有机颜料的定义,分类,中间体,合成方法
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• 普通性能有机颜料：偶氮类、酞菁类
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4
高性能有机颜料
• 具有很高的使用牢固度 • 结构上大多为多环类或稠环类化合物 • 9类
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5
苯并咪唑酮类 喹吖啶酮类 蒽醌类
偶氮缩合类
苝类
异吲哚酮和异吲哚啉类
二噁嗪类
吡咯并吡咯二酮
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改性酞菁类 6
合成颜料的基本反应
• 偶氮颜料：重氮化、偶合 • 重氮化：芳香族伯胺与亚硝酸作用生成重
• 具有生物活性，用于杀菌、疾病诊断等。 • 红药水、紫药水 • 疾病检测、DNA测序、荧光探针、光动力治疗 • 荧光探针：通过模拟天然化合物在分子和细胞水
平上“探测”结构和过程的荧光化合物。
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33
• 目前用于DNA序列的荧光染料主要是咕吨类和菁 类化合物，荧光多为黄、绿、红色，荧光量子产 串较高。
• 1974年Farnum发现：
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13
C.I.颜料红255：R3 = R4 = H，黄光红 C.I.颜料红254：R3 = H, R4 = Cl，红 C.I.颜料红264：R3 = H, R4 = Ph，蓝光红
可编辑ppt
14
可编辑ppt
15
苯腈中间体的合成
可编辑ppt
16
苝系颜料中间体 315-316
行结构上的改造，以开发出其新功能。
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21
有机电致发光材料
有机电致发光显示技术（OLED）的特点：
• 采用有机物，材料选择范围宽，可实现从蓝光到 红光的任何颜色的显示；
• 驱动电压低，只需3-10 V 的直流电压；
• 发光亮度和发光效率高；
• 全固化的主动发光；
• 视角宽，响应速度快（微秒量级）；
• 咕吨类染料：荧光素和若丹明类
活性基团如COOH、NCS用于与DNA分子片断结合
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34
化学发光色素
• 由化学反应而发光。 • 大多数是在氧化反应过程中发生能量转换所引起
的。 • 特点：常温发光，化学发光器件可以做成任意形
状，体积小、重量轻、成本低，无需外界能源。 • 用途：水下或其他各种场合。
8.3 有机颜料中间体
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1
有机颜料的特征
• 颜料VS染料：应用性能不同 • Dyes & Pigments • 以高度分散微粒状态使被着色物质着色的
有机化合物 • 颜料本身颜色=在底物上的颜色 • 不溶于水、不溶于有机溶剂 • 耐晒、耐候、耐热、耐酸碱、耐有机溶剂
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2
有机颜料的分类
• CLT酸（Cቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ）319 用于红色颜料
甲苯法、邻氯甲苯法、间甲苯胺法、对甲苯磺酰 氯法
• 2-羟基-3-萘甲酸（2,3-酸） 319
溶剂法、无溶剂法
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20
8.4 功能性色素
• 用于光、热、电、激光、生物、医药等特 殊领域、具有特定功能的色素。
• 功能染料 ✓从现有染料和颜料中挖掘其潜在的功能。 ✓参照现有的数以千计的有机色素的骨架进
• 色谱：黄、橙、红、紫、棕、蓝、绿等。 • 功能：普通颜料、高性能颜料、变色颜料、
珠光颜料、荧光颜料等。 • 使用性能：涂料专用、油墨专用、塑料专
用、橡胶专用、日用品专用等。 • 分子结构：偶氮类、非偶氮类（杂环）
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3
有机颜料发展的3个阶段
• 从无到有 • 高性能有机颜料的问世 • 改进生产工艺且应用多元化
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17
酞菁颜料中间体 317
• 18个π电子 • M = Cu、Fe、Co、Ni、Mg、Zn、Ca、Al。。。 • Cu酞菁：8种晶型 • 苯酐-尿素法、邻苯二腈法
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18
邻苯二腈的合成工艺
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19
芳香磺酸及羧酸衍生物中间体 318
• 2B酸 • 4B酸 318
红色颜料中用量最大的重氮组分中间体
• 制备过程简单，费用低；
• 超薄，重量轻；
• 可做在柔性衬底上，器件可弯曲、折叠。
✓ 可应用于室内照明、各种显示屏、坦克和飞机等 现代化武器中的显示终端等
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22
有机电致发光显示技术（OLED）需要高质量 的发光材料、性质优良的辅助材料。
✓空穴传输材料 ✓电子传输材料 ✓发光体材料
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35
草酸酯衍生物
荧光化合物
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36
光致变色色素
• 光致变色现象(photochromism)：化合物在 受光照射后，其吸收光谱发生改变的可逆 过程。
• 具有光致变色性质的物质称为光致变色材 料或光致变色色素。
• 用途：太阳眼镜片、服装、玩具、防伪油 墨等
氮盐的反应。 • 偶合：芳香族重氮盐与芳香胺、酚类或含
活泼亚甲基的化合物作用，生成偶氮化合 物的反应。亲电取代反应
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7
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8
喹吖啶酮类颜料中间体
• 具有优良的耐光、耐气候、耐热、耐溶剂、 耐迁移性能
• 橙红、紫色，色光鲜艳、着色力高 • 用于油漆、油墨、塑料 • 低毒 • 1935年研制成功、1958年提出成熟而实用
的制备方法，1960s’成为重要品种
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9
• 二溴对苯二甲酸法 P311-312
闭环催化剂：硼酸、聚磷酸、硫酸、苯甲酰氯、三氯化铝 瑞士Sondoz公司
• 对苯二酚、对苯二醌方法 312 BASF公司
Kolbe-Schmitt Reaction
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10
• 双乙烯酮法 312-313
瑞士Lonza（隆萨）公司
• 丁二酸酯或丁二酰基丁二酸酯（DMSS）法 313 Dupont公司开发
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11
1,4-吡咯并吡咯二酮颜料 314
• DPP系颜料 • 1983年Ciba研制成功 • 1986年DPP颜料问世 • 交叉共轭型发色基团 • Mp>350oC，耐高温
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12
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28
• 菁染料：分子内部含有多个次甲基(也称为 甲川基)组成的共轭链，共扼链两端或中间 连有杂环、芳环化合物、环烯化合物等与 共轭链组成一个大的π共轭体系，分子内部 的氢可被一定数目的各类取代基取代。
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29
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30
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31
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32
医疗诊断用色素
23
三芳基胺
空穴传输材料
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24
电子传输材料
苝类、噻吡喃硫酮类结构见教材
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25
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26
发光体材料
香豆素-6：柯达首次用于绿光领域的客分子
Tb(acac)3：绿光
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27
光盘用色素
• 可录式(CD-R)光盘 • 菁染料（绿盘）、酞菁染料（金盘） 、醌
类稠环芳香化合物
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高性能有机颜料
• 具有很高的使用牢固度 • 结构上大多为多环类或稠环类化合物 • 9类
可编辑ppt
5
苯并咪唑酮类 喹吖啶酮类 蒽醌类
偶氮缩合类
苝类
异吲哚酮和异吲哚啉类
二噁嗪类
吡咯并吡咯二酮
可编辑ppt
改性酞菁类 6
合成颜料的基本反应
• 偶氮颜料：重氮化、偶合 • 重氮化：芳香族伯胺与亚硝酸作用生成重
• 具有生物活性，用于杀菌、疾病诊断等。 • 红药水、紫药水 • 疾病检测、DNA测序、荧光探针、光动力治疗 • 荧光探针：通过模拟天然化合物在分子和细胞水
平上“探测”结构和过程的荧光化合物。
可编辑ppt
33
• 目前用于DNA序列的荧光染料主要是咕吨类和菁 类化合物，荧光多为黄、绿、红色，荧光量子产 串较高。
• 1974年Farnum发现：
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13
C.I.颜料红255：R3 = R4 = H，黄光红 C.I.颜料红254：R3 = H, R4 = Cl，红 C.I.颜料红264：R3 = H, R4 = Ph，蓝光红
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苯腈中间体的合成
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苝系颜料中间体 315-316
行结构上的改造，以开发出其新功能。
可编辑ppt
21
有机电致发光材料
有机电致发光显示技术（OLED）的特点：
• 采用有机物，材料选择范围宽，可实现从蓝光到 红光的任何颜色的显示；
• 驱动电压低，只需3-10 V 的直流电压；
• 发光亮度和发光效率高；
• 全固化的主动发光；
• 视角宽，响应速度快（微秒量级）；
• 咕吨类染料：荧光素和若丹明类
活性基团如COOH、NCS用于与DNA分子片断结合
可编辑ppt
34
化学发光色素
• 由化学反应而发光。 • 大多数是在氧化反应过程中发生能量转换所引起
的。 • 特点：常温发光，化学发光器件可以做成任意形
状，体积小、重量轻、成本低，无需外界能源。 • 用途：水下或其他各种场合。
8.3 有机颜料中间体
可编辑ppt
1
有机颜料的特征
• 颜料VS染料：应用性能不同 • Dyes & Pigments • 以高度分散微粒状态使被着色物质着色的
有机化合物 • 颜料本身颜色=在底物上的颜色 • 不溶于水、不溶于有机溶剂 • 耐晒、耐候、耐热、耐酸碱、耐有机溶剂
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有机颜料的分类
• CLT酸（Cቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ）319 用于红色颜料
甲苯法、邻氯甲苯法、间甲苯胺法、对甲苯磺酰 氯法
• 2-羟基-3-萘甲酸（2,3-酸） 319
溶剂法、无溶剂法
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20
8.4 功能性色素
• 用于光、热、电、激光、生物、医药等特 殊领域、具有特定功能的色素。
• 功能染料 ✓从现有染料和颜料中挖掘其潜在的功能。 ✓参照现有的数以千计的有机色素的骨架进
• 色谱：黄、橙、红、紫、棕、蓝、绿等。 • 功能：普通颜料、高性能颜料、变色颜料、
珠光颜料、荧光颜料等。 • 使用性能：涂料专用、油墨专用、塑料专
用、橡胶专用、日用品专用等。 • 分子结构：偶氮类、非偶氮类（杂环）
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有机颜料发展的3个阶段
• 从无到有 • 高性能有机颜料的问世 • 改进生产工艺且应用多元化
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17
酞菁颜料中间体 317
• 18个π电子 • M = Cu、Fe、Co、Ni、Mg、Zn、Ca、Al。。。 • Cu酞菁：8种晶型 • 苯酐-尿素法、邻苯二腈法
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18
邻苯二腈的合成工艺
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19
芳香磺酸及羧酸衍生物中间体 318
• 2B酸 • 4B酸 318
红色颜料中用量最大的重氮组分中间体
• 制备过程简单，费用低；
• 超薄，重量轻；
• 可做在柔性衬底上，器件可弯曲、折叠。
✓ 可应用于室内照明、各种显示屏、坦克和飞机等 现代化武器中的显示终端等
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有机电致发光显示技术（OLED）需要高质量 的发光材料、性质优良的辅助材料。
✓空穴传输材料 ✓电子传输材料 ✓发光体材料
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草酸酯衍生物
荧光化合物
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光致变色色素
• 光致变色现象(photochromism)：化合物在 受光照射后，其吸收光谱发生改变的可逆 过程。
• 具有光致变色性质的物质称为光致变色材 料或光致变色色素。
• 用途：太阳眼镜片、服装、玩具、防伪油 墨等
氮盐的反应。 • 偶合：芳香族重氮盐与芳香胺、酚类或含
活泼亚甲基的化合物作用，生成偶氮化合 物的反应。亲电取代反应
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8
喹吖啶酮类颜料中间体
• 具有优良的耐光、耐气候、耐热、耐溶剂、 耐迁移性能
• 橙红、紫色，色光鲜艳、着色力高 • 用于油漆、油墨、塑料 • 低毒 • 1935年研制成功、1958年提出成熟而实用
的制备方法，1960s’成为重要品种
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9
• 二溴对苯二甲酸法 P311-312
闭环催化剂：硼酸、聚磷酸、硫酸、苯甲酰氯、三氯化铝 瑞士Sondoz公司
• 对苯二酚、对苯二醌方法 312 BASF公司
Kolbe-Schmitt Reaction
可编辑ppt
10
• 双乙烯酮法 312-313
瑞士Lonza（隆萨）公司
• 丁二酸酯或丁二酰基丁二酸酯（DMSS）法 313 Dupont公司开发
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11
1,4-吡咯并吡咯二酮颜料 314
• DPP系颜料 • 1983年Ciba研制成功 • 1986年DPP颜料问世 • 交叉共轭型发色基团 • Mp>350oC，耐高温
可编辑ppt
12
可编辑ppt
28
• 菁染料：分子内部含有多个次甲基(也称为 甲川基)组成的共轭链，共扼链两端或中间 连有杂环、芳环化合物、环烯化合物等与 共轭链组成一个大的π共轭体系，分子内部 的氢可被一定数目的各类取代基取代。
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医疗诊断用色素
23
三芳基胺
空穴传输材料
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电子传输材料
苝类、噻吡喃硫酮类结构见教材
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发光体材料
香豆素-6：柯达首次用于绿光领域的客分子
Tb(acac)3：绿光
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光盘用色素
• 可录式(CD-R)光盘 • 菁染料（绿盘）、酞菁染料（金盘） 、醌
类稠环芳香化合物