Азокрасители: применение и основные способы получения

Азосоединения содержат наряду с хромофорной азогруппой ауксохромные группы азосоставляющей, вследствие чего они являются красителями.
Для осуществления реакции азосочетания готовят два компонента: диазосоединение и азосоставляющий реагент. Раствор диазосоединения получают с соблюдением всех правил (см. выше). Чрезвычайно важным фактором является рН среды. В зависимости от природы азосоставляющего компонента создают слабокислую среду для аминопроизводных и слабощелочную для соединений, содержащих гидрокси-, карбокси- и сульфогруппы. Этот прием необходим, чтобы перевести азокомпонент в раствор и, таким образом, провести сочетание в гомогенных условиях.
Как правило, для получения азосоединений охлажденный раствор соли диазония постепенно, при энергичном перемешивании, прибавляют к охлажденному раствору азокомпонента. Если диазосоединение нестабильно, порядок прибавления реагентов обратный.
Азосочетание часто проводят без охлаждения компонентов, особенно в тех случая, когда диазосоединение является стабильным и мало реакционноспособным, как, например, диазосоединения нафталина.
Для повышения скорости реакции сочетания на практике прибегают также к увеличению концентрации реагентов.
Реакцию сочетания осуществляют с таким расчетом, чтобы в реакционной смеси всегда был избыток азосоставляющей. За ходом этого процесса следят по пробе «на вытек». Ее проводят следующим образом: на фильтровальную бумагу наносят каплю реакционной массы, к которой добавляют раствор натриевой соли 2-нафтол-3,6-дисульфокислоты (R-соль). Отсутствие окраски (образования красителя) указывает на то, что условия сочетания выдержаны.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому резуль-тату является известный способ получения азокрасителей путем диазоти-рования 4-нитро-2-аминфоенола с последующим сочетанием с азосостав-ляющими, например, 8-ацетиламино-1-нафтол-3,6-дисульфокислотой и др. [3] 4-Нитро-2-аминофенол, диазосоставляющую в известном способе, по-лучают частичным восстановлением 2,4-динитрофенола сульфидами или гидросульфидами щелочных металлов или аммония.
Применение сульфидов для частичного восстановления динитрофе-нолов приводит к образованию токсичных и трудноочищамых серосодер-жащих сточных вод, что создает серьезные экологические проблемы.
Целью изобретения является синтез азокрасителей с применением диазосоставляющей, полученной по доступной технологии без применения сульфидов, что в свою очередь исключает трудноочищаемые серосодер-жащие сточные воды.
Эта задача решается использованием новой диазосоставляющей. Ис-ходя из о-аминофенола, синтезируют непосредственно 4- и 6-нитро-2-аминофенолы без применения солей сероводородной кислоты. Кроме того, данный метод позволяет использовать нитроаминофенолы для синтеза азокрасителей без их выделения путем совмещения стадий нитрования 2-аминофенола со стадией диазотирования.
Существенным отличием заявляемого способа является использова-ние в качестве диазосоставляющей смеси 4- и 6-нитро-2-аминофенолов в соотношении 1,3-1,8:1, полученной нитрованием 2-аминофенола.
Азокрасители, полученные исходя из смеси нитроаминофенолов, образующейся при нитровании 2-аминофенола, по цвету и свойствам близки производным на основе 4-нитро-2-аминофенола и не уступают им по показателям прочности окрасок. Преимущества заявляемого способа состоят в большой экологической безопасности, экономичности и простоте технологии.
Способ получения азокрасителей путем диазотирования нитроами-нофенола с последующим сочетанием с азосоставляющей, отличающийся тем, что в качестве нитроаминофенола используют продукт нитрования 2-аминофенола на основе смеси 4-нитро-2-аминофенола с 6-нитро-2-аминофенолом при массовом соотношении 1,3-1,8: 1 соответственно в виде раствора без выделения либо после выделения продукта нитрования.
Синтез ализаринового (протравного) жёлтого приведен ниже.
Реактивы для синтеза: м-нитроанилин -- 2,5 г., соляная кислота (с --1,19 г/см')-- 10.1 г (8,5 мл); нитрит натрия-- 1,5 г; салициловая кислота --2.5 г. ,карбонат натрия -- 7,5 г; хлорид натрия, 10%-ный раствор.
Посуда и оборудование: стакан вместимостью 100 мл; стакан фарфоровый вместимостью 200 мл; воронка капельная; мешалка; термометр; баня ледяная.
В стакане растворили 2,5 м-нитроанилина в разбавленной соляной кислоте (8,5 мл концентрированной НС1 в 40 мл воды). Для полного растворения содержимое слегка нагревали. Охладив полученную смесь до 0°С, ее диазотировали, добавляя по каплям из капельной воронки раствор 1,5 г нитрита натрия в 5 мл воды. Следили за тем, чтобы температура не поднималась выше 5°С. Диазораствор при хорошем размешивании приливали к находящемуся в фарфоровом стакане при 0°С раствору 2,5 г салициловой кислоты и 7,5 г карбоната натрия в 40 мл воды. Жёлтый осадок красителя отфильтровали, слегка промыли 10%-ным раствором хлорида натрия и сушили при 40-50°С.
Химизм процесса состоит в следующем:
(C13H8N3Na05).
Выход 3,6 г (около 64% от теоретического).
Полученный нами краситель - ализариновый (протравный) жёлтый (З-карбокси-З'-нитро-гидроксиазобензол) -- жёлтый азокраситель, в виде натриевой соли хорошо растворим в воде. Малорастворим в воде и 95 % спирте, легко растворим при нагревании.
Переход окраски раствора от светло-желтой к красно-оранжевой в интервале рН 10,0--12,0.
Раствор индикатора - это 0,1 % раствор.