精細(xì)化學(xué)品化學(xué)

第一章緒論第一頁，共八十四頁，2022年，8月28日1第一章緒論一.精細(xì)化工概念

精細(xì)化學(xué)工業(yè)（簡稱精細(xì)化工）是生產(chǎn)精細(xì)化學(xué)品的工業(yè)?；咎卣魇且愿咝录夹g(shù)為依托，提供高質(zhì)量、多品種、專用或多功能的精細(xì)化學(xué)品。精細(xì)化學(xué)品？特定的應(yīng)用性能和專門用途的化學(xué)產(chǎn)品第二頁，共八十四頁，2022年，8月28日2第一章緒論二、精細(xì)化學(xué)品的分類

中國精細(xì)化工產(chǎn)品包括11個產(chǎn)品類別：農(nóng)藥、染料、涂料、顏料、試劑和高純物、信息化學(xué)品、食品和飼料添加劑、粘合劑、催化劑和各種助劑、化工生產(chǎn)原料藥和日用化學(xué)品、功能高分子材料第三頁，共八十四頁，2022年，8月28日3第一章緒論三.精細(xì)化工生產(chǎn)的特點(diǎn)1.生產(chǎn)特性小批量、多品種、復(fù)配型居多；技術(shù)密集度高；采用間歇式多功能生產(chǎn)裝置2.經(jīng)濟(jì)特性投資效率高、附加價值高、利潤率高3.商業(yè)特性獨(dú)家經(jīng)營，技術(shù)保密；重視市場調(diào)研，適應(yīng)市場需求；配有應(yīng)用技術(shù)和技術(shù)服務(wù)四.精細(xì)化工的研究內(nèi)容1、化合物的合成：

2、復(fù)配技術(shù)研究

3、商品化設(shè)計(jì)及研究第四頁，共八十四頁，2022年，8月28日4第一章緒論五、本課程的主要內(nèi)容染料熒光增白劑與有機(jī)顏料食品添加劑涂料香精化妝品醫(yī)藥農(nóng)藥第五頁，共八十四頁，2022年，8月28日52.1概述2.2光和色2.3染料的發(fā)色2.4重氮花與偶合2.5酸性染料2.6活性染料第二章染料2.7分散染料2.8陽離子染料2.9還原染料2.10其它染料2.11禁用染料第六頁，共八十四頁，2022年，8月28日6概念發(fā)展歷史染料的分類與命名染色牢度2.1概述第七頁，共八十四頁，2022年，8月28日72.1概述一、概念第八頁，共八十四頁，2022年，8月28日8著色的三種方式：染色：染料滲透紡織品內(nèi)部，與織物分子間有親和力著色：以染料分子顆粒形式均勻分散到物質(zhì)中涂色：附著在被著色物體表面第九頁，共八十四頁，2022年，8月28日92.1概述二、發(fā)展史

1856年，英18歲的Perkin,第一只合成有機(jī)染料--苯胺紫。1858年，德Griess---芳胺重氮反應(yīng)，1863年合成了第一只偶氮染料---俾斯麥棕1868年，德Greable以蒽為原料合成了茜素，推動了蒽醌化學(xué)的發(fā)展。20世紀(jì)50年代，發(fā)現(xiàn)三嗪環(huán)類活性染料。

第十頁，共八十四頁，2022年，8月28日10第十一頁，共八十四頁，2022年，8月28日11三、染料分類與命名1.分類：常通按應(yīng)用方法可分為9大類（1）酸性：酸性介質(zhì)染羊毛、錦綸（蛋白質(zhì)纖維）。（2）中性：中性環(huán)境中蛋白質(zhì)纖維。（3）活性：活性基與纖維成鍵，牢度好。棉、羊毛（4）分散：分子小，適用于憎水性纖維。（5）陽離子：新型為腈綸專用。（6）直接：分子平面性好，范德華力結(jié)合。棉（7）冰染：重氮偶合在織物上反生生成染料。棉（8）還原：染料不溶，棉（9）硫化：含硫類染料，不清楚具體結(jié)構(gòu)。棉第十二頁，共八十四頁，2022年，8月28日12偶氮、蒽醌、羰基、多甲川、三芳甲烷

化學(xué)結(jié)構(gòu)第十三頁，共八十四頁，2022年，8月28日132.命名：分散紅玉S-2GFL分散紅2B活性艷紅X-3B陽離子嫩黃7G第十四頁，共八十四頁，2022年，8月28日14（1）冠稱：細(xì)致反映應(yīng)用特征，共有31類。（2）色稱：染色后的色澤，共有30個，色稱的形容詞有“嫩”、“艷”、“深”三個。（3）字尾：補(bǔ)充說明性能或色光等用途。

活性艷紅X-3B第十五頁，共八十四頁，2022年，8月28日15四.染色牢度

耐曬牢度，分8級，1級最差，8級最優(yōu)其余牢度為5檔，1級最差，5級最好。使用牢度：耐洗牢度、氣候、汗?jié)n、摩擦。加工牢度：耐氯、耐酸堿、耐升華、耐縮絨第十六頁，共八十四頁，2022年，8月28日162.2光和色一光的性質(zhì)二光和色的關(guān)系三染料的顏色第十七頁，共八十四頁，2022年，8月28日17顏色由于物質(zhì)選擇性的吸收可見光后，反射光線在人眼視網(wǎng)膜上的反映。第十八頁，共八十四頁，2022年，8月28日18一、光的性質(zhì)光譜色：可見光400－760nm

顏色環(huán)第十九頁，共八十四頁，2022年，8月28日19二、光和色的關(guān)系互補(bǔ)色： 兩種顏色的光混合后為白色

有色（如黃色，藍(lán)色）1.基本顏色

無色、白色、黑色、非彩色彩色黃光：吸收藍(lán)色光后的反射光第二十頁，共八十四頁，2022年，8月28日20三原色：紅、綠、藍(lán)三補(bǔ)色：青、品紅、黃第二十一頁，共八十四頁，2022年，8月28日21加法混合：光線的混合，三原色的混合減法混合：物體顏色的混合，三補(bǔ)色的混合等量兩種原色光混合得到另外一種原色光的補(bǔ)色等量兩種補(bǔ)色顏料混合得到另外一種補(bǔ)色的原色三原色：紅、綠、藍(lán)三補(bǔ)色：青、品紅、黃第二十二頁，共八十四頁，2022年，8月28日22色調(diào)、明度、純度（飽和度）色調(diào)：物體顏色的區(qū)別明度：顏色明亮的感覺純度：顏色的純潔性

2.顏色的視覺特征第二十三頁，共八十四頁，2022年，8月28日23反射:眼睛所看到的吸收:染料的作用3.顏色的觀測第二十四頁，共八十四頁，2022年，8月28日244.影響觀測的因素大小、適應(yīng)、環(huán)境、表面構(gòu)造、期望、經(jīng)驗(yàn)

、訓(xùn)練1）環(huán)境對比(中間灰線相同，只是背景不同）第二十五頁，共八十四頁，2022年，8月28日252）光源的影響同譜異色第二十六頁，共八十四頁，2022年，8月28日263）對比觀測第二十七頁，共八十四頁，2022年，8月28日27三染料顏色1.染料的顏色 通常是指染料稀溶液或分子分散狀態(tài)的顏色。 紫外－可見吸收光譜 （分光光度計(jì)）染料吸收光譜：染料在不同波長下λ與ε的關(guān)系曲線。A=lg(I0/I)=εbc第二十八頁，共八十四頁，2022年，8月28日28三個特性值：λmax：顏色的深淺，

εmax:顏色的濃淡，吸收峰的尖銳程度：顏色的純潔性第二十九頁，共八十四頁，2022年，8月28日29 顏色的深淺是指物質(zhì)吸收的光波在光譜中的位置而言，物質(zhì)吸收的光波波長愈短，則顏色愈淺。

黃、橙、紅為淺色，青、綠、藍(lán)為深色。

顏色的濃淡，是表示同一種染料的顏色強(qiáng)度，即物質(zhì)吸收一定波長光線的量的多少。2.顏色的深淺和濃淡第三十頁，共八十四頁，2022年，8月28日30深色效應(yīng)：能增加染料吸收波長的效應(yīng)淺色效應(yīng)：降低吸收波長的效應(yīng)濃色效應(yīng)：增加染料吸收強(qiáng)度的效應(yīng)淡色效應(yīng)：降低吸收強(qiáng)度的效應(yīng)結(jié)束第三十一頁，共八十四頁，2022年，8月28日31一經(jīng)典發(fā)色理論二近代發(fā)色理論三偶氮染料的發(fā)色四蒽醌染料的發(fā)色2.3染料的發(fā)色第三十二頁，共八十四頁，2022年，8月28日321、發(fā)色團(tuán)與助色團(tuán)理論2.醌構(gòu)理論一、經(jīng)典發(fā)色理論第三十三頁，共八十四頁，2022年，8月28日33一經(jīng)典發(fā)色理論1）發(fā)色團(tuán)：特殊的不飽和基團(tuán)發(fā)色體：含有發(fā)色團(tuán)的分子稱為發(fā)色體或色原體。

1.發(fā)色團(tuán)與助色團(tuán)理論：發(fā)色團(tuán)被引入的愈少，顏色愈淺；發(fā)色團(tuán)被引入的愈多，顏色愈深。第三十四頁，共八十四頁，2022年，8月28日342）助色團(tuán)：能加強(qiáng)發(fā)色團(tuán)的生色作用，并增加染料與被染物的結(jié)合力的各種基團(tuán)。

主要的助色團(tuán)有-NH2、-NHR、-NR2、-OH、-OR等?；撬峄?-SO3H)、羧基(-COOH)等為特殊助色團(tuán)，它們對發(fā)色團(tuán)并無顯著影響，但可以使染料具有水溶性和對某些物質(zhì)具有染色能力。

第三十五頁，共八十四頁，2022年，8月28日353）內(nèi)容：有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)中至少需要有某些不飽和基團(tuán)存在時才能發(fā)色，這些基團(tuán)稱之為發(fā)色基團(tuán)，主要的發(fā)色基團(tuán)有-N=N-、－C=C－、-N=O、NO2、－C=O等。

維特的發(fā)色團(tuán)與助色團(tuán)理論在歷史上對染料化學(xué)的發(fā)展起過重要的作用，不過發(fā)色團(tuán)與助色團(tuán)的涵義已經(jīng)有了根本的變化。第三十六頁，共八十四頁，2022年，8月28日36發(fā)色與分子中的醌型結(jié)構(gòu)有關(guān)。2.醌構(gòu)理論成功：三芳甲烷醌亞胺不成功：偶氮多甲川第三十七頁，共八十四頁，2022年，8月28日37 根據(jù)量子化學(xué)及休克爾(Huckel)分子軌道理論。分子軌道由原子軌道線性組合而成反鍵軌道：σ*π*成鍵軌道：σπ非鍵軌道：n四種躍遷形式。電子躍遷吸收的能量ΔE=hc/λ二.近代發(fā)色理論第三十八頁，共八十四頁，2022年，8月28日38σ→σ*>n→σ*>π→π*>n→π 紫外光區(qū)可見光區(qū)總之，主要為π→π*，伴隨n→π*。第三十九頁，共八十四頁，2022年，8月28日39

總結(jié)：物質(zhì)的顏色主要是物質(zhì)中的電子在可見光作用下發(fā)生π→π*(或伴隨有n→π

*)躍遷的結(jié)果，因此研究物質(zhì)的顏色和結(jié)構(gòu)的關(guān)系可歸結(jié)為研究共軛體系中π電子的性質(zhì)，即染料對可見光的吸收主要是由其分子中的π電子運(yùn)動狀態(tài)所決定的第四十頁，共八十四頁，2022年，8月28日401.母體的發(fā)色2.極性基團(tuán)的影響3.偶氮基數(shù)量及位置4.雜環(huán)的影響5.空間效應(yīng)三、偶氮顏料的發(fā)色第四十一頁，共八十四頁，2022年，8月28日41三、偶氮顏料的發(fā)色1.母體的發(fā)色：偶氮苯Ph-N=N-phπ→π*,λmax=318nm,εmax=21000n→π*,λmax=443nm,εmax=450（淡黃色）2.極性基團(tuán)的影響：取代基中未共用電子

極性基團(tuán)對重氮偶合組分的影響不同。極性基團(tuán)的數(shù)目、位置也影響染料的顏色。重氮組分的最佳位置為偶氮基的鄰、對位，偶合組分則為2，5位。這是合成深色染料的必備條件。第四十二頁，共八十四頁，2022年，8月28日42

3.偶氮基數(shù)量及位置：增大共軛體系縱向:增加偶氮基數(shù)量橫向：以稠環(huán)替代苯環(huán)第四十三頁，共八十四頁，2022年，8月28日434.雜環(huán)的影響：苯環(huán)被含硫雜環(huán)取代：深色效應(yīng)。苯并噻唑、噻唑、噻吩但雜環(huán)的影響機(jī)理至今仍未完全清楚5.空間效應(yīng)：破壞共軛體系的平面性，主要是原子繞單鍵自旋(1)R1/R4為-CH3或-NO2，有鍵的自旋(2)R2/R3同時存在，存在空間障礙，而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)第四十四頁，共八十四頁，2022年，8月28日44

245、253、325nm為苯乙酮的n→π*吸收。263、272、400nm為羰基的n→π*吸收。四.蒽醌染料的發(fā)色第四十五頁，共八十四頁，2022年，8月28日45（2）供電子基的強(qiáng)弱：與取代位置有關(guān)

1-取代，-NHMe>-N(Me)22-取代,-N(Me)2>-NHMe>-NH2>-NHAc>-OMe>-OH.

1.極性基團(tuán)：供電子基的影響

（1）取代基位置影響：1，4－取代深色效應(yīng)最大，2，3－取代顏色最淺（3）兩個取代基作用第四十六頁，共八十四頁，2022年，8月28日462.空間效應(yīng)

空間障礙，破壞染料的共軛性，產(chǎn)生淺色效應(yīng)結(jié)束第四十七頁，共八十四頁，2022年，8月28日47第四十八頁，共八十四頁，2022年，8月28日48一.重氮化反應(yīng)二.偶合反應(yīng)

2.4重氮化與偶合反應(yīng)第四十九頁，共八十四頁，2022年，8月28日49重氮組分：吸電子基的化合物。偶合組分：給電子基的化合物重氮化組分與偶合反應(yīng)組分第五十頁，共八十四頁，2022年，8月28日50一.重氮化反應(yīng)1.重氮鹽結(jié)構(gòu)與性質(zhì)2.反應(yīng)機(jī)理3.影響因素第五十一頁，共八十四頁，2022年，8月28日511.重氮鹽結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

第五十二頁，共八十四頁，2022年，8月28日522.反應(yīng)機(jī)理 游離芳胺N-原子上的亞硝化反應(yīng)，然后在酸性溶液中迅速轉(zhuǎn)化成重氮鹽第五十三頁，共八十四頁，2022年，8月28日533.影響因素（1）無機(jī)酸①無機(jī)酸過量，可以使生成的重氮鹽穩(wěn)定。酸量不足，則可能有由自偶合（不可逆）生成重氮氨基化合物。檢驗(yàn)酸過量的方法：以剛過紅試紙呈微藍(lán)，pH值約為3。②芳胺的溶解性和亞硝酸的電離的影響濃H2SO4中為NO+、稀H2SO4中為N2O3、HCL中為NOCL。三種亞硝化試劑的反應(yīng)活性不同，NO+>NOCL>N2O3第五十四頁，共八十四頁，2022年，8月28日54

（2）亞硝酸過量，否則自偶合反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后，必須以尿素或者氨基磺酸去除。檢驗(yàn)亞硝酸過量的方法：淀粉－碘化鉀試紙于1秒內(nèi)變藍(lán)亞硝酸鈉溶液濃度35％。

（3）反應(yīng)溫度0∽5℃第五十五頁，共八十四頁，2022年，8月28日55（4）芳胺堿性強(qiáng)弱

堿性很強(qiáng)的芳胺（分子中不含有吸電子基）：酸量不易太多，否則易生成銨鹽而是游離芳胺較少堿性稍弱的芳胺（分子中含有吸電子基）：用濃酸使芳銨溶解。弱堿性芳胺（分子中含有多個吸電子基）：以強(qiáng)酸進(jìn)行重氮化反應(yīng)。如濃硫酸或亞硝酰硫酸NOSO3H第五十六頁，共八十四頁，2022年，8月28日56二.偶合反應(yīng)1.重要的偶合組分2.反應(yīng)機(jī)理3.影響反應(yīng)因素第五十七頁，共八十四頁，2022年，8月28日571.重要的偶合組分通常有4類偶合組分（1）酚類（2）芳胺（3）氨基萘酚磺酸（4）活潑亞甲基化合物第五十八頁，共八十四頁，2022年，8月28日582.反應(yīng)機(jī)理親電取代反應(yīng)第五十九頁，共八十四頁，2022年，8月28日593.影響反應(yīng)因素（1）重氮與偶合組分性質(zhì)：取代基和空間障礙的影響第六十頁，共八十四頁，2022年，8月28日60（2）介質(zhì)的pH值酚類:pH=9-10芳胺：pH＝5－10活潑亞甲基：pH＝7－9氨基萘酚磺酸：取代位置第六十一頁，共八十四頁，2022年，8月28日61酚類:pH=9-10第六十二頁，共八十四頁，2022年，8月28日62芳胺：pH＝5－10酸性過強(qiáng)：游離芳胺減少堿性過強(qiáng)：易生成反式重氮鹽第六十三頁，共八十四頁，2022年，8月28日63活潑亞甲基：pH＝7－9第六十四頁，共八十四頁，2022年，8月28日64氨基萘酚磺酸：酸性，氨基的鄰位;堿性，羥基的鄰位。

在羥基鄰位的反應(yīng)速度較氨基鄰位快供電性強(qiáng)弱為：O->-NH2>-OH所以合成雙偶氮染料時應(yīng)先在酸性化境中，然后再在堿性環(huán)境中進(jìn)行第六十五頁，共八十四頁，2022年，8月28日65是否所有的氨基萘酚磺酸類偶合組分均可以合成雙偶氮染料？問題第六十六頁，共八十四頁，2022年，8月28日66（4）反應(yīng)溫度偶合反應(yīng)與重氮鹽分解反應(yīng)

一般情況反應(yīng)溫度控制在0∽5℃

（3）鹽效應(yīng)結(jié)束第六十七頁，共八十四頁，2022年，8月28日67氨基萘酚磺酸第六十八頁，共八十四頁，2022年，8月28日68第六十九頁，共八十四頁，2022年，8月28日692.5酸性染料一.強(qiáng)酸性染料二.弱酸性染料三.媒染染料與絡(luò)合染料第七十頁，共八十四頁，2022年，8月28日70分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 分子中含有多個磺酸基或羧基，能溶于水適應(yīng)對象： 羊毛、蠶絲等蛋白質(zhì)纖維第七十一頁，共八十四頁，2022年，8月28日71一.強(qiáng)酸性染料最早的一類染料，適用pH=2-4的強(qiáng)酸性環(huán)境1.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：分子結(jié)構(gòu)簡單，分子量低，含有羧基或磺酸基2.缺點(diǎn)：色澤不深，強(qiáng)酸損害羊毛，染后手感較差。3.染色機(jī)理：染料分子與羊毛間借鹽鍵結(jié)合第七十二頁，共八十四頁，2022年，8月28日72酸性黃G蒽醌：酸性藍(lán)R酸性紅G4.典型酸性染料:偶氮、蒽醌和三芳甲烷類第七十三頁，共八十四頁，2022年，8月28日73三芳甲烷：至少有兩個磺酸基，占酸性染料的20％。以藍(lán)色、綠色為主色調(diào)第七十四頁，共八十四頁，2022年，8月28日74二.弱酸性染料1.方法：

增大分子量，在分子中引入芳砜基或長鏈烷基