一、還原染料隱色體對纖維素纖維的直接性還原染料的直接性取決于染料分子量的大小，分子量越大，直接性越高。染料分子的平面性和直線性也有一定作用

酰氨基蒽醌提供形成氫鍵的酰氨基，同時(shí)具有線型共平面性，直接性提高。靛族染料分子量較小，對纖維素纖維的直接性小于蒽醌染料，分子中引入鹵素原子可以提高對纖維的直接性。稠環(huán)類還原染料分子量大，能與纖維以較大的范德華力結(jié)合，隱色體對纖維的直接性都很高。大小與稠合的芳環(huán)數(shù)有關(guān)。

第十章還原染料二、還原染料的光脆性光脆性：是經(jīng)染料染色后的織物，由于染料對光的敏感性，而引起纖維發(fā)生光降解反應(yīng)生成氧化纖維，使機(jī)械強(qiáng)度逐漸下降所發(fā)生的脆損現(xiàn)象。光脆性在還原染料中較為普遍，然而染料結(jié)構(gòu)與光脆性的關(guān)系還不明確。第十章還原染料總結(jié)的規(guī)律淺色品種有光脆性，深色品種不會有光脆性。芘蒽酮、二苯并芘醌、噻唑結(jié)構(gòu)的染料具有非常強(qiáng)烈的光脆性。硫靛結(jié)構(gòu)有光脆性，加入鹵素原子可以降低光脆性，引入甲基、甲氧基增大。在染料分子的稠環(huán)中，用氮原子取代碳原子，往往可使染料強(qiáng)烈的光脆性得到消除。二苯并芘醌分子中并入一個(gè)吡啶環(huán)也可使光脆性消除。具有吖啶、嘧啶結(jié)構(gòu)的染料，絕大多數(shù)咔唑結(jié)構(gòu)的染料。第十章還原染料§10.5暫溶性還原染料一、簡介還原染料的不足：染色工藝復(fù)雜；需要在強(qiáng)堿性染浴中進(jìn)行，不能用于蛋白質(zhì)纖維；隱色體直接性較大，勻染性差，不易染透。暫溶性還原染料的出現(xiàn)：20世紀(jì)20年代，將靛藍(lán)的隱色酸制成硫酸酯鹽，這種硫酸酯鹽在中性或弱堿性浴中可直接上染纖維素纖維，弱酸性浴中又可上染蛋白質(zhì)纖維，然后在酸性浴中加氧化劑處理而恢復(fù)到靛藍(lán)結(jié)構(gòu)，染著于纖維。簡化了工藝，實(shí)現(xiàn)了在中性或弱酸弱減浴中染色的目的。蒽醌還原染料的隱色酸硫酸酯鹽的制備成功，使其發(fā)展成為一類染料，即暫溶性還原染料。國外商品牌號為印地科素。第十章還原染料命名冠稱：用靛族還原染料制成的暫溶性還原染料，溶靛素。用蒽醌還原染料制成的暫溶性還原染料，溶蒽素。色稱：原來還原染料的色稱尾注：第一個(gè)字母為O、I、H、A，后面與原染料相同。O表示由藍(lán)色的靛藍(lán)及其衍生物制得的。因全部是藍(lán)色，故不用加色稱；I表示牢度較高，為士林級；H或A表示牢度為亞士林級。溶靛素O（靛藍(lán)）溶靛素O4B（還原藍(lán)4