《染料的分类》PPT课件
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CH2Cl 自由基取代
O Cl 已有取代基的置换
O
NaNO2 HCl
CuCl2 HCl
NH2 SO3H
HO3S
N+Cl-
CCl3
CF3
HF
HO3S
Cl
Cl
4-溴-1-氨基蒽醌-2-磺酸钠
O NH2
ClSO3H 130℃ O
O NH2 SO3H Br2
O
19 November 2020
Cl
O NH2 SO3H
为了构成染料的共轭体系并在分子中引入或形成上述各种 取代基团，苯、甲苯、萘、蒽醌、苊、芘、咔唑等有机原料要 经过磺化、硝化、卤化、氨化（引入氨基）、羟基化、还原、 氧化、烷化、柯尔培（Kolbe）、弗－克（Friedel-Craft）、偶合 等反应才能合成染料。
19 November 2020
这些反应主要可归纳为三类反应： 其一是亲电取代反应； 其二是芳环上已有取代基的亲核取代反应； 其三是形成杂环或新的碳环的反应，即成环缩合反应。 上述三类反应之间有着密切的联系。第一类取代反应常为后二类反 应准备条件，第一类反应引入的取代基的位置常常是进行第二类反 应时，由这个取代基转化所形成的新取代基的位置，而第三类反应 常需要由芳环上的取代基来提供C、N、S或O原子等以形成杂环或新 的碳环。
19 November 2020
磺化试剂和主要磺化法
磺化过程中磺酸基取代碳原子上的氢称为直接磺化；磺酸基 取代碳原子上的卤素和硝基称为间接磺化。常用的磺化试剂有 浓硫酸、发烟硫酸、三氧化硫和氯磺酸。
芳烃的磺化是一个可逆反应。磺化反应的难易取决于芳环上 取代基的性质。
CH3
CH3
CH3
H2SO 4
19 November 2020
NO2 混酸 35~50℃
3.卤化
卤化目的 1. 可改善染色性能，提高染料的染色牢度。四溴靛蓝的牢度 比靛蓝好，色更加鲜艳，牢度好。 2. 通过卤基（主要是－Cl、－Br）水解、醇解和氨化引入其 他基团，主要是－OH、－OR和－NH2 3. 通过卤基，进行成环缩合反应，进一步合成染料
磺化目的
通过引入磺酸基赋予染料水溶性。 染料分子中的磺酸基能和蛋白质纤维上的－NH3+生成颜色 键结合而赋予染料对纤维的亲和力。 通过亲核置换，将引入的磺酸基置换成其他基团，如－OH、 －NH2、－Cl、－NO2、－CN等，从而制备象酚、胺、卤代物、 硝基化合物、腈等一系列中间体。在染料中间体合成中主要是 －SO3Na经碱熔成－ONa的反应。
卤化试剂 常用的卤化试剂有氯气、溴素，有时也常用盐酸加氧化剂如 NaClO、COCl2在反应中获得活性氯。在染料合成中通过已有 －Cl、－取代基地置换可引入－F。
19 November 2020
Cl2 FeCl3
CH3 Cl2 hv
O NO2 Cl2
O
19 November 2020
Cl 亲电取代
O Br
4.胺化反应
目的
✓ 氨基是供电子基，在染料分子的共轭系统中引入氨基，
往往可使染料分子的颜色加深；
✓ 可以和纤维上的羟基、氨基，腈基等极性基团形成氢键， 提高染料的亲和力（或直接性）
✓ 通过芳伯胺重氮化，偶合，可合成一系列偶氮染料；
✓ 通过氨基可以引入其他基团；
✓ 生成杂环化合物。
19 November 2020
19 November 2020
从芳香族原料制得的中间体虽然品种繁多，但从分子结构 看，它们大多数是在芳烃环上含有一个或多个取代基的芳烃衍 生物。重 要取代基 有：－NH2 、－N(CH2CH2OH)2、 －OH 、－ OCH3、>C＝O、－NO2、－Br、－Cl、－SO3Na、－COOH、＝N＋ (CH3)2等。它们对染料的颜色、溶解度、化学性质和染色性能均 具有十分重要的意义。
SO3H
19 November 2020
NO2
H2SO4 SO3
NO2
SO3H
SO3H
SO3H
H 2SO<460℃
180℃ 转位
94%H 2 SO
165℃ 4 SO3H
SO3H
H2SO4 SO3 20~55℃
SO3H
HO3S
19 November 2020
SO3H
SO3H
SO3H H2SO4 SO3 HO3S
引入氨基的反应
硝基还原和氨解反应。
硝基还原反应：
催化加氢还原、在电解质中用铁屑还原、硫化碱还原和电 解还原。
NO2
NH2
19 November 2020
第二节 重要的单元反应
磺化 硝化 卤化 氨化反应 羟基化反应 烷基化和芳基化反应
（Freidel-Crafts）
考尔培（Kolbo-Schmitt） 反应
氨基酰化反应 氧化反应 成环缩合反应
19 November 2020
1.磺化(Sulfonation)
染料化学-------第二章
19 November 2020
第二章 中间体及重要的单元反应
引言 重要的单元反应 常用苯系、萘系及蒽醌中料 重氮化和偶合反应
19 November 2020
第一节 引言
合成染料是最早发展起来的有机合成工业，它的品种虽 然非常之多，但是这些合成染料主要是由为数不多的几种芳 烃（苯、甲苯、二甲苯、萘和蒽醌等）作为基本原料而制得 的。从这些基本原料开始，首先要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”。
Ar-H + HNO3
硝化目的
Ar-NO2 + H2O
百度文库
1.作为制取氨基化合物的一条重要途径。
NO2 [H] H+
NH2
NO2
Zn OH-
NH－NH
分子重排 H+
NH2
NH2
19 November 2020
2.硝基是一个重要的发色团，利用它的极性，加深染料颜色。 3.利用硝基的吸电子性，使芳环的其他取代基活化，易于发生亲核置换反应。 硝化试剂和硝化反应 常用的硝化试剂有硝酸和混酸（硝酸和浓硫酸混合物）。
H2SO4 165C H2SO4 SO3 165C
SO3H SO3H
O SO3H
O SO3H
O
H2SO4 SO3
H2SO4 SO3
Hg 165℃
O
HO3S O
H
2
SO
O
O
4 SO
3
SO3H
O
140℃
H2SO4 SO3
SO3H
O
HO3S
O
19 November 2020
2.硝化
在芳环上引入硝基的反应称为硝化
O Cl 已有取代基的置换
O
NaNO2 HCl
CuCl2 HCl
NH2 SO3H
HO3S
N+Cl-
CCl3
CF3
HF
HO3S
Cl
Cl
4-溴-1-氨基蒽醌-2-磺酸钠
O NH2
ClSO3H 130℃ O
O NH2 SO3H Br2
O
19 November 2020
Cl
O NH2 SO3H
为了构成染料的共轭体系并在分子中引入或形成上述各种 取代基团，苯、甲苯、萘、蒽醌、苊、芘、咔唑等有机原料要 经过磺化、硝化、卤化、氨化（引入氨基）、羟基化、还原、 氧化、烷化、柯尔培（Kolbe）、弗－克（Friedel-Craft）、偶合 等反应才能合成染料。
19 November 2020
这些反应主要可归纳为三类反应： 其一是亲电取代反应； 其二是芳环上已有取代基的亲核取代反应； 其三是形成杂环或新的碳环的反应，即成环缩合反应。 上述三类反应之间有着密切的联系。第一类取代反应常为后二类反 应准备条件，第一类反应引入的取代基的位置常常是进行第二类反 应时，由这个取代基转化所形成的新取代基的位置，而第三类反应 常需要由芳环上的取代基来提供C、N、S或O原子等以形成杂环或新 的碳环。
19 November 2020
磺化试剂和主要磺化法
磺化过程中磺酸基取代碳原子上的氢称为直接磺化；磺酸基 取代碳原子上的卤素和硝基称为间接磺化。常用的磺化试剂有 浓硫酸、发烟硫酸、三氧化硫和氯磺酸。
芳烃的磺化是一个可逆反应。磺化反应的难易取决于芳环上 取代基的性质。
CH3
CH3
CH3
H2SO 4
19 November 2020
NO2 混酸 35~50℃
3.卤化
卤化目的 1. 可改善染色性能，提高染料的染色牢度。四溴靛蓝的牢度 比靛蓝好，色更加鲜艳，牢度好。 2. 通过卤基（主要是－Cl、－Br）水解、醇解和氨化引入其 他基团，主要是－OH、－OR和－NH2 3. 通过卤基，进行成环缩合反应，进一步合成染料
磺化目的
通过引入磺酸基赋予染料水溶性。 染料分子中的磺酸基能和蛋白质纤维上的－NH3+生成颜色 键结合而赋予染料对纤维的亲和力。 通过亲核置换，将引入的磺酸基置换成其他基团，如－OH、 －NH2、－Cl、－NO2、－CN等，从而制备象酚、胺、卤代物、 硝基化合物、腈等一系列中间体。在染料中间体合成中主要是 －SO3Na经碱熔成－ONa的反应。
卤化试剂 常用的卤化试剂有氯气、溴素，有时也常用盐酸加氧化剂如 NaClO、COCl2在反应中获得活性氯。在染料合成中通过已有 －Cl、－取代基地置换可引入－F。
19 November 2020
Cl2 FeCl3
CH3 Cl2 hv
O NO2 Cl2
O
19 November 2020
Cl 亲电取代
O Br
4.胺化反应
目的
✓ 氨基是供电子基，在染料分子的共轭系统中引入氨基，
往往可使染料分子的颜色加深；
✓ 可以和纤维上的羟基、氨基，腈基等极性基团形成氢键， 提高染料的亲和力（或直接性）
✓ 通过芳伯胺重氮化，偶合，可合成一系列偶氮染料；
✓ 通过氨基可以引入其他基团；
✓ 生成杂环化合物。
19 November 2020
19 November 2020
从芳香族原料制得的中间体虽然品种繁多，但从分子结构 看，它们大多数是在芳烃环上含有一个或多个取代基的芳烃衍 生物。重 要取代基 有：－NH2 、－N(CH2CH2OH)2、 －OH 、－ OCH3、>C＝O、－NO2、－Br、－Cl、－SO3Na、－COOH、＝N＋ (CH3)2等。它们对染料的颜色、溶解度、化学性质和染色性能均 具有十分重要的意义。
SO3H
19 November 2020
NO2
H2SO4 SO3
NO2
SO3H
SO3H
SO3H
H 2SO<460℃
180℃ 转位
94%H 2 SO
165℃ 4 SO3H
SO3H
H2SO4 SO3 20~55℃
SO3H
HO3S
19 November 2020
SO3H
SO3H
SO3H H2SO4 SO3 HO3S
引入氨基的反应
硝基还原和氨解反应。
硝基还原反应：
催化加氢还原、在电解质中用铁屑还原、硫化碱还原和电 解还原。
NO2
NH2
19 November 2020
第二节 重要的单元反应
磺化 硝化 卤化 氨化反应 羟基化反应 烷基化和芳基化反应
（Freidel-Crafts）
考尔培（Kolbo-Schmitt） 反应
氨基酰化反应 氧化反应 成环缩合反应
19 November 2020
1.磺化(Sulfonation)
染料化学-------第二章
19 November 2020
第二章 中间体及重要的单元反应
引言 重要的单元反应 常用苯系、萘系及蒽醌中料 重氮化和偶合反应
19 November 2020
第一节 引言
合成染料是最早发展起来的有机合成工业，它的品种虽 然非常之多，但是这些合成染料主要是由为数不多的几种芳 烃（苯、甲苯、二甲苯、萘和蒽醌等）作为基本原料而制得 的。从这些基本原料开始，首先要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”。
Ar-H + HNO3
硝化目的
Ar-NO2 + H2O
百度文库
1.作为制取氨基化合物的一条重要途径。
NO2 [H] H+
NH2
NO2
Zn OH-
NH－NH
分子重排 H+
NH2
NH2
19 November 2020
2.硝基是一个重要的发色团，利用它的极性，加深染料颜色。 3.利用硝基的吸电子性，使芳环的其他取代基活化，易于发生亲核置换反应。 硝化试剂和硝化反应 常用的硝化试剂有硝酸和混酸（硝酸和浓硫酸混合物）。
H2SO4 165C H2SO4 SO3 165C
SO3H SO3H
O SO3H
O SO3H
O
H2SO4 SO3
H2SO4 SO3
Hg 165℃
O
HO3S O
H
2
SO
O
O
4 SO
3
SO3H
O
140℃
H2SO4 SO3
SO3H
O
HO3S
O
19 November 2020
2.硝化
在芳环上引入硝基的反应称为硝化