第九章 还原染料

O C C NH C C O
Br O Br NH C NH C C O Br
NH
Br
C
靛蓝
还原蓝2R
2.硫靛类还原染料 包括硫靛及其衍生物，大部分为红色染料。 硫靛是带蓝光的红色，色泽鲜艳度差，耐晒牢度较 低。 硫靛衍生物具有鲜艳的红色或紫红色，各项牢度好， 是重要的红色还原染料。
O C C S C C O S
2. 苯绕蒽酮类还原染料 染料分子中含有以下结构：
O
染料色泽鲜艳，颜色有紫、蓝、绿、灰、黑等深色， 染色性能良好，染色牢度好。
（1）紫蒽酮类
X O
X
O
O
O
紫蒽酮（还原深蓝BO） X＝NO2：阴丹士林黑BB X＝OCH3：阴丹士林艳绿FFB
（2）异紫蒽酮类
O
O
Br

Br
O
O
异紫蒽酮（还原紫R）
还原亮紫3B
O
CH3
Br Br
O C C C C O CH3 S Cl
Cl S
O
还原橙RRT
还原桃红R
§4 可溶性还原染料（印地科素，Indigosol） 还原染料染色过程复杂，匀染性差。 • 可溶性还原染料是还原染料隐色体的硫酸 酯碱金属盐，可溶于水。 • 靛族还原染料隐色体的硫酸酯碱金属盐— — 溶靛素； • 稠环酮类还原染料隐色体的硫酸酯碱金属 盐—溶蒽素。
苝四羧酸
N C N C O
O C N C N
还原艳橙GR
O C CH3O N C O C O O C N OCH3
还原大红R
§3 还原染料的性质 1. 还原染料的还原 不溶性的还原染料在保险粉（Na2S2O4）和 保险粉（ 保险粉 碱（NaOH）的作用下被还原成可溶性的 ） 隐色体（隐色酸钠盐）。
O
S N
N S
O
还原黄GCN
（二）蒽酮类还原染料
染料分子中含有蒽酮结构：
O
染料分子结构中一般不含取代基，个别染料含有 卤素原子。染料色泽鲜艳，颜色有蓝、绿、灰、 黑等色，具有良好的耐光牢度。
1. 黄蒽酮和芘蒽酮类还原染料
O
O
N N
O
O
黄蒽酮 芘蒽酮 芘蒽酮类还原染料为橙色或金桔色，因染料的光化 作用，染色后的纤维素织物存在光敏脆损 光敏脆损现象。 光敏脆损 黄蒽酮类还原染料为黄色，无光光敏脆损现象。
5. 染料结构与颜色的关系 （1）靛类结构的染料
O C C X C C O X
X： －O－ －S－ －NH－ －NCH3－ λmax (nm) 420 546 605 650 • X的给电子性越强，颜色越深。 • 苯环上取代基对颜色的影响较小，仅在570～ 635nm范围内。
(2) 在稠环酮类染料分子中引入给电子取代基， 颜色加深；给电子基的给电子性强，染料 颜色深。 取代基位置不同，深色效应不同。如蒽醌α位 深色效应大于β位。
3. 蒽缔蒽酮卤化物类还原染料
O X
X
O
X＝Cl： 还原艳橙GK X＝Br： 还原艳橙RK
4. 二苯并芘酮衍生物类还原染料
O X
X O
X＝H： 还原金黄GK X＝Br： 还原金黄RK
（三）萘四羧酸和苝四羧酸类还原染料
HOOC HOOC
COOH COOH
HOOC HOOC
COOH COOH
萘四羧酸
O [H] [O] O ONa ONa
浅黄色
红色（隐色体）
3. 隐色体电位 • 隐色体电位是指使染料刚好被还原成隐色体时 的还原电位。它是判断染料还原难易的一个指 标。 • 隐色体电位一般为负值，其绝对值越小，越易 被还原；其绝对值越大，越难还原。 隐色体电位（mV） 还原难易 还原蓝RSN -850 难 还原黄G -640 易 • 还原浴的氧化还原电位低于染料的隐色体电位 时，才能将染料还原。保险粉的氧化还原电位 可达-1137mV，足以还原所有还原染料。
9. 还原染料的光脆性 光脆性是指某些还原染料的印染织物， • 还原染料的光脆性 光脆性 在光的作用下会引起纤维脆损的现象。此时染料 的颜色并未发生变化。 • 具有光脆性的还原染料主要是部分黄色、红色、 橙色染料品种，少数为紫色、棕色品种；蓝色、 绿色等深色还原染料无光脆性。 • 染料的光脆性与染料分子结构有一定的关系。芘 蒽酮及其卤化物、具有噻唑结构的黄色蒽醌类还 原染料、二苯并芘醌系及蒽缔蒽酮系染料具有光 脆性。在硫靛结构的染料中，羰基两侧含有甲基 的染料一般具有光脆性。
O [H] [O] O
OH NaOH H+ OH
ONa
ONa
还原染料 不溶 对纤维无直接性
隐色酸
隐色体 可溶 对纤维有直接性
3. 染色过程复杂：还原—隐色体上染—氧化。 4. 色谱齐全，染色牢度好，耐晒和耐洗牢度优 良，但价格高。 5. 可用于纤维素纤维和维纶纤维的染色。 6. 染料形态包括：粉状、细粉状、超细粉、粒 状、浆状等剂型，可根据加工要求选择适当 形态的染料。 7. 某些黄、橙、红等浅色品种具有光敏脆损现 象。 8. 染料结构包括蒽醌类、靛类、稠环酮类等。
[H] 还原染料 [O] 隐色体
还原剂的氧化还原电位低于染料的氧化还原 电位时，才能将染料还原。
2. 染料与染料隐色体的颜色不同 靛类还原染料被还原成隐色酸钠盐后，颜色变 浅。
O C C NH C C [O] NH NH [H] ONa C C C C ONa NH
靛蓝 暗蓝色
O
隐色体 接近无色
蒽醌类还原染料被还原成隐色酸钠盐后， 颜色变深。蒽醌类还原染料的隐色体对纤 维的亲和力比靛类还原染料的隐色体高。
OCl NH O O
-
NH Cl O
蓝色，对纤维亲和 力良好
O[H]
脱氯反应
NH O O- NH
染色后色光变红， 耐氯牢度差
O[H]
过度还原
O
NH OO- NH
对纤维亲和力低， 染色后色光发暗
O-
（3）异构化反应
还原染料 [H] NaOH 隐色体
某些还原染料经还原后，若溶液的pH值既不能使染 料充分地形成隐色酸，又不足以保持其隐色体的 钠盐状态时，会发生分子重排现象，生成难溶于 水的蒽酚酮化合物。 蓝蒽酮类还原染料异构化倾向较强，而且一旦形成 蒽酚酮异构体而析出，即使加热也难以使其溶解。 对于容易发生异构化的染料应严格控制染液pH值。
CH2NH SO3Na
7. 染料结构与直接性 • 对于含有能与纤维素纤维形成氢键基团 （－NH2、－OH）的蒽醌类还原染料，稠 合苯环越多，染料分子的同平面性越好， 可形成氢键的数目越多，染料直接性越大。 • 对于不含可形成氢键基团的稠环酮类还原 染料，直接性与染料的分子大小有关，分 子越大，直接性越高。
O
NH
O [H]
ONa
NH
ONa
O CONH
O NHCO
NaOH
ONa CONH
ONa NHCO
ONa H2 O
水解
NH
ONa
NaO
NH2
NH2 ONa
• 在上述几种副反应中，除异构化反应外， 在隐色体浸染中，只要严格控制还原条件 和染色条件，一般可以避免；在悬浮体轧 染工艺中，由于还原剂和NaOH的浓度高， 汽蒸温度高，有些染料容易发生副反应。
O
O O O NH NH O
O O NH
O
O
O
还原橙6RTK
还原橙7RK
O
NHCO
O O NH
还原酱红RK
O
3. 咔唑类蒽醌还原染料
O O
O
NH
O
还原黄FFRK 特点：对纤维素纤维具有较高的亲和力，主 要是黄、棕、草绿等颜色，耐晒、耐漂牢度 好，染色匀染性好。
4. 蓝蒽酮类还原染料 染料分子结构中含有2个亚氨基，并形成吖嗪结构。
• 稠环酮类还原染料隐色体的溶解性是这类染料的重 要性能。隐色体的溶解度过小，难以配成较浓的染 液。 • 隐色体的溶解度与染料分子中亲水性基团、疏水性 基团及它们的位置有关。亲水性基团（如－NH－、 －NHCO－等）比例低，隐色体的溶解度低。 • 为增加隐色体的溶解度常在商品染料中加入助溶剂， 如溶解盐B。
§2 还原染料的种类 一、靛类还原染料 包括：靛蓝及其衍生物 硫靛及其衍生物 其他靛族染料（各种具有靛蓝和硫靛 混合结构的对称或不对称的还原染料）
1. 靛蓝类还原染料 包括靛蓝及其衍生物。 靛蓝颜色较暗，其隐色体对纤维的亲和力较低，升 华牢度较低。 靛蓝衍生物主要是氯或溴的衍生物，颜色比靛蓝鲜 艳，对纤维有较高的亲和力，耐晒牢度提高。
CH3 Cl O O C C NH OCH3 Cl
O C C S C C O
还原印花蓝G
还原大红2G
二、稠环酮类还原染料 染料色泽鲜艳，色谱较全，染色牢度好，特别 是耐晒和耐洗牢度，染色牢度一般优于靛 族类还原染料。 染料分子结构中含有羰基和芳环形成的醌，分 子较大，隐色体的钠盐对纤维具有很高的 亲和力。
O
O-
NH NH O NH O [H]
正常还原
O
O-
NH
O O O-
对纤维亲和力较高
NH [H]
过度还原
O-
O-
NH
O-
棕色，对纤维亲和力低
（2）脱卤反应 某些含氯的还原染料在剧烈还原条件下会发 生脱氯现象，脱氯后染料的色光改变，耐 氯牢度变差。
O Cl NH O O NH Cl O [H]
正常还原
(一)蒽醌衍生物 染料分子中含有蒽醌或其衍生物。 1. 酰胺类蒽醌还原染料 染料分子中含有一个或几个酰胺基，一般位 于蒽醌的α位。这类染料在热碱溶液中容 易水解，一般采用低温低碱的冷染法染色。
O
NHCO
O
NHCO NHCO