生成偶氮化合物

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(1)转化为胺基
NO2 [H] H+
NH2
NO2
Zn OH-
NH-NH
分子重排 H+
NH2
NH2
(2)极性基团,加深染料的颜色
(3)吸电子性,活化其他基团,发生亲核置 换反应,转换基团
(二)硝化方法
试剂:硝酸、混酸(硝酸和浓硫酸) 萘硝化主要进入α位
NO2 混酸 30-50
蒽醌硝化条件激烈,异构体多。
烷基化试剂分别通过亲电取代和亲电加成反应在芳环上引 入烷基。
控制不同的烷化剂用量可分别得到芳胺 一取代物和二取代物
在芳胺的氨基上引入芳基
第三节 亲核取代和取代基的转换
在染料中间体中,有些官能团不能用直接的方 法引入,而需要通过芳环上已有取代基的置换 或转换来得到。这一类反应是由带负电荷的离 子向芳烃的电子云密度较低的位置进攻,进行 亲核取代反应。
基本原料------ 染料中间体----- 染料
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。
二是这些取代基转变成另一种取代基(一 般为不能通过亲电取代得到的衍生物), 如氨基、羟基;
三是形成杂环或新的碳环。
二、中间体的结构设计
染料中间体的结构设计主要有两个根本目的: 1、确立反应定位,便于后续合成。譬如引入-X、-NH2、
-OH等。 2、引入功能基团。如助色团、活性基团、可溶基团、
耐晒、耐氯漂等官能团。这些基团主有:(依重要性 排列)硝基[-NO2]、伯胺基[-NH2]、仲胺基[-NHR]、 叔胺基[-NR2]、季胺基[-N+R3X-]、羟基[-OH]、醇胺基 [-N(CH2CH2OH)2]、甲氧基[-OCH3]、羰基[>C=O]、 卤素基[-X]、磺酸基[-SO3H]、羧基[-COOH] 等等。
(二)磺化方法
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。
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
SO3H
NBaidu Nhomakorabea2
H2SO4 SO3
NO2
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
蒽醌一般用发烟硫酸磺化,没有汞盐存在下,由于空间阻碍,磺酸基进入β位。
二、硝化反应
在芳环上引入硝基的反应称为硝化
(一)目的
一、磺化反应
在有机化合物中引入磺酸基的反应。 (一)目的 (1)引入磺酸基赋予染料水溶性; (2)赋予染料对纤维的亲和力,如染料分子中的
磺酸基能和蛋白质纤维上的-NH3+生成颜色键结 合; (3)亲核置换,转换成其他基团,如羟基、胺基, 在染料中间体合成中主要是-SO3Na经碱熔成- ONa的反应。
SO3H
SO3H
H 2SO<460℃
SO3H
180℃ 转位
94%H 2 SO
165℃ 4 SO3H
SO3H
H2SO4 165C H2SO4 SO3 165C
SO3H
H2SO4 SO3 20~55℃
SO3H
HO3S
SO3H
SO3H H2SO4 SO3 HO3S
SO3H
SO3H
萘的磺化随磺化条件,特别是随温度的不同得到不同的磺化产物;
主要内容
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
第一节 引言
中间体——合成特定目标产物的专用原料(广义)。 例如医药中间体、塑料中间体、染料中间体、农药中 间体等等。中间体亦称中料,是生产过程中的半制品 (半成品)。
染料中间体——用以合成染料共轭结构的特定原料。 其主要特征是结构中含有许多个不饱和双键,且在合 成反应中双键较为稳定。如苯、萘、蒽醌等。通常将 这些还不具有染料特性的芳烃衍生物叫作“染料中间 体”,简称“中间体”或“中料”。
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。
一、主要的三类反应
一是通过亲电取代使芳环上的氢原子被硝 基、磺酸基、卤素等基团取代;
溴氨酸的制备:4-溴-1-氨基蒽醌-2-磺酸钠是制 备蒽醌类染料的重要中间体,生产上简称溴氨酸
四、烷基化和芳基化反应
引入烷基和芳基 目的:(1)改善染料的性能
(2)在芳胺的氨基和酚羟基上引入烷基和芳基,可 改变染料的颜色和色光
(3)克服氨基、酚羟基遇酸、碱变色的缺点 试剂: 芳烃的烷基化卤烷和烯烃; 氨基的烷基化:醇、酚、环氧乙烷、卤烷、硫酸酯、烯烃; 酚类的烷基化:卤烷、醇、硫酸酯。 方法:在酸性卤化物或质子酸的催化作用下,卤烷和烯烃类
第二节 芳环上的亲电取代反应
一般是带有正电荷的亲电试剂进攻电子云密度较 高的芳环,取代芳环上的氢原子
当芳环上有给电子基团时,易于进行亲 电取代反应,取代基进入给电子基团的 邻、对位;
当芳环上有吸电子基团时,不易于进行 亲电取代反应,取代基进入吸电子基团 的间位;
当芳环上同时有给电子和吸电子基团时, 取代基进入给电子基团的邻、对间位;
一、胺化反应
三、卤化反应
分子中引入卤素的反应。
(一)目的
(1)改善染色性能,可提高染料的染 色牢度;
(2)通过卤素水解、醇解、氨解引入 羟基、氨基、烷氧基
(3)通过卤素进行成环缩合反应。 (二)卤化方法
试剂:氯气、溴素,也常用盐酸加氧 化剂在反应中获得活性氯。
萘系中料一般不采用直接卤化,萘环上 的卤代基主要通过已有取代基的桑德迈 耶尔或希曼反应获得。
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