Получение синтетических красителей реакцией азосочетания на примере синтеза 3-окси-4-карбоксиазобензола

46 М инистерство образования Республики Бурятия Бурятский Государственный Университет Курсовая работа по органи ческой химии «Получение синтетических красителей реакцией азосочетания на примере синтеза 3-окси -4-карбоксиазобензола » Выполнил (а ): Ситникова Н. , гр .13111 Руководитель : ст . преподаватель Тоневицкий Ю.В. Улан-Удэ , 2003 г. Содержание 1. Введение 3 1.1. Краткая историческая справка 3 1.2. Современные проблемы производства и применения красителей 4 1.3. Актуальность темы и цель ра боты 5 2. Современная классификация синтетических красителей и их св - ва 6 2.1. Тип классификации 6 2.1.1. Химическая классификация красителей 6 2.1.2. Техническая классификация красителей 1 0 2.2. Свойства и строение синтетических краси телей 1 2 2.2.1. Номенклатура красителей 1 2 2.2.2. Связь между строением и цветом вещества 1 3 2.2.3. Светопрочность красителей 1 5 2.3. Общие реакции получения красителей 16 2.4. Применение синтетических красителей 16 3. Реакции а зосочетания . Азокрасители 17 3.1. Азокрасители. 17 3.2. Реакция диазотирования 18 3.3. Реакция азосочетания 2 2 3.4. Механизм реакции азосочетания 26 3. 5 . Продукты для холодного крашения 28 4. Экспериментальная часть 29 4.1. Синтез 3-окси -4-карбоксиазобензола 29 5. Выводы 3 4 6. Список литературы 35 1. Введение 1.1. Краткая историческая справка. Радость от восприятия цвета – одно из старейших культурно-эстетических чувств человечества . У же в древние времена люди заботились о том , чтобы окрасить одежду и предметы домашнего обихода в красивые цвета . При религиозно-культовых обрядах , напротив , использовали устраняющие отталкивающие расцветки . Во все времена окраска имела символическое значе н ие , как это и сейчас выражается в цветах гербов и национальных флагов. Если проследить развитие искусства крашения на протяжении столетий , то можно отметить два периода . Первый , начиная с зарождения человечества и вплоть до 1859 года – исключительное приме нение красителей минерального , растительного или животного происхождения . В старинных культурах Европы , Египта , Азии , Центральной и Южной Америки были известны методы крашения хлопка , шерсти и льна . В античные времена из пурпурных улиток , обитающих и сейч а с в Средиземном море , добывали ценный пурпур . Он был настолько дорог , что использование окрашиваемых им тканей было привилегией королей . Для крашения применяли красный краситель из корней морены ализарин , экстракты красильной вайды и индигоидных растений – индиго , дающий очень прочную синюю окраску . Шафран применялся греками , кермес – римлянами , в Индии получали индийский жёлтый из мочи коров , которых кормили листьями манго . Эти красители добывали в небольших количествах . Они были очень дороги и не могли у д овлетворять потребности развивающейся текстильной промышленности. Открытие Америки принесло ряд ценных продуктов – кошениль , из которого выделяли карминовую кислоты – алый краситель , который до сих пор ещё применяется для губной помады , красное дерево браз илин и синий сандал . Только последние сто лет из этих природных препаратов были выделены собственнокрасящие вещества и установлено их строение . Неорганические пигменты – берлинская лазурь , марганцевый пигменты и другие стали использовать лишь в начале XIX века. Второй период – применение искусственных синтетических красителей – началось с открытия мовеина , цвет которого напоминал окраску цветка мальвы , его строение удалось установить О . Фишеру лишь в 1890 году . Он оказался одним из многократно замещённых фе назинов. Когда в 50-х годах XIX столетия органическая химия начала своё триумфальное шествие , одной из важнейших проблем стоявших перед нею , являлось получение природных красителей синтетическим путём . Вскоре были открыты новые не существовавшие в природе классы красителей и , наконец , были синтезированы красители обладающие наивысшей прочностью. После установления формулы бензола Кекуле было получено множество искусственных красителей . При синтезах исходили из ароматических веществ , содержащихся в каменноуг ольной смоле , поэтому их назвали смоляными красителями . На русском языке принят термин анилиновые красители . Производство анилиновых красителей было первым промышленным производством органических соединений , и послужило исходным пунктом химической индустр и и после открытия в 1842 году знаменитым русским химиком Н . Н . Зининым способа получения анилина из нитробензола . Первый синтетические красители – фуксин , мовеин , анилиновый жёлтый были получены в конце 50-х годов XIX века , а уже в 70-х годах возникает про мышленное производство синтетических красителей. Мировое производство синтетических красителей в настоящее время составляет порядка 1000000 тонн в год. 1.2. Современные проблемы производства и применения красителей. Возникновение и развитие новых отраслей промышленности , создание новых материалов требует создания новых видов красителей для этих материалов . Появляются новые красители для различных видов полимерных материалов , для новых видов синтетических волокон и.т.д. Разрабатываются новые принципы крашени я текстильных материалов , например , путём образования химический связи красителя с волокном . В соответствии с этим в технической классификации появляются новые группы , например , активные красители , красители для анодированного алюминия , оптически отбелива ю щие вещества и прочие . Активные красители представляют собой новый класс красителей с очень ценными свойствами . В их молекуле содержатся группировки , способные химически связываться с волокном , образуя ковалентную связь . Молекула активного красителя состо и т из двух частей – хромофора , обуславливающего окраску и активной группировки , обеспечивающей прочную связь – красителя с волокном . Активные красители очень перспективны , так как они дают прочные окраски и позволяют упростить процесс крашения. Усилия иссле дователей направлены на улучшение светопрочности , прочности к стирке и отбеливанию . Фотохимия простых органических соединений , например альдегидов , кетонов , насыщенных и ненасыщенных жирных кислот многократно изучалась . При изучении красителей сложного ст р оения лишь в очень незначительном числе случаев удалось выделить и идентифицировать продукты фотореакции . Трудности заключаются в том , что фотохимические изменения красителей протекают очень медленно . Даже если удаётся выделить продукты разложения , бывает трудно отличить первичные и фотохимические изменения от последующих термических и других реакций , а также сформулировать механизм по которому образуются конечные продукты разложения. 1.3. Актуальность темы по синтетическим красителям и цели работы. Новые м атериалы требуют новых красителей , а потому тема по синтезу красителей всегда остаётся актуальной . Цель данной работы – синтез 4-окси -3-карбоксиазобензола , который является представителем большого класса азокрасителей . На примере его получения изучить усл о вия проведения реакций диазотирования 4-окси -3-карбоксиазобензола и реакции. 2. Современная классификация синтетических красителей и их свойства 2.1. Типы классификации 2.1.1. Химическая классификация красителей В химической классификации красители объеди нены в группы главным образом по сходству химического строения или методов получения. Органические красители построены очень сложно , и основой объединения их в группы по сходству химического строения служит сходство хромофорной системы . Например , красители , содержащие нитрозогруппу , объединены в группу нитрозокрасителей , а содержащие азогруппу – в группу азокрасителей . Некоторые красители объединены в группу по способу получения , например сернистые красители . Во многих случаях красители с одинаковыми хромо ф орными системами получают одинаковыми способами . Например , все азокрасители получают путём диазотирования ароматических аминов и сочетания продуктов диазотирования с фенолами или аминами . Все нитрозокрасители получают нитрозированием фенолов или нафтолов. Химическая классификация облегчает изучение свойств красителей и способов их получения . По химической классификации органические красители разделяют на следующие группы. 1 . Нитрокрасители. В этих красителях имеются электроноакцепторные заместители нитрогру ппы - . Представитель этой группы – краситель нафтоловый жёлтый (динатриевая соль 2,4-динитро -1-нафтол -7-сульфокислоты ) 2. Нитрозокрасители . Они содержат нитрозогруппы – NO . Представители этой группы – производные 1-нитрозо -2-нафтола 3. Азокрасители . В их хромофорную систему входит азогруппа