染料合成及应用实验

O2N
HCl
NH2 NaNO2
O2N
N2Cl
O2N
N=N
N
N
四．实验内容
1．对硝基苯胺的重氮化 称量 1.38g 对硝基苯胺于 100mL 烧杯中，加入 20mL 水和 3.6mL 浓盐酸，
搅拌加热至 70℃溶解，冰浴下迅速加入少量碎冰于溶液中，有黄色细颗粒状固 体析出。称量 0.73g 过量 5%的亚硝酸钠于烧杯中，加入 5mL 水搅拌溶解，冰浴 下迅速加入到上述对硝基苯胺盐酸溶液中。溶液为淡黄色，刚果红试纸检测变蓝， 淀粉碘化钾试纸检测瞬间变蓝，冰浴 0-5℃下搅拌 30min。埃利希试剂渗圈检测 反应终点。加入少量氨基磺酸，除去过量亚硝酸，淀粉碘化钾试纸检测 3-5s 内 不变蓝。
在单偶氮染料的溶液中加入 8mL 30%的氢氧化钠溶液及少量碎冰，在搅拌 下于 15min 左右加入苯胺重氮盐溶液，偶合温度在 10℃以下，保持介质 pH 8.4-8.7，如达不到可用 10%的碳酸钠溶液调节 pH，反应用间苯二酚溶液做渗圈 试验检查无苯胺重氮盐后，再搅拌 1h，按体积加 13%的氯化钠盐析，过滤，滤 饼在 90℃左右干燥。 六．注意事项 1．对硝基苯胺重氮化时亚硝酸钠应一次性迅速加入； 2．严格遵守偶合反应的加料顺序以及偶合反应的 pH 值； 3．应根据所用药品的含量计算实际使用量。 七．思考题 1．第一次偶合时，为什么要将 H 酸向重氮盐中滴加？ 2．如果 H 酸先在碱性介质中偶合，结果如何？ 3．对硝基苯胺与苯胺的重氮化反应速度有明显差别，重氮化时亚硝酸钠的加入
3
80℃，保温1h
染料、丝绸 室温
升温
降温 水洗、晾干
酸性染料染色工艺曲线
四．实验过程 丝绸每块剪成 0.5g。准确称量 1.0g 酸性蒽醌艳蓝，定容配成 100mL 染液，
即染液浓度为 10g/L。按照 2%色度，1:30 的浴比，染色温度 80℃，染色时间 60min 的条件，用 1mL 移液管分别移取 3 份 1mL 染液放入 3 个烧杯中，分别加水配成 15mL 染液，滴加配好的 2%的稀盐酸溶液依次调节 pH=2，4，6，把丝绸放入烧 杯中，做 pH 值不同的条件实验。1h 染色完毕，取出布样，水洗，晾干，观察丝 绸上色情况。
N2Cl R NO2 顺法快速
四．实验过程
R SO3H 反法
1．对硝基苯胺的重氮化 称量 1.38g 对硝基苯胺于 100mL 烧杯中，加入 20mL 水和 3.6mL 浓盐酸，
搅拌加热至 70℃溶解，冰浴下迅速加入少量碎冰于溶液中，有黄色细颗粒状固 体析出。称量 0.73g 过量 5%的亚硝酸钠于烧杯中，加入 5mL 水搅拌溶解，冰浴 下迅速加入到上述对硝基苯胺盐酸溶液中。溶液为淡黄色，刚果红试纸检测变蓝， 淀粉碘化钾试纸检测瞬间变蓝。冰浴 0-5℃下搅拌 30min。埃利希试剂渗圈检测 未变色。加入少量氨基磺酸，除去过量亚硝酸，淀粉碘化钾试纸检测 3-5s 内不
5
3．苯胺的重氮化 在 50mL 的烧杯中加 10mL 水，3mL 浓盐酸，再慢慢加入 1mL 苯胺，搅拌
10min 后加入少量碎冰降温至 0℃左右。称量 0.7g 亚硝酸钠溶于 5mL 水，冰浴 搅拌下，慢慢滴加到苯胺的酸溶液中。不断用 pH 试纸及淀粉碘化钾试纸检查， 体系呈强酸性，淀粉碘化钾试纸应始终保持微蓝以保证亚硝酸微过量，当亚硝酸 钠全部加完后，在 5℃以下保持反应 10min。 4．双偶氮染料的制备
将滤液倒入 400mL 烧杯中搅拌，30℃的条件下加入总体积 5-6%的氯化钠， 再用盐酸酸化至 pH 2-3，再加入体积量 5-6%的氯化钠，搅拌 20min 后过滤，用 3%的盐酸及 12%的氯化钠混合溶液洗滤饼，滤饼于 80℃干燥。
热过滤前、热过滤后和最终滤饼分别取样做纸色层分析，展开剂：正丁醇： 乙酸：水（4：1：5），取上层。
2．偶合 称量 3.0g N，N-二乙基苯胺于 250mL 烧杯中，加入 100mL 水和浓盐酸 1mL，
搅拌溶解得到澄清液体。将重氮盐溶液在 0.5h 内滴入，保持温度在 10℃以下， 搅拌 2h，渗圈检测。抽滤，干燥。
六．注意事项 1．溴氨酸必须完全溶解后加入；
1
2．芳氨化过程会有气泡产生，可加入 1-2 滴磷酸三丁酯消泡； 3．应根据所用药品的含量计算实际使用量。
七．思考题 1．如何决定芳胺与溴氨酸的分子比？ 2．溴氨酸与催化剂为何分批加入？ 3．反应温度与 pH 值对反应有何影响？ 4．用纸色层分析产物中有哪些有机杂质？
在 100mL 烧杯中加入 1.73g 对氨基苯磺酸粉末，加入 25mL 水和少量碳酸钠 粉末，搅拌溶解为澄清溶液。向另一烧杯中加入 0.73g 亚硝酸钠和 25mL 水，搅 拌溶解，将两只烧杯内液体混合，搅拌。另取一 100mL 烧杯，加入 10mL 冰水 和 2.7mL 浓盐酸。在冰浴搅拌下，迅速加入混合好的对氨基苯磺酸和亚硝酸钠 溶液进行反应。刚果红试纸检测变蓝，淀粉碘化钾试纸检测瞬间变蓝。冰浴下搅 拌 30min，埃利希试剂渗圈检测未变色。加入少量氨基磺酸，除去过量亚硝酸， 淀粉碘化钾试纸检测 3-5s 内不变蓝。
实验二 几种重氮化方法比较
一．实验目的 掌握典型芳胺的重氮化方法；掌握重氮化过程中亚硝酸及盐酸的检测方法。
二．实验仪器与药品 搅拌、烧杯（100mL）、温度计 苯胺、对硝基苯胺、对氨基苯磺酸、亚硝酸钠、浓盐酸
三．实验原理 芳胺与亚硝酸反应，得到相应的重氮盐，过程如下：
RH
顺法
HCl
R
NH2
R
NaNO2
实验一 酸性蒽醌艳蓝的合成
一．实验目的 1．掌握酸性蒽醌艳蓝的合成方法； 2．掌握纸层析法在检验染料中的应用。
二．实验原理 溴氨酸与间苯二胺磺酸芳氨化制得酸性蒽醌艳蓝，其反应式为：
O
NH2
SO3Na
H2N
SO3Na Cu
O
NH2
SO3Na
O Br
NH2
O HN
SO3Na
NH2
三. 产品主要性质和用途 本品为兰色粉末。溶于水、丙酮、醇类。用于羊毛、蚕丝、锦纶及其混纺织
物的染色。
四．主要仪器和药品 电动搅拌器、三口烧瓶（250mL）、温度计（0-100℃）、烧杯（100mL、400mL）、
量筒（10mL、100mL）、试管、布氏漏斗、吸滤瓶。 溴氨酸、间苯二胺磺酸、碳酸氢钠、硫酸铜、氯化亚锡、异丙醇
五. 实验内容 将 3.4g间苯二胺磺酸，1mL异丙醇，2.3g碳酸氢钠和 20mL水加到 250mL三
口瓶中。搅拌下升温至 68-70℃，将 1.9g溴氨酸和 30mL水加入到 100mL烧杯中 加热到溴氨酸全溶后，与新配制的催化剂（0.25g CuSO4·5H2O溶于 5mL热水中加 入 0.25g SnCl2·2H2O）平行加入到三口瓶中。5min后再加入 2.31g碳酸氢钠。又 5min后平行加入同前法配制的同样量的溴氨酸及催化剂。20min后再补加同前量 的催化剂，于 70℃继续反应 1h，趁热过滤，用少量热水洗滤饼。
2.单偶氮染料的制备 将 3.41g H 酸配成 15-20%的溶液，用碳酸钠调节 pH 为 7-8，然后将配制好
的 H 酸溶液慢慢滴加到已制备好的对硝基苯胺重氮盐中，加入 2g 磷酸二氢钠， 保持介质酸性，在 10℃左右反应至用间苯二酚溶液做渗圈试验有微量重氮盐， 用对硝基苯胺重氮盐检查无 H 酸存在为止。
对硝基苯胺重氮化后在酸性条件下和 H 酸偶合成单偶氮染料，再与苯胺重 氮盐在碱性条件下二次偶合制得双偶氮染料，其反应式为：
4
O2N O2N
NH2 + 2HCl+ NaNO2 <10 oC O2N >0.5h
N2Cl + NaCl + 2H2O
OH NH2
OH NH2
N2Cl +
H
<10 oC, 2h
五．思考题 1．为什么不同的芳胺需采用不同的重氮化方法？ 2．淀粉碘化钾试纸检验亚硝酸的原理是什么？
实验三 酸性染料在丝绸上的染色
一．实验目的 掌握酸性染料染色工艺
二．实验仪器与药品 搅拌、烧杯（100mL）、温度计 酸性蒽醌艳蓝（自制）、丝绸、盐酸、pH 计
三．染色工艺 酸性染料染色工艺曲线如下图：
NN
NO2
NaO3S
SO3H
NaO3S
SO3H
<10 oC NH2 + 2HCl+ NaNO2 >0.5h
N2Cl + NaCl + 2H2O
百度文库
N2Cl +
NaO3S
OH NH2 NN
SO3H
OH
NO2 <5oC, 2h
OH NH2
NN
NN
NO2
NaO3S
SO3H
四．主要仪器和药品 电动搅拌器、温度计（0-100℃）、烧杯（100mL、400mL）、量筒（10mL、
染料合成及应用实验
目录
实验一 酸性蒽醌艳蓝的合成·························································1 实验二 几种重氮化方法比较·························································2 实验三 酸性染料在丝绸上的染色·················································3 实验四 酸性蓝黑的合成·································································4 实验五 分散橙的合成·····································································6 实验六 吡唑啉酮型分散染料的合成·············································7 实验七 活性嫩黄 K-4G 的合成······················································8 实验八 活性染料染色方法····························································11 实验九 活性染料直接印花····························································13
2
变蓝。 2．苯胺的重氮化
在 50mL 烧杯中加入 10mL 水和 3.6mL 浓盐酸，缓慢滴入 0.98g 苯胺。称量 0.78g 亚硝酸钠溶于 5mL 水，在冰浴搅拌下，加入苯胺的酸溶液中进行反应。刚 果红试纸检测变蓝，淀粉碘化钾试纸检测瞬间变蓝。冰浴搅拌 30min。埃利希试 剂渗圈检测未变色。加入少量氨基磺酸，除去过量的亚硝酸，淀粉碘化钾试纸检 测 3-5s 内不变蓝。 3．对氨基苯磺酸的重氮化
五．思考题 1. 酸性染料与丝绸的结合机理是什么？ 2. 比较着色情况，并说明原因。
实验四 酸性蓝黑的合成
一．实验目的 1. 掌握双偶氮染料的合成方法 2. 了解介质 pH 值对偶合位置的影响 二.主要性质和用途
本品系黑褐色粉末。可溶于水呈蓝黑色，在乙醇中呈蓝色。主要用于羊毛、 蚕丝、锦纶及混纺织物的染色和印花。也可用于生物、皮革、造纸、医药、化妆 品的着色和制造墨水。 三．实验原理
100mL）、布氏漏斗、吸滤瓶、表面皿、酸度计。 对硝基苯胺、苯胺、盐酸、亚硝酸钠、H 酸、磷酸二氢钠、氢氧化钠、碳酸
钠、氯化钠、间苯二酚溶液（1%）
五．实验内容
1．对硝基苯胺的重氮化 在 400mL 的烧杯中加入 3.6mL 的浓盐酸和 25mL 水，再加入 1.38g 对硝基
苯胺，加热至 70℃使其溶解，冰浴下迅速加入少量碎冰于溶液中，析出对硝基 苯胺细颗粒。称量 0.7g 的亚硝酸钠于烧杯中，加入 5mL 水搅拌溶解，冰浴下一 次性迅速加入到上述对硝基苯胺盐酸溶液中，然后不断用 pH 试纸及淀粉碘化钾 试纸检查，保持介质酸性和有微过量亚硝酸存在，在 10℃以下保持反应 10min。
速度也完全不同，为什么？ 4．酸性蓝黑合成过程中是否有其他染料生成，写出可能的结构式。
实验五 分散橙的合成
一．实验目的 掌握偶合组分为叔胺化合物的分散染料的合成方法
二．实验仪器与药品 搅拌、烧杯（100mL、250mL）、温度计 对硝基苯胺、N，N-二乙基苯胺、亚硝酸钠、浓盐酸
三．实验原理
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对硝基苯胺与亚硝酸反应，得到相应的重氮盐，然后与 N，N-二乙基苯胺偶 合，得到分散染料，过程如下：