Связь между строением и цветом вещества

Связь между строением и цветом вещества. Для характеристики красителя важное значение имеет его цвет. Способность органического соединения поглощать те или иные световые лучи, т.е. способность к избирательному поглощению света, зависит от строения его молекулы.

Ароматические углеводороды бензол, нафталин, содержащие систему сопряжнных двойных связей, не поглощают видимых световых лучей и кажется нам бесцветными.

Удлинение цепочки сопряжнных двойных связей, а также введение в молекулу ароматического соединения заместителей, облегчающих сдвиг подвижных электронов сопряжнных двойных связей, сообщает молекуле способность поглощать видимые световые лучи, т.е. придат ему окраску. Таким свойством обладают электроноакцепторные заместители, оттягивающие электроны от молекулы, и электронодонорные заместители, которые отдают электроны.

К электроноакцепторным заместителям относятся нитрогруппа, нитрогруппа NO, карбонильная группа CO в меньшей степени хинониминная группа CNH. В электронодонорных заместителях содержатся атомы, имеющие неподеленные пары электронов.

К числу таких заместителей относятся в первую очередь оксигруппа - и аминогруппа Систему сопряжнных двойных связей с электроноакцепторными и электронодонорными заместителями называют хромофорной.

В молекуле красителя могут присутствовать и другие заместители, влияющие на его свойства. Например, сульфогруппа - SO3H и карбоксильная группа -COOH придают красителю кислотный характер и способность растворяться в воде и в растворах щелочей. В молекуле красителя могут присутствовать атомы хлора, брома, нитрогруппы и другие заместители, влияющие на оттенок красителя и прочность окраски волокна.

Существует несколько тысяч органических красителей различного химического строения, разных цветов и оттенков, с различными химическими свойствами. По химическому строению и способам получения красители подразделяют на группы, лежащие в основе химической классификации красителей. 2.2.3. Светопрочность красителей Первые попытки связать химическое строение красителей и их светопрочность были сделаны, по-видимому, Гебгардом.

Он нашл, что окси- и аминогруппы ускоряют выцветание, а алкалирование аминогрупп ускоряет его ещ больше. Атомы хлора, брома, сульфо- и карбоксильная группы замедляют выцветание последняя особенно сильно. Имеет значение также и положение заместителя. Изучая ализариновые красители, Гебгард нашл, что светопрочность зависит от числа, природы и положения заместителей кроме окси- и аминогрупп, тиоловые группы и хинолиновое ядро усиливают выцветание, в то время как нитрогруппа ослабляет его. Из имеющихся в настоящее время многочисленных данных следует, что выцветание красителей представляет собой сложное явление и не может быть вызвано постоянным влиянием определнных групп.

Так, в рядах индигоидов и антрахиноновых кубовых красителей галоидирование обычно повышает светопрочность, но в некоторых случаях, как среди этих, так и других классов красителей, галоид может не оказывать влияния или даже снижать светопрочность. Наличие сульфогруппы часто благоприятствует светопрочности, но существенным исключением является более высокая светопрочность окрасок азоидными красителями по сравнению с прямыми красителями для хлопка.

По-видимому, нитрокрасители выцветают вследствие восстановления до азокси- и азосоединений и, наконец, до первичных аминов. Светопрочность азокрасителей колеблется в больших пределах, чем светопрочность красителей других групп. Этого и надо было ожидать, так как азокрасители представляют собой очень многочисленный класс, включающий типы, отличающиеся количеством азогрупп, характером циклических систем, объединяемых азогруппами, числом и природой ауксохромов.

Наличие в молекуле красителя первичных аминогрупп обусловливает низкую светопрочность, а ацилирование в особенности хлорированными красителями повышает светопрочность. Для повышения светопрочности красителя в его молекулу могут быть введены особые группы, например SO2R, -SO2NR2, OSO2R, CF3 и алкоксильные группы.

Среди прямых красителей для хлопка, как правило, жлтые и оранжевые красители обладают более высокой светопрочностью, чем синие и зелные. Прямые красители для хлопка бензидинового ряда обычно не прочны к свету. Средняя светопрочность комбинаций нерастворимых азокрасителей, применяемых в промышленности, около 5 баллов, а у многих достигает 6-7 светопрочность красителей определяется в баллах, наивысший балл составляет 10. У некоторых простых азокрасителей можно установить определнную зависимость между положением заместителя в ядре и их прочностью к свету и стирке. 2.3.