染料化学颜色与结构
精细化工工艺学-9染料与颜料
四、分类 染料的分类有两种方法： 一是按照染料的应用性质分类；
二是根据染料的化学结构分类。
（1）按照染料的应用性质分类
光谱色和补色之间的关系 可用颜色环的形式来描述， 如图所示。每块扇形与其 对顶扇形的光波为互补色。 例如435~480 nm波段的 光波呈蓝色，它的补色是 580~595 nm波段的黄色。 由此可见，染料的颜色是 它们所吸收的光波颜色 （光谱色）的补色，是它 们对光的吸收特性在人眼 视觉上产生的反映。染料 分子的颜色和结构的关系， 实质上就是染料分子对光 的吸收特性和它们的结构 之间的关系。
1. 酸性染料、酸性媒介染料和酸性络合染料 是一
类结构上带有酸性基团（绝大多数为磺酸钠盐，少
数为羧酸钠盐）的水溶性染料。在酸性介质中染羊
毛、真丝等蛋白质纤维和聚酰胺纤维、皮革的染色。
2. 中性染料
结构上属于金属络合染料，但不同于
酸性金属络合染料，它是由两个染料分子与一个金 属原子络合的，称 1:2 金属络合染料。在中性或弱
在纸张、洗衣粉和织物添加荧 光增白剂的增白原理？
当物质受到光线照射时,一部分光线在物质的表面直接反射出来,同时有 一部分光透射进物质内部,光的能量部分被吸收。 将太阳光照射染料溶液，不同颜色的染料对不同波长的光波发生不同 强度的吸收。 黄色染料溶液所吸收的主要是蓝色光波，透过的光呈黄色。 紫红色染料溶液所吸收的主要是绿色光波， 青（蓝－绿）色染料溶液主要吸收的是红色光波。 如果把上述各染料吸收的光波和透过的光分别叠加在一起，便又得到 白光。 这种将两束光线相加可成白光的颜色关系称为补色关系。 黄色和蓝色、紫红色和绿色、青（蓝－绿）色和红色等各互为补色。
染料化学
二.重氮化反应影响因素：
1．酸的用量和浓度：
要使反应顺利进行，酸必须过量。酸的用量取决于芳伯胺的碱性，碱性越弱，过量越多。酸的浓度影响下列反应：
一般说，无机酸浓度低时，后一影响是主要的，浓度升高反应速率增加；随着浓度的进一步增加，前一影响逐渐成为主要因素，浓度越高反应速率反而降低。
3．通过卤基，进行成环缩合反应，进一步合成染料
4）烷化的作用即在有机化合物分子中引入了烷基或芳基。
烷基化目的：
1．在染料分子中引入烷基和芳基后，可改善染料的各项坚牢度和溶解性能；
2．在芳胺的氨基和酚羟基上引入烷基和芳基可改变染料的颜色和色光；
3．可克服某些含氨基、酚羟基染料遇酸、碱变色的缺点。
二．直接染料之所以具有直接性是因为：直接染料的分子是直线型的大分子，且分子的共面性较好，而纤维素分子也是线性大分子。另外，直接染料分子中含有磺酸基等水溶性基团可直接溶解于水中，在无机盐（常用食盐与元明粉）和温度的作用下在纤维内部，染料与纤维以分子间力（氢键，范德华力）进行结合。染料分子的线性，共面性越好，分子量越大，与纤维的直接性越好。
从反应机理看，芳胺的碱性越强，越有利于N-亚硝化反应（亲电反应），从而提高重氮化反应速率。重氮化由易到难顺序是,2>1>3.
1,2的碱性较强,容易和无机酸生成稳定的铵盐，铵盐较难水解，重氮化时，酸量不宜过量过多，否则溶液中游离芳胺存在量太少，影响反应速率。重氮化时，一般先将芳胺溶于稀酸中，然后在冷却的条件下，加入亚硝酸钠溶液（即顺法）。
三. 1.重氮化反应由快到慢顺序依次是凡拉明蓝B>红B色基>大红色基G, 凡拉明蓝B色基进行重氮化时,酸量不宜过量过多，否则溶液中游离芳胺存在量太少，影响反应速率。重氮化时，一般先将芳胺溶于稀酸中，然后在冷却的条件下，加入亚硝酸钠溶液（即顺法）.红B色基,大红色基G用较浓的酸加热使芳胺溶解，然后冷却析出芳胺沉淀，并且要迅速加入亚硝酸溶液以保持亚硝酸在反应中过量，否则，偶合活泼性很高的对硝基苯胺重氮液容易和溶液中游离的对硝基苯胺生成黄色的重氮胺基化合物沉淀。?
酞青蓝和酞青绿结构
酞青蓝和酞青绿结构酞青蓝和酞青绿是两种常用的有机染料，它们在化学结构和应用领域上有一些相似之处，同时也存在一些差异。
本文将重点介绍酞青蓝和酞青绿的结构以及它们在染料领域的应用。
一、酞青蓝的结构酞青蓝（Phthalocyanine Blue）是一种含有酞青环结构的有机染料。
它的化学式为C32H18N8，分子量为576.63。
酞青蓝的结构由四个苯并四氮杂环（酞青环）相连而成，中心的金属离子通常是镍（Ni）或铜（Cu）。
酞青蓝的分子结构紧密，具有高度的稳定性和抗光能力。
二、酞青绿的结构酞青绿（Phthalocyanine Green）也是一种含有酞青环结构的有机染料。
它的化学式为C32H18CuN8，分子量为576.06。
酞青绿的结构与酞青蓝类似，同样由四个苯并四氮杂环相连而成。
不同之处在于，酞青绿中心的金属离子为铜（Cu）。
三、酞青蓝和酞青绿的应用1. 染料领域由于酞青蓝和酞青绿具有鲜艳的颜色、良好的耐光性和耐久性，它们被广泛应用于染料领域。
它们可以用于染纱、染织物和染皮革等工艺中，为纺织品和皮革制品赋予丰富多彩的色彩。
2. 油墨领域酞青蓝和酞青绿也是油墨领域的重要材料。
它们可以用于制造各种类型的油墨，如平版印刷油墨、丝网印刷油墨和喷墨打印油墨等。
这些油墨具有鲜艳的色彩和良好的光泽度，广泛应用于包装印刷、出版印刷和数字印刷等领域。
3. 涂料领域酞青蓝和酞青绿还可以用于涂料领域。
它们可以作为颜料添加到各种类型的涂料中，为涂料提供不同的颜色和效果。
酞青蓝和酞青绿的颜色稳定性和耐候性较高，使得涂料具有较好的耐久性和抗褪色性。
4. 印刷领域酞青蓝和酞青绿也常用于印刷领域。
它们可以用作印刷油墨的颜料，用于印刷各种类型的纸张和包装材料。
由于酞青蓝和酞青绿的颜色鲜艳且稳定性好，印刷品可以保持长时间的色彩鲜艳和清晰度。
总结：酞青蓝和酞青绿是两种常用的有机染料，它们在化学结构上相似，都含有酞青环结构。
酞青蓝和酞青绿在染料、油墨、涂料和印刷领域都有广泛的应用。
染料化学知识点总结
染料化学知识点总结1. 染料的定义和分类染料是一类能够通过吸附或化学结合将颜色转移到纤维或其他材料上的化合物。
染料通常分为天然染料和合成染料两大类。
天然染料主要来自植物、动物或矿物，例如蓝莓、茜草和蓝靛。
合成染料则是人工合成的染料，具有丰富的颜色和稳定的性质。
2. 染料的结构和颜色原理染料的分子结构对其颜色具有决定性的影响。
染料分子通常包含芳香环结构，并且可以存在不同的共轭结构以增强吸收和发射光的能力。
染料颜色的形成与吸收和发射光的能力以及分子结构的共轭性有关，分子中的不同基团也会影响其颜色。
例如，共轭双键能够增加吸收光的范围，从而改变染料的颜色。
3. 染料的制备和合成合成染料通常是通过化学合成的方法制备的。
染料的合成过程可以从天然化合物出发，也可以从基础化学品出发，如苯乙烯和硝基苯。
在合成染料的过程中，化学家需要考虑反应的选择性、产物的纯度以及环保性等因素。
常用的染料合成方法包括偶氮化、重氮化、醚化和酯化等。
4. 染料的性质和应用染料具有丰富的颜色、良好的亲和性和稳定的耐洗性等优良性质。
染料广泛应用于纺织品、皮革、纸张、塑料、油漆和墨水等领域。
染料的性质包括温度、PH值、光照、洗涤等多种因素都会影响其在材料上的固着和稳定性。
5. 染料的环保和可持续发展随着环保意识的增强，染料化学领域也在不断地寻求更加环保和可持续的发展方式。
目前，染料的环保性主要包括降解性、可再生性和生物可降解性等方面。
化学家正在不断寻求新型绿色染料的合成方法，以及新型染料在纺织品的应用研究。
6. 染料的分析和检测染料的分析和检测是染料化学领域的重要内容。
分析染料需要使用化学分析方法、色谱法和光谱法等。
色谱法可以将染料分离，并对其结构和性质进行分析。
光谱法则可以通过吸收、发射、拉曼等光谱技术，快速准确地对染料进行鉴定和分析。
7. 染料的应用前景随着人们对生活品质的不断追求，染料的应用前景也在不断拓展。
未来，染料将在纺织品、食品、药品、化妆品等领域发挥更加广泛的作用。
刚果红染料的原理
刚果红染料的原理
刚果红染料是一种常用的染料，具有鲜艳的红色。
它是由刚果红染料分子组成的，这些染料分子具有特定的结构和成分。
刚果红染料的原理主要涉及以下几个方面：
1. 分子结构：刚果红染料是一类大分子化合物，其化学结构中含有多个芳香环和杂环结构，其中一个重要的成分是刚果红A。
这些结构与刚果红染料的颜色有关。
2. 吸收光谱：刚果红染料能够吸收可见光范围内的光线，主要吸收绿色和蓝色光波。
在吸收光谱中，刚果红染料分子能够吸收特定波长的光，使得其他波长的光能够被反射或透过，从而呈现红色。
这种吸收光谱特性是刚果红染料呈现红色的主要原因。
3. 共轭体系：刚果红染料分子内的芳香环和杂环结构形成了共轭体系。
共轭体系的存在使得刚果红染料能够吸收和释放电子的能量，并在分子内部进行共振结构变化。
这种共轭体系的运动使得刚果红染料能够对吸收的光能进行有效的转换和排放，从而呈现出鲜艳的红色。
4. 反射与透射：当光线照射到刚果红染料时，一部分光线会被染料分子所吸收，其中的能量会激发染料分子进入激发态。
激发态的染料分子会重新释放能量，其
中一部分通过发光的方式逃逸出来，另一部分则通过非辐射跃迁的方式回到基态。
这些逃逸出来的光线具有红色的波长，形成了刚果红染料显现红色的原因。
总结起来，刚果红染料能呈现红色的主要原理是它具有特定的分子结构和化学成分，能够吸收绿色和蓝色光波，通过共轭体系的共振结构变化将吸收的光能有效转换并发射出来，从而呈现出鲜艳的红色。
这些原理使得刚果红染料成为了一种常用的红色染料。
《染料化学全》课件
染料合成
1
染料合成的方法
概述了化学合成染料的不同方法，包括缩合、取代和还原等反应，以及它们的优 缺点。
2
染料合成的机理
解释了染料合成反应的机理，例如染料的形成和色团的引入过程。
3
数种常见染料的合成
以几种常见染料为例，详细说明了它们的合成方法和关键步骤。
染料的应用
织物染色
介绍了在纺织业中使用染料进行织物着色的过程和 方法。
纤维染色
讨论了染料在纤维制造过程中的应用，以及不同纤 维材料的染色特点。
皮毛染色
探讨了在皮革和皮毛制品行业中使用染料进行染色 的技术和挑战。
食品染色
介绍了食品工业中使用染料进行食品着色的目的、 方法和安全性考虑。
染料的评价与控制
染料化学在实际中的应用前景
探讨了染料化学在纺织、食品和印刷行业等领 域中的应用和创新前景。
1 染色完成度的评价
解释了评价染色完成度的 指标，包括色牢度、均匀 度和亮度等。
2 染料的快度评价
讨论了染料在使用和洗涤 过程中的快度性能评价， 以确保染料的持久效果。
3 染料的环保控制
介绍了染料在生产和使用 中的环境影响和控制方法， 以实现可持续发究方向，包括新型染 料合成和环保染料技术的发展。
染料的应用
讨论了染料在不同行业中的广泛应用，包括纺织、纤维、皮毛、食品和印刷等领域。
染料的结构与性质
1 染料分子的结构
解释了染料分子的基本结 构，包括色团和辅基，以 及它们对染料颜色和性质 的影响。
2 染料的光谱特性
讨论了染料在可见光谱范 围内的吸收、反射和透过 性质，以及它们与颜色的 关系。
酚红变色原理
酚红变色原理酚红变色是一种常见的化学变色现象，它是通过特定物质在不同条件下发生氧化还原反应而产生的颜色变化。
在本文中，我们将探讨酚红变色的原理以及其应用领域。
一、酚红的化学性质和结构酚红是一种有机染料，化学名称为2-羟基苯酚。
其分子结构中包含一个苯环和一个酚基，分子式为C6H6O2。
酚红具有强酸性，可以与弱碱反应生成盐类。
在酸性溶液中，酚红呈红色；在中性溶液中，酚红呈黄色；而在碱性溶液中，酚红呈蓝色。
二、酚红变色的原理酚红变色的原理是基于它在不同pH值条件下对应不同的颜色。
pH值是溶液中氢离子浓度的负对数值，用于衡量溶液的酸碱性。
在酸性溶液中，溶液中的氢离子浓度高，酚红分子通过与氢离子结合形成氢键，导致其吸收光谱发生变化，呈现红色。
当溶液从酸性过渡到中性时，氢离子浓度减少，酚红分子不再与氢离子结合，吸收光谱发生变化，颜色由红色逐渐变为黄色。
在碱性溶液中，溶液中的氢离子浓度极低，酚红分子不再与氢离子结合，颜色进一步由黄色变为蓝色。
三、酚红变色的应用酚红变色具有广泛的应用领域，以下是其中几个代表性的应用：1. 酸碱指示剂：由于酚红对酸碱溶液的颜色变化敏感，因此常被用作酸碱指示剂。
例如，在化学实验中可以使用酚红作为酸碱滴定过程中的指示剂，根据颜色变化判断滴定终点。
2. pH试纸：酚红也可用于制备pH试纸。
将酚红染料溶于适当的基质中，并涂覆在纸张表面，制成pH试纸。
通过与被测溶液接触，颜色的变化可以直观地显示出溶液的酸碱性质。
3. 食品工业：在食品工业中，酚红可以作为指示剂用于检测食品的酸碱性。
例如，在果酱的生产过程中，可以加入酚红作为指示剂，判断果酱是否达到酸度要求。
4. 纸浆和纸张工业：酚红可用于测定纸张的碱度，通过测定纸张中过氧化钠的含量来判断纸张的纯度和质量。
5. 化妆品工业：酚红可作为唇彩、腮红等化妆品的成分之一，赋予化妆品丰富的颜色。
总结：酚红变色原理是基于溶液的酸碱性质对其颜色产生影响。
在酸性条件下，酚红呈红色；中性条件下，呈黄色；碱性条件下，呈蓝色。
第二章精细化学品——染料
③不能与碱性染料、阳离子助剂同浴使用，否则易生成↓， 洗涤和耐晒牢度不够，对还原剂敏感。
直接染料和纤维的作用力： 范德华力----分子之间的非极性力作用，大小取决于分子 的结构和形态，并与它的接触面积有关。
氢键----极性力作用。
直接染料应具备的条件：
CH3 SO3H
NaClO O2N
CH HC SO3H HO3S
NO2
Fe
H2N
CH HC
NH2
SO3H HO3S
重氮组分
染料合成过程：
H2N
CH HC
NaNO2 NH2
+2N
CH HC
N+2
HCl
SO3H HO3S
SO3H HO3S
OH
HO
NN
CH HC
NN
OH
SO3H HO3S
NaOH C2H5Cl
有一些基团如-NH2 、-OH及其取代基等，可以使发色 体颜色加深，这些基团叫助色团。
但不是所有的有机化合物含有发色团后都有颜色，这些发色 团必须连在具有一些特殊构造的碳氢化合物上才能发出颜色。 这些碳氢化合物大多数属芳香烃类。
NN
偶氮苯（橙）
C S
硫代二苯甲酮（蓝）
具有深色作用的助色团（第一类取代基）： -OH，-OR，-NH2，-NHR，-NR2，-Cl，-Br，-I等
Cl-
c、恶嗪染料：以氧氮蒽结构为基础，主要是蓝色、紫色。
N
(C2H5)2N
+
O
ZnCl3-
N(C2H5)2
碱性翠蓝GB (C.I.碱性蓝3)
d、噻嗪染料：以硫氮蒽结构为基础，品种不多，主要是蓝色、 绿色碱性染料。
染料化学复习
一、中间体吡唑啉酮、DSD 酸、H 酸、γ酸、J 酸、 1,4-二羟基蒽醌、1,4-二氨基蒽醌、溴氨酸、苯绕蒽酮二、结构与颜色的关系第五章 酸性染料一、总论1、结构分类：偶氮型：单、双偶氮染料，以浅色为主（黄、橙、红、紫、蓝）；蒽醌型：单蒽醌为主，主要为深色（紫、蓝、绿）；日晒牢度最好三芳甲烷型：色泽鲜艳、强度大，以紫、蓝、绿为主，日晒牢度最差。
2、应用分类酸性染料、弱酸性染料、金属络合染料不同种类结构、染色性能的比较二、强酸性染料1、结构特点种类：单偶氮；单蒽醌；三芳甲烷特点：分子量小；含至少一个磺酸基，三芳甲烷类含两个以上，水溶性好。
2、染色性能与纤维结合力：离子键；上染pH:强酸性， pH 小于4；匀染性：好；湿牢度：差；适用纤维：羊毛，不适于蚕丝。
三、弱酸性染料1、结构特点：• 1在强酸性染料基础上增加有机部分的比例，分子量增加‚ 2双偶氮染料、双蒽醌染料ƒ 3蒽醌结构从不对称到对称2、染色性能与纤维结合力：离子间力,范德华力，疏水作用；上染pH: 弱酸性，中性；匀染性：较酸性染料差；湿牢度：比酸性染料高；适用纤维：蚕丝，尼龙。
O OH2SO 3NaNH 2O O HNHNC4H9 NaO3SOHOHNaO3SC4H9四、酸性染料的结构与牢度1、湿牢度：分子量大小，疏水基大小2、耐酸碱牢度：偶氮——羟基、氨基的保护蒽醌——形成分子内氢键，稳定性好三芳甲烷——最不稳定3、日晒牢度：蒽醌>偶氮>三芳甲烷引入供电子基，日晒牢度明显下降；吸电子基，增加不明显。
偶氮结构中含有杂环，日晒牢度较高。
蒽醌染料β位引入吸电子基，日晒牢度增大，不对称蒽醌到对称蒽醌，牢度高半级。
第六章酸性媒介染料和酸性含媒染料一、金属络合染料的结构酸性媒介染料是一类能与金属媒染剂形成螯合结构的酸性染料，一般具有强酸性染料的基本结构，染料分子中还含有两个能提供给电子对、可以与过渡金属元素络合形成螯合结构的配位基。
种类酸性媒染染料；酸性金属络合染料；中性染料二、金属络合染料的性能金属络合染料的性能比较第七章直接染料1、结构特点基本上是偶氮染料，主要以双偶氮、三偶氮染料为主。
经典尼罗红染料结构-概述说明以及解释
经典尼罗红染料结构-概述说明以及解释1.引言1.1 概述尼罗红染料作为一种经典的染料化合物，在染料领域中起着重要的作用。
它由于其独特的结构和优异的性质而备受关注。
本文将主要探讨尼罗红染料的结构以及其与性质的关系，并探讨其在不同领域中的应用前景。
尼罗红染料最早是在19世纪由英国化学家威廉·亨利·佩雷金斯发现的。
它是一种红色的有机染料，可以用于染料工业、纺织品染色以及生物医学等领域。
尼罗红染料的分子结构中含有多个芳香环和苯胺基团，这些基团赋予了它良好的染色性能和溶解性。
尼罗红染料的化学结构是由苯胺基团与邻苯二甲酸酐基团通过偶联反应形成。
它的分子式为C20H12N4Na2O7，分子量为446.32 g/mol。
尼罗红染料的主要吸收峰位于可见光区域，波长为约530 nm，使其呈现出鲜艳的红色。
此外，尼罗红染料还具有良好的稳定性和光谱响应，使其成为许多领域中的理想选择。
尼罗红染料在生物医学领域中具有广泛的应用。
它可以通过与蛋白质结合或作为细胞示踪剂来发挥其荧光特性。
由于其在近红外区域具有较高的荧光强度和穿透能力，使其成为生物显像和生物传感器的理想荧光探针。
此外，尼罗红染料还被广泛应用于组织染色、癌症治疗和药物递送等领域。
综上所述，尼罗红染料以其独特的结构和优异的性质在染料领域中占据重要地位。
本文将从尼罗红染料的历史背景、化学结构、应用领域以及尼罗红染料结构与性质的关系等方面进行深入研究。
通过对尼罗红染料的进一步了解，有助于推动其在各个领域中的应用和发展。
1.2 文章结构本文将对经典尼罗红染料的结构进行详细的介绍和探讨。
文章分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分，我们将对尼罗红染料进行概述，介绍其历史背景及应用领域，并说明本文的目的。
接着，在正文部分，我们将首先介绍尼罗红染料的历史背景，包括其发现和早期应用的情况。
然后，我们将详细讨论尼罗红染料的化学结构，包括它的分子组成、原子结构和分子间的相互作用等方面的内容。
染料的颜色与结构及功能染料简介解读
第1章染料的颜色与结构及功能染料简介学习目标:①以量子概念，，分子激发理论阐述染料对光的选择吸收的原因。
②掌握染料颜色与染料分子结构的关系以及外界因素的影响。
③理解功能染料的概念，并熟悉荧光染料、夜光染料及变色染料的颜色产生机理。
④了解荧光染料、夜光染料及变色染料在纺织染整方面的应用，思考染料发展方向。
导言：早在19世纪60年代W.H.Perkin发明合成染料以后，人们对染料的颜色和结构的关系进行了深入的研究，并提出了各种理论。
量子力学的发展使人们对物质的结构的认识有了一个新的突破，此后人们开始从量子力学的角度来对染料的颜色和结构的关系进行研究。
在早期的颜色理论中，发色团及助色团理论的影响很大。
染料的颜色除了与染料本身结构有关外，还受到外界条件的影响。
随着科技的发展，功能染料在当今的社会发展中起到了越来越重要的作用。
荧光染料、夜光染料及变色染料在纺织染整方面的应用也得到很重要的发展。
1.1光与色颜色是光线刺激了眼睛而在大脑中反映出来的一种主观感受。
它需要考虑到物理学和生理学两方面的因素。
光具有波粒二象性。
很早以前，麦克斯韦就提出了光具有电磁波的特性。
它由相互垂直的电场和磁场组成，其振幅以波动方式分别随时间和距离而变化。
1905年，普朗克和爱因斯坦建立了一种与电磁辐射模型显然不同的微粒子理论。
这种理论把光看成是一束不连续的能量微粒或光子流，但它按麦克斯韦波动理论的波阵面速度传播。
现在我们知道，光既是一种波又是一种微粒，它具有波粒二象性。
光是一种电磁波，波长不同的光会使光的性质不同，从而引起不同的色觉。
波长为400nm-800nm的光按适当比例的混合后，照射到眼睛的视网膜上呈现的是白色。
使一束这样的混合光通过一个适当的棱镜或光栅，我们会看到连续的有色光谱，其色调主要以此为红、橙、黄、绿、蓝和紫。
这些有色光的波长从红到紫以依次递减。
因此，低能量的光子产生红色的感觉，高能量的光子产生紫色的感觉。
1.1.1光的吸收与补色可见光谱可以分成不同颜色的波长的波谱。
染料化学第三章 染料的颜色和结构
自旋选律
在一般的基态分子中，电子自旋方向相反（自旋反平 行）而成对的（自旋反平行的电子对可写作符号）。但 有时分子中有2个自旋方向相同的电子（自旋平行）。 前一种状态称为单态，后一种状态称为三态。因为在一定 强度的磁场作用下，单态的原子光谱只有一条谱线；三态 的原子光谱有三条谱线。这种态数称为自旋多重性。三态 的能级比相应的单态低一些。在没有外界磁场等因素的作 用下，伴有态数改变的跃迁是“禁戒”的。换言之，单态、 三态间的跃迁（S T，S代表单态，T代表三态）机率 一般是很低的。
例如氨基在蒽醌的1位上的深色效应比在2位上强。
HH
ON
O
NH2
O
λ max 465nm
(在CH2Cl2中)
O
λ max 416nm
(在CH2Cl2中)
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2021年1月16日星期六
在染料合成中有时采用所谓隔离基的方法把两个发色 体系联接在一起，互不干扰而成为一个染料分子，以得到 绿色、棕色或其它颜色。常用的隔离基有：
T＝I/I0， lgT－1称为吸光度，以A代表 (也称光密度，以 D代表)
A＝lgI0/I. 浓度c以摩·升－1为单位，吸光度A和摩尔吸光 系数的关系为： A＝cl
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2021年1月16日星期六
三、吸收光谱曲线
从图中可以看出，在某一波段 内，有一个吸收带，它的最大吸收 波长称为该吸收带的最大吸收波长， 以max代表,相应的吸光度可计算出 摩尔吸光系数max。
染料化学第三章 染料的颜色和结构
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第三章 染料的颜色和结构
➢第一节 三节 吸收光谱曲线的量子概念 ➢第四节 染料的颜色和结构的关系 ➢第五节 外界条件对吸收光谱的影响
染料化学第2章(1)
第二节
光和色之间的关系
�吸收 : 染料的作用 �反射 : 眼睛所看到的
第二节
光和色之间的关系
当太阳光或其他白光照射在物体上，还可以看到 以下几种情况： 透明物体的颜 光线全部透过物体；透明物体的颜 � 物体呈透明——光线全部透过物体； 色， 是由它透过的色光决定的； 色，是由它透过的色光决定的； 没有吸收，全部反射 ；不透明物 光线没有吸收，全部反射 � 物体呈白色——光线 体的颜色， 是由它反射的色光决定； 体的颜色，是由它反射的色光决定； � 物体呈黑色——光线全部吸收，没有反射 ； 部分 被物体吸收； 各波段的光平均地部分 部分被物体吸收； � 物体呈灰色——各波段的光平均地
第一节
发色理论
2、结论 � 近代发色理论认为，一个有机化合物之所以具有 颜色，是染料对于光选择吸收的结果，染料的颜 色就是它所吸收的那部分波长光的颜色的补色。 380-780nm � 作为染料，它们的主要吸收波长应该在 作为染料，它们的主要吸收波长应该在380-780nm 范围内。染料激发态和基态之间的能级间隔∆E 必 须与此相对应， 说明分子对光的吸收是有选择性 须与此相对应，说明分子对光的吸收是有选择性 这从本质上解释了物质选择性吸收可见光 产 的。 的。这从本质上解释了物质选择性吸收可见光 这从本质上解释了物质选择性吸收可见光产 的原因 。 生颜色 生颜色的原因 的原因。
第一节
发色理论
二、近代发色理论 1、分子能级和吸收光谱 � 根据量子理论，原子和分子的能量是量子化的。 电子相对于原子核 的运动，以 物质分子中，存在电子相对于原子核 电子相对于原子核的运动，以 � 物质分子中，存在 及原子核间的相对振动和整个分子所存在的一定 的转动。各运动状态都有相应的能量，分别为电 子能级、振动能级、转动能级。Ee>>Ev>>Er � 各能级都是量子化的，分子能量为各运动状态能 量之和：E= Ee+Ev+Er
染料参考资料化学 第03章 颜色结构
第3章染料颜色和结构（Color and Constitution of Dyes）本章分4个小节进行介绍：§3.1 吸光现象和吸收光谱曲线§3.2 吸收光谱的量子概念§3.3 染料发色的两种理论§3.4 染料颜色与结构的关系通过本章学习，要掌握以下内容：1、侧重掌握染料发色的价键理论，即共振理论。
它可以定性地解释发色团与助色团在染料结构中与颜色的关系，即描述它们是如何产生深色效应、浓色效应、浅色效应、淡色效应的，以及这些效应和最大吸收浓长λmax和最大摩尔吸光系数εmax 之间的关系。
2、了解染料发色的分子轨道理论。
它试图定量描述染料发色机制，由于染料发色本质的复杂性和多元性，尚难以通过理论计算求出染料的λmax，但是它对进一步解释结构与颜色的关系提供了强大的理论基础。
3、掌握染料颜色与介质性质的关系。
一般来说，当激化态染料分子为极性共振结构时，极性溶剂将产生深色效应；当基态染料分子显极性结构时，非极性溶剂将产生深色效应。
上述结论，反之亦然。
4、尝试由染料结构与颜色的关系解释一些官能团，如吸电子基团、供电子基团、隔离基团在染料结构设计中的运用，判断染料结构与其颜色的关系，比较不同结构的染料其颜色的深浅和浓淡取向等。
5、物质的吸收特性和吸光曲线，由染料的吸光曲线分析染料。
§3.1 吸光现象和吸收光谱曲线一、概念述语光——可产生色感的电磁波。
习惯上称产生色感的电磁波谓之可见“光”，如红光、紫光等，不可见的电磁波谓之辐射“线”，如红外线IR 、紫外线UV 等。
色——视觉对可见光的感受。
物质对光的选择吸收便显现了物质的颜色。
发色团——结构中能吸收可见光波的吸电子基团。
它以提升染料的λmax 为主导。
助色团——接在π共轭体系上的供电子基团。
它以提升染料的εmax 为主导。
全色——连续光谱依自然比例混合后的颜色。
可见光波全波段（380-780nm ）的光按自然比例混合后可以得到白色(指人类视野)，反过来，白色光通过色散可以得到一段连续光谱（红、橙、黄、绿、青、蓝、紫）。
第二章染料的颜色与结构
(CH3)2N
(CH3)2N (CH3)2N
CH
N+(CH3)2
max=603.5nm 蓝色
C
N+(CH3)2 max=434nm 黄色
NH2
C NHCOCH3
N+(CH3)2
max=590nm 紫色
(CH3)2N
+ N(CH3)2
(CH3)2N
= C1 1＋C2 2＋C3 3＋…＋Cj j 式中C1、C2、C3、… Cj为各原子轨道的贡献大小。 线性组合后有成键轨道（1 =A+B）和反键轨道（2
=A－B） 电子在分子轨道中遵循保理（Pauly）原理（电子自旋
方向相反）和能量最低原理。
五种分子轨道能级示意图
电子跃迁所需能量是不连续的、量子化的。 *所需能量最大，约在紫外及远紫外 ； *、n*所需能量较小，吸收波长在可见光 范围内，因此，研究n、电子的跃迁对有机物结 构与颜色的关系理解具有重要意义，特别是* 跃迁。染料对光的吸收特性主要是由 电子运动 状态决定的。
O
红色
（3）当染料分子中含有给电子基－NH2时， 当介质的酸性增强时，－NH2发生阳离子化， N原子上的未共用电子被占用，失去给电子 能力，氨基的p－共轭消失，使颜色变浅。
CH3 NH2
+ HCl
NO2
黄色
CH3 N+H3 . Cl-
NO2
乳白色
四、分子的平面结构
当分子内共轭双键的全部组成部分处在同一 平面时，电子的叠合程度最大。若分子平 面结构受到破坏，则电子的叠合程度降低， 颜色变浅。
(CH3)2N
Cl
染料化学
第一章染料概述染料是能将纤维或其他基质染成一定颜色的有色有机化合物。
染料具备以下两个条件：可溶于水，或者可在染色时转变成可溶状态，对纤维有一定的亲合力。
能够使纤维着色，且上染后具有一定的染色牢度。
染料与颜料的相同点：都可以用于纤维或基质的着色不同点：颜料是不溶于水和一般有机溶剂的有机或无机有色化合物。
它们主要用于油漆、油墨、橡胶、塑料以及合成纤维原液的着色，也可用于纺织物的染色及印花。
颜料本身对纤维没有染着能力，使用时是通过高分子粘合剂的作用，将颜料的微小颗粒粘着在纤维的表面或内部。
染料分类：按化学结构分类分为：偶氮染料、蒽醌染料、芳甲烷染料、靛族染料、硫化染料、酞菁染料、硝基和亚硝基染料，此外还有其他结构类型的染料，如甲川和多甲川类染料、二苯乙烯类染料以及各种杂环类染料等。
按应用性能分为：直接染料、酸性染料、阳离子染料、活性染料、不溶性偶氮染料、分散染料、还原染料、硫化染料、缩聚染料、荧光增白剂，此外，还有用于纺织品的氧化染料（如苯胺黑）、溶剂染料、丙纶染料以及用于食品的食用色素等。
纺织纤维分3类:植物纤维，动物纤维，合成纤维。
对于植物纤维，如棉，麻可用直接染料，活性染料，还原染料，不溶性偶氮染料，硫化染料，缩聚染料进行染色。
对于动物纤维，如羊毛，蚕丝可以用酸性染料，中性染料，媒染染料，活性染料进行着色。
合成纤维，常见的有涤纶，锦纶，腈纶，涤纶可以用分散染料染色，锦纶可以用酸性染料染色，腈纶可以用阳保持其原来色泽的性能叫做染色牢度。
染料在纺织物上所受外界因素作用的性质不同，就有各种相应的染色牢度，例如日晒、皂洗、气候、氯漂、摩擦、汗渍、耐光、熨烫牢度以及毛织物上的耐缩绒和分散染料的升华牢度等。
第二章 中间体及重要的单元反应由苯、甲苯、二甲苯、萘和蒽醌等基本原料开始，要先经过一系列化学反应把它们制成各种芳烃衍生物，然后再进一步制成染料。
习惯上，将这些还不具有染料特性的芳烃衍生物叫做“染料中间体”简称“中间体”或“中料”。
化学颜料和染料的结构和颜色关系
化学颜料和染料的结构和颜色关系化学颜料和染料是重要的颜色源，它们广泛应用于绘画、印刷、纺织等领域。
本文将探讨化学颜料和染料的结构与其颜色之间的关系。
一、化学颜料的结构特点化学颜料是一种粉末状颜色物质，具有较好的色彩鲜艳度和遮盖力。
它们的颜色来源于分子结构中的特定基团和官能团。
化学颜料的结构特点主要包括以下几个方面：1. 颜料的颜色基团：化学颜料分子中的特定基团赋予其颜色。
不同的颜色基团反映出不同的吸收光谱区域。
例如，苯环具有共轭结构，能吸收紫外光，导致分子呈现黄色或红色。
2. 遮盖性与粒度分布：颜料的遮盖性与颗粒的大小和分布有关。
较小颗粒能更好地散射和吸收光线，从而增强遮盖性。
此外，颗粒的分布均匀度也影响着颜料的色彩均匀度。
3. 耐光性：由于颜料常暴露于阳光照射下，其结构需要具备一定程度的耐光性。
一些颜料分子通过添加有机或无机草酸、醌等结构单元来增强其耐光性，减少颜料的褪色。
二、染料的结构与颜色关系与颜料不同，染料是具有可溶性的有机分子，能够在染料与纤维或其他材料间形成化学键而实现着色。
染料的结构与颜色之间的关系主要由以下几个因素决定：1. 色团结构：染料分子中的色团决定了染料的颜色。
常见的色团包括偶氮类、芳香醇、芳香醛等。
不同的色团对光的吸收和反射产生不同的效果，从而呈现出不同的颜色。
2. 共轭结构：许多染料分子具有共轭结构，通过延长π电子体系，增加色团的吸收范围。
这使得染料可以吸收较宽的光谱范围，呈现出更深的颜色。
3. 可溶性与亲和力：染料需要具有一定的可溶性，以便在染色过程中充分与纤维或其他材料发生相互作用。
此外，染料还需要与纤维表面存在一定的亲和力，以确保染料牢固地结合在材料上。
三、结构与颜色关系的应用了解化学颜料和染料的结构与颜色关系，有助于合成出更多种类的高性能颜料和染料，并应用于各行各业。
如今，许多科研机构和企业致力于开发新型颜料和染料的设计和合成，以满足人们对颜色的特殊需求。
此外，了解颜料和染料结构与颜色之间的关系，还对于文化艺术的发展具有重要意义。
食品染料的化学结构与安全性评价
食品染料的化学结构与安全性评价随着现代食品工业的发展，食品染料在食品加工中扮演着重要的角色。
食品染料不仅可以提升食品的色彩，增加食欲，还可以使食品更具吸引力和视觉效果。
然而，食品染料的化学结构和安全性评价对消费者的健康至关重要。
本文将关注食品染料的化学结构和其对人体安全性的评价。
一、食品染料的化学结构食品染料是一种能够改变食品颜色的化学物质。
它们可以归类为天然染料和合成染料两种。
天然染料通常来自于植物、动物或昆虫等自然来源，而合成染料则是人工合成的化学物质。
食品染料的化学结构决定了它们能够产生的颜色和稳定性。
常见的食品染料包括银色、红色、黄色等。
例如，红色染料可由花青素和胡萝卜素等天然化合物或合成的代用品制成。
黄色染料则可以由地黄苷、山楂素等植物提取物或合成的亚硝基化合物得到。
尽管食品染料的化学结构各不相同，但都具有共同特点。
它们一般都是有机化合物，含有芳香环结构、偶极矩或共轭结构等特征。
这些结构的存在使得食品染料能够与食品组分发生特定的相互作用，从而确定了它们的染色效果和稳定性。
二、食品染料的安全性评价食品染料的安全性评价是确保其对人体健康无害的重要环节。
为了评估食品染料的安全性，许多国家和地区都建立了相关的法规和标准。
食品染料必须通过一系列的实验研究和临床试验才能获得批准，并得到专门机构的认可。
安全性评价通常包括以下几个方面：急性毒性、慢性毒性、致突变性和致癌性等。
急性毒性试验可以确定染料在高剂量下对人体的急性毒性影响。
慢性毒性试验则用于评估染料对长期暴露下的慢性毒性。
致突变性和致癌性试验是为了了解染料是否对遗传物质和细胞产生潜在危害。
此外，还需要进行其他一些评估，如代谢动力学、生态毒理学和药物相互作用等。
代谢动力学研究可以揭示染料在体内的代谢途径和生物转变。
生态毒理学研究可以评估染料对环境的影响，以保护自然生态系统。
药物相互作用研究则是为了了解染料与其他药物或食物成分之间可能存在的相互作用。
染料化学第二章.
1/ 称为波数
2019年1月16日
第二章 染料的结构与颜色
16 14 12 10
K/S
8 6 4 2 0 400 450 500 550 600 650 700
波长
几种不同颜色染料的吸收光谱图
2019年1月16日
第二章 染料的结构与颜色
三、颜色的深浅、浓淡和鲜艳度 1、颜色的深浅 颜色的深浅是对吸收光波长而言的。λmax光的补色代表 了吸收带的基本颜色。 吸收光的波长越长，颜色越深；吸收光的波长越短，颜 色越浅。红光波长最长(750nm)，其补色（蓝光绿）颜 色最深；紫光波长最短(400nm)，其补色（黄色）最浅。
h
第二章 染料的结构与颜色
§2.2 有机化合物的发色理论
一、发色团和助色团理论 1、发色团 有色物质有颜色的原因是其分子结构中带有一些不饱和 基团。这些基团称为发色团。如：-N=N-、＞C=C＜、 -N=O、-NO2、＞C=O等。 有机物质要有颜色，发色团必须连在足够长的共轭体系 上，或者有几个发色团连成共轭体系。
第二章 染料的结构与颜色
分子运动形式与波谱范围
波谱区 γ -射线 X-射线 远紫外 紫外光 可见光 近红外 中红外 远红外 微波 无线电波 波长范围 小于 10-2nm 0.1~10nm 10~200 nm 200~400nm 400~750nm 0.75~2.5μ m 1.5~50μ m 50~1000μ m 1~300mm 大于 300mm 分子运动形式 核跃迁 内层电子跃迁 外层电子跃迁 外层电子跃迁 分子振动 分子转动 电子自旋运动 原子核自旋运动
2019年1月16日
第二章 染料的结构与颜色
3、补色 两种不同颜色的光混合起来成为白光，这两种光的颜色 称为补色。 一种色的补色可以是单色光，也可以是除去这个颜色光 后白光剩余的颜色。 在颜色盘（环）上能很清楚地看到光谱色的补色就是它 的对角所表示的颜色。即物体的颜色实际上就是物体吸 收光的补色。
染料分子结构式及其性质
染料分子结构式及其性质染料是指具有着色作用，并能与织物或其他材料结合的化合物。
染料分子的结构与其性质之间存在密切的关联。
本文将介绍染料分子的结构式以及其性质方面的内容。
染料分子的结构：染料分子通常是由两部分组成的，即色基和辅基。
色基是染料分子的着色中心，具有吸收光线的能力，从而产生颜色。
辅基则是与织物或其他材料结合的部分，通过辅基的分子结构来调节染料的相溶性、亲和性以及稳定性等性质。
1.色基的结构：色基通常是由一个或多个具有共轭结构的环状结构组成的。
这些环状结构中的π电子能够吸收可见光的电磁波，使染料分子显色。
常见的色基包括苯环、萘环、吡咯环等。
2.辅基的结构：辅基的结构可以通过引入不同的功能基团来调节染料的性质，例如增加染料的亲和力、溶解度以及稳定性等。
常见的辅基功能基团包括氨基、羟基、硫醇基、酮基等。
染料分子的性质：染料分子的性质涵盖了其在溶液中的色散性、亲和力、稳定性、光谱性质等多个方面。
1.色散性：色散性是指染料分子在溶液中的颜色的稳定性和分散性。
染料分子要能够在溶液中稳定地分散并发挥其特定的颜色，需要具备一定的溶解度，并且要在染液中形成一个均匀分散的颜色。
2.亲和力：染料分子的亲和力是指其与织物或其他材料结合的能力。
亲和力越高，染料与纤维的相互作用越强，染色效果越好。
3.稳定性：染料分子需要具备一定的稳定性，以便在染色过程中不发生分解或褪色等现象。
染料分子的稳定性与其化学结构、分子内键合的稳定性以及与外界环境的相互作用等因素密切相关。
4.光谱性质：染料分子对不同波长的光的吸收能力不同，从而呈现出不同的颜色。
染料的颜色可以通过其吸收或反射特定波长的光来解释。
通过紫外可见光谱等方法可以研究染料的吸收光谱。
总结：染料分子的结构与其性质之间存在着密切的关联。
色基决定了染料的着色能力，而辅基则通过引入功能基团来调节染料的亲和力、溶解度和稳定性等性质。
了解染料分子的结构式以及其性质有助于我们更好地理解染料的工作原理，并为染料的设计和开发提供科学依据。
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and
S. G.
At the p r e s e n t time, subjective methods of d e t e r m i n i n g the b a s i c c h a r a c t e r i s t i c s of c o l o r such as its b r i g h t n e s s , c o l o r tone, and purity a r e still widely employed in the textile industry. These methods depend upon the o b s e r v e r and the conditions of illumination and r e n d e r disputable c o l o r values in many c a s e s . In [ 1] an obj ective speetrophotometric technique was used. The basic idea of the method is to d e t e r m i n e the a b o v e - i n d i cated color c h a r a c t e r i s t i c s of fabrics f r o m their diffuse reflection s p e c t r a . The c o l o r c h a r a c t e r i s t i c s obtained with this method a r e independent of the illuminating s o u r c e and the r e c e i v e r and depend only upon the p r o p e r t i e s of the dyed fabric and the dye. The p r e s e n t work c o n s i d e r s the c o l o r c h a r a c t e r i s t i c s of dyed fabrics depending upon the p h y s i o c o c h e m i c a l nature of t h e i r fibers, the s t r u c t u r e f a c t o r s , and the dye. Investigations have been made on synthetic v i s c o s e f a b r i c s , a r t i c l e n u m b e r s 32494, 32395, and 72110, cotton fabrics with article n u m b e r s 328, 1465, and 520, f a b r i c s made f r o m synthetic fibers (Capron) with a r t i c l e numbers 52001 and 230910, and natural silk with a r t i c l e n u m b e r 11022. All f a b r i c s w e r e dyed by d i r e c t dyes: fast blue KU, fast g r e e n Zh, and fast s c a r l e t and orange. The synthetic f a b r i c s and the natural silk were also colored by acid dyes: fast orange, s c a r l e t , g r e e n Zh, blue 2K, and yellow. The dye solutions were p r e p a r e d according to All-Union State Standard (GOST) 7925-56 for each dye at the concentrations C = 0.3, 0.6, 1.0, 1.5, and 2.0~, r e f e r r e d to the weight of the sample. The absolute values of the s p e c t r a l coefficients of diffuse reflection of the fabric s a m p l e s of " i n f i n i t e " thickness (number of fabric l a y e r s for which the t r a n s m i s s i o n p r a c t i c a l l y no longer exists) w e r e m e a s u r e d with the s p e c t r o p h o t o m e t r i e setup and the technique d e s c r i b e d in [2, 3]. The brightness, the c o l o r tone, and the purity of c o l o r were d e t e r m i n e d as in [ 1]. F i g u r e l a - b and Table 1 list the c o l o r c h a r a c t e r i s t i c s of the dyed v i s c o s e f a b r i c s having the s a m e c h e m i c a l n a t u r e of the fibers but different weaving s t r u c t u r e s . Obviously, the absolute values of the c o l o r p a r a m e t e r s differ c o n s i d e r a b l y for all concentrations and depend upon the type of the dye. In the c a s e of fabrics dyed with d a r k e r blue dye, the differences in the brightness and purity values of the c o l o r a r e slightly s m a l l e r than in the c a s e of the b r i g h t e r orange dye. Moreover, when the concentration of the dye i n c r e a s e s , the b r i g h t n e s s of the fabrics d e c r e a s e s slowly in all c a s e s but the p u r i t y of c o l o r i n c r e a s e s . T h e s e relationships can be explained with the information on the s p e c t r o s c o p i c p a r a m e t e r s of these v i s c o s e f a b r i c s : a b s o r p t i o n coefficient ~ and s c a t t e r i n g coefficient ~ of a volume unit of the m a t e r i a l [4, 5]. Since, a c c o r d i n g to [4], the values ~ = 600, 450, and 250 c m -1 hold for the undyed fabrics article n u m b e r s 32494, 32395, and 72110, r e s p e c t i v e l y , the b r i g h t n e s s of c o l o r i n c r e a s e s with i n c r e a s i n g s c a t t e r i n g of the fabric, whereas the p u r i t y of the c o l o r d e c r e a s e s . With i n c r e a s i n g dye c o n c e n t r a tion and a slowly changing a, ~ i n c r e a s e s , which, in turn, reduces the b r i g h t n e s s and i n c r e a s e s the purity of color. Let us note that for the d a r k e r blue dye, the values of the a b s o r p t i o n coefficient ~ a r e g r e a t e r than for orange at the s a m e concentrations. This implies that s c a t t e r i n g in the s u p e r f i c i a l fabric l a y e r is of g r e a t e r importance, whereas the s c a t t e r i n g f r o m the deeper l a y e r s is important in the second case. Thus, in the c a s e of the orange dye, the differences in the weaving s t r u c t u r e of the f a b r i c s examined m a n i f e s t t h e m s e l v e s m o r e c l e a r l y in the changes of b r i g h t n e s s and purity of color. The data of Table 1 indicate that the wavelengths ( k e f f ) f a b r , which d e t e r m i n e the c o l o r tone of the fabric, a r e shifted in all c a s e s relative to ( keff)dye = 380 nm, which l a t t e r value d e t e r m i n e s the c o l o r tone of the dye in the solution. The shift takes place toward longer wavelengths and is g r e a t e r the higher the s c a t t e r ing capability of the fabric (higher a) [4]. However, when the dye concentration i n c r e a s e s , the differences b e tween ( k e f f ) f a b r and (keff)dy e d e c r e a s e and p r a c t i c a l l y d i s a p p e a r in the limit at C = 2.0%. F i g u r e l c - d shows the concentration dependences of the b r i g h t n e s s and the purity of c o l o r for three fabr i c s with the s a m e weaving s t r u c t u r e (plain weave). In this c a s e substantial differences in the absolute values T r a n s l a t e d f r o m Zhurnal Prikladnoi Spektroskopii, Vol. 35, No. 3, pp. 502-507, September, 1981. O r i g i nal a r t i c l e submitted October 28, 1980.