第四章 偶氮染料的制备原理
偶氮染料结构
偶氮染料结构偶氮染料是一种广泛应用于纺织、皮革、塑料、油墨和染料墨水等领域的染料。
其分子结构中含有偶氮基团（-N=N-），这是一种具有特殊性质的结构。
本文将介绍偶氮染料的结构特点及其应用。
偶氮染料的结构通常由两个苯环通过偶氮基团相连而成。
偶氮基团的结构为-N=N-，其中两个氮原子通过双键相连。
这个结构具有共轭体系，使得偶氮染料分子在可见光范围内吸收和发射特定的波长。
这也是偶氮染料具有鲜艳颜色的原因之一。
偶氮染料的结构可以通过化学合成来控制。
通过改变苯环的取代基或改变偶氮基团的结构，可以调节染料分子的吸收和发射波长，从而获得不同的颜色。
例如，若在苯环上引入电子吸引基团（如-NO2），可以使染料分子吸收和发射较长波长的光，呈现出红色或橙色；而引入电子供给基团（如-NH2），则可以使染料分子吸收和发射较短波长的光，呈现出蓝色或紫色。
偶氮染料具有很强的染色性能和良好的耐光性能，这使得它们在纺织和皮革工业中得到广泛应用。
染料分子能够与纤维表面形成氢键或离子键的相互作用，从而实现染料与纤维的结合。
同时，偶氮染料的分子结构稳定，不易受到光的照射而发生褪色，使染料具有较长的使用寿命。
此外，偶氮染料还可用于染料墨水的制备。
染料墨水通常用于打印机和标签打印等领域，偶氮染料的结构特点使其能够实现快速的染料溶解和均匀的染料分散，从而确保打印的质量和稳定性。
偶氮染料的结构还为其在光敏材料和光伏领域的应用提供了可能性。
光敏材料是一种能够吸收光能并将其转化为其他形式能量的材料。
偶氮染料的分子结构具有良好的光吸收特性，可以用于制备光敏材料。
光伏领域是利用光能产生电能的技术，偶氮染料可以作为光伏材料的组成部分，用于捕获光能并产生电流。
总结起来，偶氮染料具有特殊的分子结构，通过改变取代基和偶氮基团的结构，可以实现染料颜色的调节。
偶氮染料的结构特点赋予其在纺织、皮革、塑料、油墨和染料墨水等领域的广泛应用。
此外，偶氮染料的结构还为其在光敏材料和光伏领域的应用提供了可能性。
kaplow偶氮偶联法
kaplow偶氮偶联法kaplow偶氮偶联法是一种常用的有机合成方法，主要用于制备各种偶氮化合物。
本文将介绍kaplow偶氮偶联法的原理、步骤以及应用领域。
一、原理kaplow偶氮偶联法是通过苯胺类化合物与亚硝酸盐反应，生成偶氮中间体，并与另一苯胺类化合物发生偶联反应，形成偶氮化合物的方法。
该反应是通过亲核取代反应和亲电取代反应的结合实现的。
二、步骤1. 首先，将苯胺类化合物溶于适当的溶剂中，并加入亚硝酸盐。
2. 在低温下搅拌，使亚硝酸盐与苯胺类化合物反应生成偶氮中间体。
3. 然后，加入另一苯胺类化合物，使其与偶氮中间体发生偶联反应。
4. 最后，通过适当的处理，得到目标偶氮化合物。
三、应用领域kaplow偶氮偶联法广泛应用于有机合成领域，特别是用于制备具有偶氮结构的化合物。
具体应用包括：1. 染料合成：kaplow偶氮偶联法是合成偶氮染料的重要方法。
通过选择不同的苯胺类化合物和偶氮化合物，可以合成各种颜色和结构的染料。
2. 药物合成：偶氮化合物在药物研发中具有重要的应用价值。
kaplow偶氮偶联法可用于合成具有特定生物活性的偶氮类药物分子。
3. 功能材料合成：偶氮化合物在光电材料、液晶材料等领域有广泛的应用。
kaplow偶氮偶联法可用于制备具有特定功能的偶氮化合物，进而合成各种功能材料。
总结：kaplow偶氮偶联法是一种重要的有机合成方法，通过苯胺类化合物与亚硝酸盐的反应，可以制备各种偶氮化合物。
该方法具有简单、高效的特点，并在染料、药物和功能材料等领域有广泛应用。
随着有机化学研究的深入，相信kaplow偶氮偶联法将会得到更多的应用和发展。
偶氮染料实验报告
一、实验目的1. 了解偶氮染料的制备过程及原理。
2. 掌握重氮化与偶合反应在染料合成中的应用。
3. 熟悉实验室安全操作规范。
二、实验原理偶氮染料是由偶氮基（-NN-）连接芳基的一类有机化合物。
在染料分子结构中，偶氮基常与一个或多个芳香环系统相连构成一个共轭体系，从而作为染料的发色体。
偶氮染料的制备通常采用重氮化与偶合反应，通过中间体制得。
重氮化反应是指芳伯胺与亚硝酸钠在酸性条件下反应生成重氮盐，偶合反应是指重氮盐与芳胺或酚类化合物在碱性条件下反应生成偶氮染料。
三、实验材料与仪器材料：1. 苯胺2. 亚硝酸钠3. 盐酸4. 硫酸5. 2-萘酚6. 氢氧化钠7. 碳酸钠8. 水浴锅9. 烧杯10. 玻璃棒11. 滤纸仪器：1. 研钵2. 烧杯3. 玻璃棒4. 滤纸5. 水浴锅6. 移液管7. 滴定管8. pH计四、实验步骤1. 准备重氮盐：将苯胺和亚硝酸钠按照一定比例混合，加入适量盐酸，搅拌溶解后转移至水浴锅中加热至50℃左右，维持30分钟，得到重氮盐溶液。
2. 准备偶合剂：将2-萘酚和氢氧化钠按照一定比例混合，加入适量水，搅拌溶解后转移至烧杯中。
3. 偶合反应：将重氮盐溶液滴加到偶合剂溶液中，边滴加边搅拌，控制温度在30℃左右，维持30分钟。
4. 结晶：将反应液过滤，收集滤液，加入适量碳酸钠调节pH值至7-8，冷却至室温，析出晶体。
5. 洗涤、干燥：将晶体用少量冷水洗涤，去除杂质，然后用滤纸吸干水分。
五、实验结果与分析实验成功制备出偶氮染料，其颜色为红棕色。
通过观察染料的颜色和结晶形态，可以初步判断实验成功。
六、实验讨论1. 重氮化反应过程中，温度和反应时间对重氮盐的生成有重要影响。
温度过高或时间过长会导致重氮盐分解，影响偶合反应的进行。
2. 偶合反应过程中，温度和pH值对偶氮染料的生成有重要影响。
温度过高或pH值过低会导致偶氮染料分解，影响实验结果。
3. 实验过程中，应严格控制反应条件，以确保实验成功。
偶氮染料甲基橙的制备
产品质量检测 取少许甲基橙 加几滴稀盐酸 溶于水中 观察颜色 变化 加5%NaOH 中和 观察颜色 变化
操作要点和说明
重氮盐制备过程中，要严格控制温度。反应温度若高 于5℃，生成的重氮盐易水解成酚，降低产率。
误食亚硝酸钠有致癌作用，请戴手套操作，在通风橱 称量。 重结晶操作需迅速，否则产物呈碱性，在温度高时易 变质。
试剂：对氨基苯磺酸晶体，5%NaOH溶液，亚硝酸 钠，浓盐酸，冰醋酸，N,N-二甲基苯胺，乙醇， 乙醚，淀粉-碘化钾试纸，稀盐酸（5%）
实验步骤
一试管中加入 0.8gNaNO2和6mL水
2g对氨基苯磺酸晶体、 10mL 5%NaOH溶液加入 100mL烧杯 边搅拌边加入 3.0mL浓盐酸和 10mL水的混合溶液
冰水浴中 进一步冷却
抽滤
粗品
甲基橙纯化实验步骤
将粗产品倒入 100 mL烧杯 加入10 mL水 成悬浮液 减压抽滤 加入10 mL 乙醇 减压抽滤 加入10 mL 乙醚
减压抽滤
加1% NaOH 每克20mL
恒温30℃加热至 冷却 重结晶 减压抽滤 完全溶解
依次用少量 减压抽滤得 水、乙醇洗涤 片状晶体
盐而难溶于无机酸，较难重氮化，一般采用逆重氮化，先 将取代芳胺溶于碱性溶液中，再加入亚硝酸盐，最后加酸。
2、偶联反应：在弱碱或弱酸条件下，重氮盐和酚、芳 胺类化合物作用，生成偶氮基（-N=N-）将两分子中的
芳环偶联起来的反应称为偶联反应。
反应方程式
NH2 SO3H + NaOH NH2 SO3-Na+ + H2O
操作要点和说明
用水、乙醇、乙醚等溶剂洗涤时，要停止抽滤，使产品与各
溶剂有充分的接触时间，达到充分洗涤的目的。
偶氮染料
偶氮染料【关键词】偶氮染料；重氮化；偶合；染料禁用【摘要】偶氮染料是现染料市场中品种数量上最多的一种染料，由染料分子中含有偶氮基而得名。
其生产过程中最主要的化学过程为重氮化与偶合反应，其反应过程并受多种反应条件的影响。
偶氮染料在应用上具有因合成工艺简单、成本低廉、染色性能突出等优点，但是其会发生还原反应形成致癌的芳香胺化合物，因此部分偶氮染料遭到禁用。
【正文】一、偶氮染料基本介绍（一）偶氮染料定义在染料分子结构中，凡是含有偶氮基的统称为偶氮染料。
偶氮染料是合成染料中品种最多的一类，约占合成染料品种的50%以上，在应用上包括酸性、冰染、直接、活性、阳离子等染料类型。
广泛用于多种天然和合成纤维的染色和印花，也用于油漆、塑料、橡胶等的着色。
（二）常见偶氮染料举例——苏丹红苏丹红是一类合成型偶氮染料,其品种主要包括苏丹红1号、苏丹红2号、苏丹红3号和苏丹红4号,主要用于溶剂、油、蜡、汽油增色以及鞋和地板等的增光。
肯德基苏丹红事件：05年三月，肯德基快餐厅的部分食品以及调料中发现含有致癌物质“苏丹红一号”成份。
肯德基所属的百胜餐饮集团16日傍晚在上海发表公开声明，宣布肯德基新奥尔良烤翅和新奥尔良烤鸡腿堡调料在15日检查中被发现含有苏丹红(1号)成分，国内所有肯德基餐厅即刻停止售卖这两种产品，同时销毁所有剩余调料。
“苏丹红”并非食品添加剂，而是一种化学染色剂。
该物质具有偶氮结构，由于这种化学结构的性质决定了它具有致癌性，对人体的肝肾器官具有明显的毒性作用。
（三）偶氮染料分类按分子中所含偶氮基数目可分为：单偶氮染料Ar─N＝N─Ar─OH(NH2)双偶氮染料Ar1─N＝N─Ar2─N＝N─Ar3三偶氮染料Ar1─N=N─Ar2─N=N─Ar3─N=N─Ar4式中Ar为芳基。
随着偶氮基数目的增加，染料的颜色加深。
（四）偶氮染料特点⑴市场占有率大：市场上70%左右的合成染料是以偶氮化学为基础合成的，产量大，品种多。
不溶性偶氮染料
红色盐B
SO3Na
(4) 稳定的重氮芳磺酸盐 某些不易生成复盐的重氮化合物往往能和芳族磺酸生 成稳定的重氮盐。 常用的芳磺酸是1,5-萘二磺酸。例如红色盐B就是如下 的重氮芳磺酸盐：
5.3.3 色基和色盐的命名
色基的命名以“色基+色称+尾注”的方式作 为色基的名称，但在习惯上也常表示为“色 称+色基+尾注”。色盐的命名方法是把相应 的“色基”改为“色盐”。如色基紫B常表 示为“紫色基B” ，“色盐蓝VB” 常表示为 “蓝色盐VB”。
O
OCH3 OH
C NH O
O
O
OCH3
H C NH
Cl
N OH
2-羟基蒽3-甲酰邻甲苯胺 色酚AS-GR(C.I.偶合组分36)
3-羟基氧芴-2-甲酸的衍生物 色酚AS-BT（C.I.偶合组分16）
咔唑邻羟基甲酰芳胺 色酚AS-LB(C.I.偶合组分15)
5.2.4 色酚与纤维的直接性
色酚分子中酰胺键与两边芳环间构成的共轭系统影响色酚对 纤维素纤维的直接性。
酰基乙酰胺类都适合得到黄色，在尾注中都带有字母G。
取代基团对色酚染色性能的影响：
在2-羟基萘-3-甲酰芳胺的芳核上引入各种基团，将使 生成的染料颜色发生变化。不同取代基的深色效应按照下 列顺序排列：
-NO2 > -Cl > -CH3 > -H > -OCH3 同一取代基，由于位置不同，深色效应也不同。通常 在酰胺基的对位时，颜色最深，间位稍浅，邻位最浅。
第三节 色基和色盐
5.3.1 色基
色基是不含水溶性基团的芳胺类，带有氯原子、硝基、 氰基、三氟甲基、芳胺基、甲砜基（-SO2CH3)、乙砜基(SO2C2H5)或磺酰胺基(-SO2NH2)等取代基的苯胺、甲苯胺 或甲氧基芳胺。
偶氮染料还原脱色原理
偶氮染料还原脱色原理下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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偶氮化反应机理
偶氮化反应机理引言：偶氮化反应是一类重要的有机合成反应，广泛应用于药物合成、染料合成、高分子合成等领域。
本文将介绍偶氮化反应的机理，并探讨其在有机合成中的应用。
一、偶氮化反应的定义与特点偶氮化反应是指通过将一种含有两个氨基基团的化合物与一种含有两个氮氧基（N2O）的化合物反应，生成含有偶氮基团（-N=N-）的产物。
该反应通常在碱性条件下进行，反应产物常具有鲜艳的颜色，并且具有较好的稳定性。
二、偶氮化反应的机理偶氮化反应的机理通常分为两步：氨基基团的脱水和偶氮基团的生成。
1. 氨基基团的脱水偶氮化反应通常在碱性条件下进行，碱的作用是为了去质子化氨基基团，使其成为更好的脱水剂。
在碱性条件下，氨基基团中的一个氨基质子化，形成氨基离子（NH2-）。
氨基离子的亲核性强，可以攻击另一个氨基基团中的质子，形成氨基亚磺酸盐中间体。
该中间体在碱性条件下容易水解，生成氨气和亚磺酸盐。
亚磺酸盐是一个良好的脱水剂，可以使体系中的水分子脱离，为下一步的偶氮基团生成提供条件。
2. 偶氮基团的生成偶氮基团的生成是偶氮化反应的关键步骤。
在脱水的基础上，亚磺酸盐中的一个氧原子攻击另一个亚磺酸盐中的氮原子，形成一个氮氧键。
同时，氮氧键的形成使亚磺酸盐分子中的一个氧原子带正电，而另一个氧原子带负电。
随后，在碱的作用下，负电荷的氧原子脱去质子，生成偶氮基团。
最终生成的偶氮基团可与其他化合物发生偶氮化反应，生成各种偶氮化合物。
三、偶氮化反应在有机合成中的应用由于偶氮化反应可以生成具有鲜艳颜色的偶氮化合物，因此被广泛应用于染料合成领域。
通过选择不同的底物和反应条件，可以合成出各种颜色的染料。
此外，偶氮化反应还可以应用于药物合成。
一些药物分子中含有偶氮基团，通过偶氮化反应可以有效地合成这类药物。
此外，偶氮化反应还可以用于高分子合成，通过在高分子链上引入偶氮基团，可以赋予高分子特殊的性质，如荧光、导电等。
结论：偶氮化反应是一类重要的有机合成反应，其机理包括氨基基团的脱水和偶氮基团的生成。
偶氮染料
3-2-1——慢性毒性
• 慢性口服剂量参考值（RFD）：在饮用水 的含量为20mg/L时，会引起脑部细胞液泡 化，改变小鼠的肝脏细胞。对氨基联苯的 RFD为o.oo3mg/ （kg*d）
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12
3-2-2——致癌效应
• 充分的分子流行病学研究和病理数据表明：人类 职业性接触对二氨基联苯会诱发肿瘤或旁观癌变。 最长潜伏期为16a
3Hale Waihona Puke 2、氮染料的作用• 市场上用量最多大的是单偶氮染料和双偶 氮染料
• 偶氮染料色谱齐全，色光良好是，染色牢 度较高，是最重要的一类和成染料
• 目前世界上约三分之二的合成染料是偶氮 染料，估计有2000个品种近60万吨年产量
4
3、偶氮染料的危害
• ——以对二氨基联苯为基础的偶氮染料的 毒性为例
5
3-1——作用机制
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• 另外，一些偶氮型染料和气代谢产物对氨 基芳香胺化合物会对人体皮肤过敏，过敏 性主要是由于染料活性基与皮肤蛋白质中 的氨基或硫基发生共价结合
9
3-2——毒性数据
• 对二氨基联苯是偶氮染料的基本组成物质， 美国环保署于1987年（最后修订日期为 2003.3.12）公布了对二氨基联苯的各种制 毒剂量
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4、禁用偶氮染料
• 并非所有偶氮染料都受禁止，受禁的只是经还原 会释出法例指定的23种芳香胺类的偶氮染料，约 有130种。这些受禁偶氮染料染色的服装或其他 消费品与人体皮肤长期接触后，会与代谢过程中 释放的成分混合并产生还原反应形成致癌的芳香 胺化合物，这种化合物会被人体吸收，经过一系 列活化作用使人体细胞的DNA发生结构与功能的 变化，成为人体病变的诱因。
偶氮染料
1
• 什么是偶氮染料？ • 偶氮染料的作用 • 偶氮染料的危害 • 禁用偶氮染料
偶氮染料显色原理
偶氮染料显色原理引言偶氮染料是一类在化学、生物学和纺织工业中广泛应用的化合物。
它们具有出色的显色性能，可用于染色、标记、检测和研究等多个领域。
本文将深入探讨偶氮染料的显色原理，了解它们的分子结构、工作机制以及应用范围，以帮助读者更深入地理解这一有趣的化学现象。
偶氮染料的基本结构偶氮染料的分子结构中包含一个或多个偶氮键（-N=N-），这是它们的共同特征。
这种结构赋予了偶氮染料独特的化学和光学性质。
在一个典型的偶氮染料分子中，两个氮原子通过双键相连，将两个芳香环（通常是苯环）连接在一起。
这个结构可以通过简单的合成方法来改变，以获得不同颜色和性质的染料。
偶氮染料的显色机制光吸收偶氮染料的显色机制始于光吸收。
当偶氮染料受到可见光的照射时，它们的分子中的双键（-N=N-）吸收光的能量，导致电子跃迁。
这个过程使染料分子从基态跃迁到激发态，产生了一个激发态染料分子。
不同偶氮染料吸收不同波长的光，因此它们呈现出不同的颜色。
色心形成激发态染料分子进一步经历一个化学反应，即色心形成。
在这个过程中，分子中的两个氮原子结合在一起，形成一个新的环状结构。
这个环状结构通常吸收可见光的某些波长，使染料呈现出显著的颜色。
这种环状结构是导致偶氮染料显色的关键因素。
色心的色彩偶氮染料的颜色取决于色心的结构和电子跃迁。
通过合理设计分子结构，可以调整色心的性质，以获得特定的颜色。
例如，一些偶氮染料呈现红色或橙色，而其他染料可能呈现绿色、蓝色或紫色。
这种调整使偶氮染料成为许多应用中的理想选择。
偶氮染料的应用纺织工业偶氮染料在纺织工业中被广泛使用，用于染色各种纤维材料，包括棉、丝、麻、聚酯等。
它们可以提供持久的颜色，并且具有较好的耐光和耐洗性能。
这些染料的多样性和稳定性使纺织品生产商能够生产出多彩的织物。
生物标记在生物学和医学领域，偶氮染料常用于标记生物分子，如蛋白质、核酸和细胞。
它们可以通过共价键或非共价键方式与目标分子结合，从而实现生物标记和检测。
偶氮染料
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• 生产过程中有三种带入致癌芳香胺的可能途径：
• 1、使用的原料中带入了致癌芳香胺，如同分异构 体的形式代入，他们会发生下列2/3的可能性
• 目前世界上约三分之二的合成染料是偶氮 染料，估计有2000个品种近60万吨年产量
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3、偶氮染料的危害
• ——以对二氨基联苯为基础的偶氮染料的 毒性为例
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3-1——作用机制
• 以对二氨基联苯为基础的偶按染料，分子 结构中含有可致癌的偶单键（-N=N-）。这 类染料与人体或动物体接触，会逐渐进入， 通过人体代谢中产生的还原性物质作用， 偶氮顺关键会被还原，变成氨基产生芳香 胺
精选完整性
• 慢性口服剂量参考值（RFD）：在饮用水 的含量为20mg/L时，会引起脑部细胞液泡 化，改变小鼠的肝脏细胞。对氨基联苯的 RFD为o.oo3mg/ （kg*d）
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3-2-2——致癌效应
• 充分的分子流行病学研究和病理数据表明：人类 职业性接触对二氨基联苯会诱发肿瘤或旁观癌变。 最长潜伏期为16a
偶氮染料
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• 什么是偶氮染料？ • 偶氮染料的作用 • 偶氮染料的危害 • 禁用偶氮染料
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1、什么是偶氮染料？
• 偶氮染料是指含有1个或1个以上的偶氮基 （-N=N-）于其连接部分至少含有一个芳香 族结构的染料，是印染企业在对不了机纺 织品或塑料制品惊醒染色加工时使用的一 种化学制剂
偶氮化反应机理
偶氮化反应机理引言：偶氮化反应是一种有机化学反应，通过将芳香胺与亚硝酸盐反应生成偶氮化合物。
这种反应在有机合成中广泛应用，可以用于合成染料、颜料、荧光剂等有机化合物。
本文将详细介绍偶氮化反应的机理。
一、偶氮化反应的基本概念偶氮化反应是指芳香胺与亚硝酸盐在适当条件下发生的一类反应，生成偶氮化合物。
这种反应是通过芳香胺中的氨基与亚硝酸盐中的亚硝基发生偶联反应而实现的。
偶氮化反应通常在酸性条件下进行，其中酸的作用是促进亚硝酸盐的生成。
二、偶氮化反应的机理偶氮化反应的机理可以分为三个步骤：亚硝化、互变异构和偶联。
1. 亚硝化偶氮化反应的第一步是亚硝化，即亚硝酸盐的生成。
亚硝酸盐可以由亚硝酸与酸性条件下的亚硝基反应生成。
在反应中，亚硝酸与酸之间发生酸碱反应，生成亚硝酸盐。
这个步骤的反应物是芳香胺和亚硝基，生成物是亚硝酸盐。
2. 互变异构互变异构是指亚硝酸盐中的氧原子与芳香胺中的氨基发生互变反应，重新排列成氮-氧键。
这个步骤的反应物是亚硝酸盐和芳香胺，生成物是亚硝酰胺。
3. 偶联偶联是指亚硝酰胺中的亚硝基与另一个芳香胺中的氨基发生偶联反应，生成偶氮化合物。
这个步骤的反应物是亚硝酰胺和另一个芳香胺，生成物是偶氮化合物。
三、偶氮化反应的影响因素偶氮化反应的速率和产率受到多种因素的影响，包括反应物的浓度、温度、酸碱度和反应时间等。
1. 反应物浓度反应物浓度越高，偶氮化反应的速率和产率就越高。
这是因为反应物浓度的增加可以增加反应物之间的碰撞频率，从而增加反应速率。
2. 温度偶氮化反应通常在室温下进行，但提高反应温度可以加快反应速率和提高产率。
这是因为温度的升高可以增加反应物的能量，促使反应物更容易发生反应。
3. 酸碱度偶氮化反应通常在酸性条件下进行，酸的作用是促进亚硝酸盐的生成。
酸碱度的改变会影响反应物的反应性，进而影响反应速率和产率。
4. 反应时间反应时间是指反应所需的时间。
反应时间越长，反应物之间的反应越充分，反应产率越高。
酸性偶氮染料的合成方法
酸性偶氮染料的合成方法
酸性偶氮染料是一类环境友好型染料，其具有优异的性能，是以市场为东胜的
染料。
本文主要介绍酸性偶氮染料的合成方法。
酸性偶氮染料的合成分为反应物的准备和染料的合成两部分。
首先我们需要准
备酸性偶氮助剂。
尤其是离子助剂，如硝酸脲、锂乙烯磺酰亚胺、乙亚磺酰胺和脲羧酸钠等，都能够有效增加染料活性，同时也可以促进酸性偶氮染料的晶体长度。
然后，我们需要准备染料前驱物，一般情况下，染料前驱物可以分为有机溶剂
部分、染料前体以及酸性偶氮助剂部分。
在此，如果需要合成高纯度的染料，最好使用纯化的有机溶剂，以避免非活性物质的残留。
接下来是染料前体，它需要具有优异的氧化稳定性，并具有足够的反应活性。
要求染料前体的反应物是完整的，同时也要准备空白材料，以了解染料的性能和纯度。
最后，就是染料的合成。
通常情况下，染料合成可以分为中温法和高温法。
在
中温法中，添加溶剂和离子助剂，搅拌均匀，尽快将反应物加入容器中，混合搅拌，保持恒温，使染料前体完全反应溶解，最后滤清染料液并与溶剂结晶晾干，可获得针对性染料产品。
总之，酸性偶氮染料的合成方法涉及准备反应剂、混合搅拌和反应的温度控制等。
若正确操作，则可以获得量大、质优、耐温性好的酸性偶氮染料。
偶氮染料的测定
偶氮染料的测定1. 引言偶氮染料是一类常用于纺织、印刷、染色等领域的染料。
其化学结构中含有两个氮气分子，使其具有鲜艳且富有色彩的特点。
偶氮染料的测定对于质量控制和产品研发具有重要意义。
本文将详细探讨偶氮染料的测定方法及其原理。
2. 偶氮染料的特性偶氮染料具有以下特性： - 高强度的色彩，可用于鲜艳的染色效果。
- 良好的亲水性，易于溶解于水中。
- 较高的耐光性，不易褪色。
- 对纤维材料有良好的附着力。
3. 偶氮染料的常用测定方法3.1 分光光度法3.1.1 原理分光光度法通过测量偶氮染料溶液在可见光区域的吸光度来确定其浓度。
偶氮染料溶液对特定波长的可见光有吸收作用，吸光度与浓度呈线性关系。
#### 3.1.2 操作步骤 1. 准备样品溶液，要求浓度在检测范围内。
2. 使用分光光度计设置好检测波长。
3. 通过测量空白溶液吸光度来校正仪器。
4. 测量样品溶液的吸光度，并根据标准曲线计算偶氮染料浓度。
3.2 比色法3.2.1 原理比色法利用偶氮染料溶液在特定条件下产生的颜色与浓度呈比例关系。
通过比较样品溶液与标准溶液的颜色深浅来确定偶氮染料的浓度。
#### 3.2.2 操作步骤 1. 准备一系列标准溶液，浓度范围覆盖待测样品。
2. 使用比色皿将样品溶液与各标准溶液一同放置。
3. 在特定条件下（如特定波长下照射特定光源）观察样品与标准溶液的颜色深浅。
4. 根据颜色深浅进行定性或定量分析。
4. 偶氮染料测定的实验步骤4.1 样品的制备1.将待测样品溶解于适量的溶剂中，制备成一定浓度的溶液。
2.如有需要，通过过滤等方法去除悬浮物。
4.2 分光光度法测定实验步骤1.设置分光光度计的检测波长。
2.测量空白溶液的吸光度，并记录。
3.依次测量样品溶液的吸光度，并记录。
4.利用吸光度数据和标准曲线计算样品溶液中的偶氮染料浓度。
4.3 比色法测定实验步骤1.准备一系列已知浓度的标准溶液。
2.采用相同的条件对标准溶液和待测样品进行比色。
第四章 偶氮染料的制备原理.
Ar N N +
慢
NH2
Ar N N
H
N+H2
Ar N N
NH2
亲电反应 偶合组分上电子云密度高，偶合能力强。
二、影响偶合反应的因素
1.重氮盐组分 重氮盐上吸电子取代基的吸电子性越强，吸
电子取代基数目越多，偶合反应越快。 2.偶合组分 偶合组分中给电子基的给电子能力越强，给
电子取代基数目越多，偶合反应越快。
4. 温度
温度升高，偶合反应速率加快，但重氮盐的 分解速率更快。偶合反应一般在低温下进 行。
5. 盐效应
偶合组分与重氮盐的电荷相反时，介质中盐浓 度增加，反应速率降低；
偶合组分与重氮盐的电荷相同时，介质中盐浓 度增加，反应速率增加；
偶合组分或重氮盐为电荷中性时，反应速率不 受介质中盐浓度的影响。
§3 合成偶氮染料的其他方法
Ar+ + H2O
碱性介质：
Ar N N X
ArOH + H+
Ar. + N2 + X.
Ar. + X.
ArX
2.对温度稳定性：受热易分解。 3.对光稳定性：对光敏感，易分解。 4.对金属稳定性
在酸性介质中，某些金属或金属盐，如铜、 铁、铅及其盐类，可加速重氮盐的分解。
四、重氮化方法
1.顺法（直接法）：将芳胺溶于稀酸中，在冷却 条件下进入亚硝酸钠，进行重氮化。
3.反应温度
• 温度较高时：重氮盐不稳定 HNO2易分解
• 一般控制在0～5℃；重氮盐稳定性好时， 可控制在10～15℃。
4.芳胺的碱性
芳胺的碱性强，有利于亚硝化反应；同时铵盐 的稳定性提高，游离芳胺浓度低，不利于重 氮化反应。
偶氮染料显色原理
偶氮染料显色原理
偶氮染料显色原理
偶氮染料是一类常用的艳丽染料，其显色原理主要是通过离子键和氢
键的相互作用实现的。
偶氮染料在水溶液中的结构为离子型，带有正负离子对，它们的显色
原理可以分为两种：一种是由于离子键的形成，另一种是由于氢键的
形成。
不同的偶氮染料其结构、分子量、分子构型和电性质等差异较大，因此，其色谱和显色方式亦有所不同。
以亚甲基蓝为例，其分子中有两个相同的偶氮基团，它们通过亚硝酸
的氧化还原反应可以将蓝色亚甲基蓝还原为无色且不能溶于水的邻胺
基蓝。
在弱酸性的介质中，由于邻胺基蓝中邻位氨基及其周围的苯环
中带有一个阳离子，在这个阳离子的带动下，亚氨基可以与邻位氨基
形成氢键，形成一个稳定的偶氮酚离子。
类似的，苯胺至沉淀性黄色的偶氮染料偶氮黄可以通过弱酸介质下引
入多个邻氨基带正电荷，使其形成一条条顺序合成的超分子组装结构。
氢键连接的由偶氮和邻氨基组成的，“偶氮基-氢键-苯胺偶联物”的
复合结构，呈“长条”状排列在一起，在阳离子带动下稳定组装形成
宏观的黄色精美西装。
总之，偶氮染料的显色原理是由于离子键和氢键的相互作用，带来蓝
色或黄色的显色化学反应。
在实际应用中，偶氮染料广泛应用于染色、染料墨水、洗涤剂、化妆品等领域，其色彩鲜艳，色彩稳定而且色彩
设计丰富，适用于跨越年龄和身份阶层的优雅艳丽的色彩需求。
偶氮染料、其制备方法及其用途[发明专利]
![偶氮染料、其制备方法及其用途[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/58e3df3480eb6294dc886cdd.png)
专利内容由知识产权出版社提供
专利名称：偶氮染料、其制备方法及其用途 专利类型：发明专利 发明人：拉尔夫·彼得曼,克里斯蒂安·苏皮盖尔,乌尔斯·劳科 申请号：CN200980135914 .6 申请日：20090923 公开号：CN10214 9775A 公开日：20110810
摘要：本发明涉及式(I)的染料，其中R和R各自相互独立为氢、乙烯基、烯丙基或C-C烷基，所述 C-C烷基为未取代的或被如下基团取代：氰基、羧基、羟基、C-C烷氧基或C-C芳基，R为氢、C-C烷 基或C-C芳基，R为氢、C-C烷基或C-C芳基、2-氰基-C-C烷基、2-烷氧基-C-C烷基、2-氧代-C-C烷 基，n为0、1或2，而D表示式(2)、(3)、(4 )、(5)、(6)或(7)的基团，其中R为氢、硝基、氰基或卤 素，R和R各自相互独立为氢、硝基、氰基或卤素，R和R各自相互独立为氢、硝基、氰基或基、C-C酰氨基或卤素，R和R各 自相互独立为氢、硝基、氰基、三氟甲基、羧基、C-C烷氧基羰基、C-C烷基磺酰基、C-C烷基磺酰氨 基、C-C酰氨基或卤素，R表示硝基、氰基或卤素而R为C-C烷基，R为硝基、氰基、三氟甲基、羧基、 C-C烷基磺酰基、C-C烷基磺酰氨基、C-C酰氨基或卤素，及其制备方法和其在将半合成和尤其是合成 疏水纤维材料，更尤其是纺织材料染色和印花中的用途。
第四章 偶氮染料的制备原理
+
O2N
CH SO3Na
CH
NO2 SO3Na
NaO3S
N
N
N
N
CH SO3Na
CH
N SO3Na
N
N
N
SO3Na
3.酮类或醌类缩合
O NH NH2 + O OH N N
4.亚硝基化合物与芳伯胺缩合
HO NO ArNH2 HO N N Ar
§4 偶氮染料的表示方法
在有些文献中，偶氮染料表示为： 重氮组分→ 重氮组分→偶合组分 表明染料的合成途径和结构。 如：苯胺→2-萘酚 → 重氮组分： 偶合组分： 偶氮染料：
H2N OH
H2N OH
HO3S
SO3H
HO3S
பைடு நூலகம்
合成双偶氮或多偶氮染料时，应先用弱偶合剂进行 反应，然后再用强偶合剂反应。如
H2N OH
HO3S
SO3H
有些氨基萘酚磺酸类偶合剂，只能进行一次偶合， 如
OH NH2 HO3S
判断是否能进行二次偶合？
NH2 OH HO3S
4. 温度 温度升高，偶合反应速率加快，但重氮盐的 分解速率更快。偶合反应一般在低温下进 行。 5. 盐效应 偶合组分与重氮盐的电荷相反时，介质中盐浓 度增加，反应速率降低； 偶合组分与重氮盐的电荷相同时，介质中盐浓 度增加，反应速率增加； 偶合组分或重氮盐为电荷中性时，反应速率不 受介质中盐浓度的影响。
§3 合成偶氮染料的其他方法
1. 氧化偶合 一些含氮杂环化合物难以重氮化，可采用含 氮杂环的腙与偶合剂在氧化剂存在下进行 偶合。
+
OH OH -2e R
+
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4.芳胺的碱性
芳胺的碱性强，有利于亚硝化反应和重氮化反应； 另一方面，由于其铵盐的稳定性提高，使游离芳 胺浓度低，不利于重氮化反应。
酸浓度低时， N－亚硝化是影响重氮化反应速率的 主要因素，芳胺碱性强，重氮化反应快； 酸浓度较高时，铵盐的水解难易是影响重氮化反应 速率的主要因素，芳胺碱性弱，重氮化反应快。
2．反应历程
（1）N－亚硝化反应：亲电反应
ArNH2
+ NOX
慢
Ar
NH
NO + HX
X：Cl，Br，ONO （2）形成重氮盐：
Ar NH NO
快 快
H+
Ar
N
N
OH
H+
Ar
N
N
3．重氮反应速率
在稀硫酸中：
ArNH2
+ NOX
H+
Ar
N
N
+ HX + H2O
2 HNO2
HNO2 + HCl
480 35000
二、对酸、碱稳定性
染料分子中有些基团在不同的pH条件下会发 生水解、离子化等现象，导致染料的颜 色、上染性能等发生变化。
D OH _ OH _ D O
D
_ NH
2
H
_ D N +H3
酯基、酰胺基、氰基在碱性条件下会发生水解。
三、氧化剂、还原剂对偶氮染料的作用
偶氮染料在还原剂作用下会发生褪色：
第四章 偶氮染料的制备原理
（1）重氮化反应
ArNH2 + HNO2 低温 Ar N N X + NaX + H2O
重氮盐 ArNH2：重氮组分 HNO2：重氮化试剂 （2）偶合反应 重氮盐 ＋ 偶合剂 偶氮染料
Ar N N + Ar'NH2
低温
Ar
N
Nபைடு நூலகம்
Ar'
NH2
§1重氮化反应
ArNH2 + HX + NaNO2
三、重氮化合物的稳定性
1.重氮盐pH稳定性 重氮盐的结构随pH而变化：
Ar N N OH H+ Ar N N OH OH H+ Ar N N OH O H+ Ar N N O
pH<6，较稳定
不稳定
pH=11
pH>13，无偶合能力
重氮盐在酸性、碱性条件下都不稳定，会发 生分解： 酸性介质： Ar N N X Ar +
NH2 OH HO3S
4. 温度 温度升高，偶合反应速率加快，但重氮盐的 分解速率更快。偶合反应一般在低温下进 行。 5. 盐效应 偶合组分与重氮盐的电荷相反时，介质中盐浓 度增加，反应速率降低； 偶合组分与重氮盐的电荷相同时，介质中盐浓 度增加，反应速率增加； 偶合组分或重氮盐为电荷中性时，反应速率不 受介质中盐浓度的影响。
低温
Ar
N
N X + NaX + H2O
重氮盐 （亲电反应） X： －Cl、－Br、－NO3、HSO4，HX常用 HCl、H2SO4 ArNH2：重氮组分 HNO2：重氮化试剂
一、反应机理
1．亲电试剂 2 HNO2 N2O3 + H2O 在稀酸介质中： 在稀HCl介质中： HNO2 + HCl NOCl + H2O 在冷浓硫酸介质中： HNO2 + H3+O NO+ + 2 H2O 亲电试剂： 在稀硫酸中：N2O3 在稀HCl中：NOCl、N2O3 在稀HBr中：NOBr、N2O3 在浓硫酸中：NO+ 亲电性：NO+> NOBr > NOCl > N2O3
H2 N OH
H2N OH
HO3S
SO3H
HO3S
合成双偶氮或多偶氮染料时，应先用弱偶合剂进行 反应，然后再用强偶合剂反应。如
H2 N OH
HO3S
SO3H
有些氨基萘酚磺酸类偶合剂，只能进行一次偶合， 如
OH
O H N N Ar NH2 HO3S
Ar N N OH NH2
NH2 HO3S
HO3S
判断是否能进行二次偶合？
NH2
多偶氮染料常在箭头上用[1]、[2]…表示偶合 反应的次序，如
对硝基苯胺 [1] H
H酸
[2] OH
苯胺
§5 偶氮染料的结构和性质
一、互变异构 1.几何异构
N N
光
N
N
λmax (nm) 319 ε 22000
280 5260
2.偶氮式与腙式互变异构
N N OH NH N O
λmax (nm) 410 ε 25000
H2N SO3H H3N SO3
3．亚硝酰硫酸重氮化法 • 将亚硝酸钠加入到浓硫酸中，边搅拌边缓 慢升温到70℃，保温溶解，冷却到室温， 形成亚硝酰硫酸（NOSO4H），再加入芳 胺进行重氮化。 • 适用于碱性极弱的芳胺。这类芳胺一般含 有多个吸电子基，如1－氨基蒽醌。
§2 偶合反应
重氮盐 ＋ 偶合剂 偶氮染料 偶合剂： （1）酚：如苯酚、萘酚及其衍生物 （2）芳胺：如苯胺、萘胺及其衍生物 （3）活泼亚甲基化合物：如
§3 合成偶氮染料的其他方法
1. 氧化偶合 一些含氮杂环化合物难以重氮化，可采用含 氮杂环的腙与偶合剂在氧化剂存在下进行 偶合。
N
N
NH2
-2e
N
N
NH -2e
OH
OH
N
N
N
R
R
R
用于制备羟基在β位的杂环类分散染料和氮杂 菁的阳离子染料。
2.硝基化合物缩合法 用于制备某些二苯乙烯类偶氮染料
2 NaO3S N N NH2 + O2N CH SO3Na NaO3S N N N N CH SO3Na CH N SO3Na N CH NO2 SO3Na N N SO3Na
二、影响重氮化反应的因素
1.酸的用量和浓度 无机酸的作用： A：芳胺溶解
ArNH2
（不溶）
+ H+
ArNH3+
（溶解）
ArNH2 + H+
（游离胺）
B：与NaNO2反应生成HNO2
酸的用量： • 酸用量不足时：发生自偶合反应 重氮盐易分解 • 酸用量过多时：不利于铵盐的水解，影响 游离芳胺的生成，重氮化反应速率降低。 • 酸应适当过量：通常芳胺与酸的摩尔比为 Ar－NH2 : 酸＝1: (2.5～4)
3.介质pH值
A. pH值不同，反应速率不同。
lgυ
酚 芳胺
pH
• • •
酚：最佳反应pH值9～10 芳胺：最佳反应pH值4～7 吡唑啉酮：最佳反应pH值7～9
B. pH值不同，偶合反应位置不同。 对于氨基萘酚磺酸，介质pH值不同，偶合位置 不同。 给电子性：－O- ＞－NH2 ＞－OH 在碱性条件下偶氮基进入羟基的邻位； 在弱酸性条件下偶氮基进入氨基的邻位。
1.顺法（直接法）：将芳胺溶于稀酸中，在冷却 条件下进入亚硝酸钠，进行重氮化。 适用于碱性较强的芳胺：胺:酸＝1:2.5 (mol) 碱性较弱的芳胺：胺:酸＝1:3.5 2.逆法：将芳胺和亚硝酸钠的中性或碱性混合液， 加入到冷的无机酸中进行重氮化。 适用于含磺酸基或羧基的芳胺。这些芳胺可形成 分子内盐，难溶于水。如
Ar N N Ar'
还原
Ar
NH2 + Ar'
NH2
还原剂：保险粉的碱性溶液、二氯化锡的酸性溶 液等。 偶氮染料在强氧化剂作用下会发生分解而褪色。
CH3COCH2CONH
（4）氨基萘酚磺酸类：如H酸、J酸等。
一、偶合机理
Ar N N + NH2
慢
Ar
N
N H
N+H2
Ar
N
N
NH2
亲电反应 偶合组分上电子云密度高，偶合能力强。
二、影响偶合反应的因素
1.重氮盐组分 重氮盐上吸电子取代基的吸电子性越强，吸电子取 代基数目越多，偶合反应越快。 2.偶合组分 偶合组分中给电子基的给电子能力越强，给电子取 代基数目越多，偶合反应越快。 偶合组分中给电子基决定偶合位置： 苯胺、苯酚主要在对位偶合；若对位有取代基，则 在邻位偶合。 1-萘酚、1-萘胺的3位有取代基时，一般在邻位偶合。 2-萘酚、2-萘胺一般在1位偶合。
N2O3 + H2O
NOCl + H2O
d [ ArN 2 ] K '1 [ ArNH 2 ][N 2 O3 ] K1[ ArNH 2 ][HNO2 ]2 dt
在稀盐酸中：
d [ ArN 2 ] K1[ ArNH 2 ][HNO2 ]2 K 2 [ ArNH 2 ][HNO2 ][H ][Cl ] dt
N2 + X
Ar+ + H2O
ArOH + H+
Ar. + N2 + X.
碱性介质：
Ar N N X
Ar.
+
X.
ArX
2.对温度稳定性：受热易分解。 3.对光稳定性：对光敏感，易分解。 4.对金属稳定性 在酸性介质中，某些金属或金属盐，如铜、 铁、铅及其盐类，可加速重氮盐的分解。
四、重氮化方法
2.亚硝酸用量
• 亚硝酸不足时：发生自偶合反应 • 亚硝酸过多时： ①过量的HNO2分解 ②产生其他副反应（使偶合组分亚硝化、氧 化、或其他旁支反应） • 亚硝酸应适当过量。 • HNO2过量较多时，可采用尿素或氨基磺 酸分解。
3.反应温度
•
•
温度较高时：重氮盐不稳定 HNO2易分解 一般控制在0～5℃；重氮盐稳定性好时， 可控制在10～15℃。