Barwniki polimetinowe
Barwniki metynowe ( barwniki polimetinowe ) to barwniki, których układ chromoforowy składa się ze sprzężonych wiązań podwójnych (polienów) flankowanych przez dwie grupy końcowe: akceptor elektronów A i elektronodonor D .
Struktura barwników metynowych
Barwniki metinowe zawierają nieparzystą liczbę grup metinowych . Grupy końcowe mogą być również częścią heterocyklu lub częścią wiązań podwójnych układu aromatycznego : Podklasy barwników metynowych są oparte na tych różnicach strukturalnych. Barwniki metynowe można ponadto sklasyfikować jako kationowe, anionowe lub obojętne.
Jeśli jedna lub więcej grup metinowych zostanie zastąpionych heteroatomem - zwykle azotem - mówi się o heteroanalogicznych (aza-analogicznych) barwnikach metinowych.
Ogólne właściwości i klasyfikacja
Barwniki metynowe można scharakteryzować jako barwniki polienowe z końcowymi grupami elektronodonorowymi i akceptującymi. W większości przypadków te grupy końcowe zawierają atomy azotu lub tlenu. Jednakże, podczas gdy naturalnie występujące barwniki polienowe (takie jak karotenoidy) są ograniczone do odcieni od żółtego do żółto-czerwonego, prawie wszystkie kolory widma można uzyskać za pomocą głównie syntetycznych barwników metynowych.
Barwniki cyjaninowe
Najbardziej znaną grupą barwników metinowych są kationowe barwniki cyjaninowe . Obie grupy końcowe chromoforu zawierają atomy azotu, podczas gdy aminowa lub iminowa jest częścią heterocyklu .
ogólna budowa barwników cyjaninowych
Barwniki hemicyjaninowe
W przypadku barwników hemicyjaninowych jedna końcowa grupa aminowa jest częścią heterocyklu, podczas gdy druga grupa końcowa ma otwarty łańcuch.
ogólna struktura barwników hemicyjaninowych
Barwniki streptocyjaninowe
Jeśli obie końcowe grupy aminowe i iminowe chromoforu mają otwarty łańcuch, mówi się o barwnikach streptocyjaninowych.
ogólna budowa barwników streptocyjaninowych
Barwniki merocyjaninowe
Barwniki merocyjaninowe mają grupę aminową i karbonylową jako grupy końcowe polienowego elementu strukturalnego. Dla tego typu związku można opisać zarówno neutralną, jak i obojnaczą strukturę rezonansową.
ogólna budowa barwników merocyjaninowych
Barwniki oxonolowe
Członkowie barwników oxonolowych, których grupy końcowe zawierają tlen jako heteroatom, odgrywają rolę w analogowej fotografii kolorowej i śledzeniu reakcji enzymatycznych poprzez zastosowanie końcowych grup barbiturowych i tiobarbiturowych.
ogólna budowa barwników oxonolowych
Barwniki styrylowe
W wyniku kondensacji aktywnego związku metylenowego (np. dinitrylu kwasu malonowego) z pochodną benzaldehydu otrzymuje się barwniki styrylowe. Dzięki integracji pierścienia benzenowego z częścią polienową związki te mają styrenu . Barwniki styrylowe są stosowane jako barwniki dyspersyjne do barwienia włókien poliestrowych.
Przykład: Wytwarzanie CI Disperse Yellow 31 ( 3 ) przez kondensację cyjanooctanu etylu ( 1 ) z pochodną p -aminobenzaldehydu.
Synteza CI Disperse Yellow 31 ( 3 )
Barwniki di- i triarylometynowe
Również amino- i hydroksy-podstawione di- i triarylometyny stanowią element strukturalny barwnika metynowego:
Barwniki triarylometynowe, struktura rezonansowa (R=H, alkil)
Barwniki triarylometynowe pochodzą od trifenylometanu , w którym co najmniej dwa pierścienie aromatyczne mają podstawniki będące elektronodonorami (np. grupy aminowe, drugorzędowe i trzeciorzędowe grupy alkiloaminowe lub grupy hydroksylowe). Dlatego w starszej literaturze określa się je również jako barwniki triarylometanowe. W przypadku barwników strukturę rezonansową można opisać jako jon karbenu lub strukturę częściową iminocykloheksadienu lub cykloheksadienonu. Centralny atom węgla w barwnikach nie jest więc hybrydyzowany sp 3 , ale sp 2 .
Barwniki triarylometynowe zwykle wykazują intensywne, świetliste zabarwienie o różnej odporności na światło. Oprócz barwienia i drukowania tekstyliów, skóry i papieru są również wykorzystywane do farb drukarskich, tuszy, past do długopisów oraz jako mikroskopijne barwniki. Jako barwniki funkcjonalne, niektórzy przedstawiciele tej klasy barwników są wykorzystywani jako wskaźniki ( fenoloftaleina ), jako środki odkażające , przeciwrobacze i przeciwgrzybicze (np. zieleń malachitowa , fiolet krystaliczny ).
Przykłady:
Hydrol Michlersa
CI Rozpuszczalnik Żółty 34
Fenoloftaleina (pH 8,2-12)
CI Basic Green 4 ( zieleń malachitowa )
CI Basic Violet 3 ( fiolet krystaliczny )
Aza-analogowe barwniki metynowe
Jeżeli grupę metynową w barwniku metynowym zastąpimy atomem azotu, otrzymamy barwnik azametynowy (przykład: CI Basic Yellow 28). W związku z tym barwniki diazametynowe otrzymuje się przez zastąpienie dwóch grup metynowych atomami azotu. W szczególności barwniki diazahemicyjaninowe (przykłady: CI Basic Red 22 i CI Basic Blue 41) stanowią ważną klasę barwników metynowych i są stosowane jako barwniki kationowe do barwienia włókien poliakrylonitrylowych.
Przykłady:
CI Podstawowy Żółty 28
CI Podstawowa Czerwień 22
CI podstawowy niebieski 41
Barwniki chinoniminowe są aza-analogicznymi członkami barwników diarylometynowych:
- ^ a b Zollinger, Heinrich (2003), Color Chemistry: Syntheses, Properties, and Applications of Organic Dyes and Pigments (w języku niemieckim) (3 wyd.), Weinheim: WILEY-VCH Verlag, str. 68, ISBN 3-906390-23-3
- ^ Wpis na Polymethin-Farbstoffe . pod adresem: Römpp Online . Georg Thieme Verlag, pobrane 1 lutego 2019 r.
- ^ a b c Głód, Klaus, wyd. (2003), Barwniki przemysłowe: chemia, właściwości, zastosowania (w języku niemieckim), Weinheim: WILEY-VCH Verlag, s. 56–67, ISBN 978-3-662-01950-4
- ^ Externe Identifikatoren von bzw. Datenbank-Links zu CI Basic Red 12 : Numer CAS: 6320-14-5, Numer EG: 228-668-0, ECHA -InfoCard: 100.026.062 , PubChem : 6540442
- ^ Externe Identifikatoren von bzw. Datenbank-Links zu CI Basic Yellow 11 (basic yellow 11): Numer CAS: 4208-80-4, Numer EG: 224-132-5, ECHA -InfoCard: 100.021.939 , PubChem : 6436295 , ChemSpider : 66308 , Wikidane : Q27251133 .
- ^ Wpis dotyczący merocyjaniny . pod adresem: Römpp Online . Georg Thieme Verlag, pobrane 22 lipca 2019 r.
- ^ Externe Identifikatoren von bzw. Datenbank-Links zu Oxonole Blue sól dipotasowa : CAS-Nummer: 51858-17-4, EG-Nummer: 257-479-6, ECHA -InfoCard: 100.052.237 , PubChem : 20833147 .
- ^ Wpis na Oxonol-Farbstoffe . pod adresem: Römpp Online . Georg Thieme Verlag, pobrane 22 lipca 2019 r.
- ^ Desvals, Artur; Fortino, Mariagrazia; Lefebvre, Corentin; Rogier, Johann; Michelin, Klemens; Alioui, Samy; Rousset, Elodie; Pedone, Alfonso; Lemercier, Gilles; Hoffmann, Norbert (2022-04-13). „Synteza i charakterystyka barwników polimetinowych zawierających ugrupowania kwasu tiobarbiturowego i karboksylowego” . New Journal of Chemistry . 46 (19): 8971–8980. doi : 10.1039/D2NJ00684G . ISSN 1369-9261 . S2CID 248165785 .
- ^ Nedjma, Mustafa; Hoffmann, Norbert; Belarbi, Abdel (2001-04-15). „Selektywne i czułe wykrywanie aktywności liazy pektynowej za pomocą testu kolorymetrycznego: zastosowanie do badań przesiewowych mikroorganizmów posiadających aktywność liazy pektynowej” . Biochemia analityczna . 291 (2): 290–296. doi : 10.1006/abio.2001.5032 . ISSN 0003-2697 . PMID 11401303 .
- ^ Wpis na Triarylmethan-Farbstoffe . pod adresem: Römpp Online . Georg Thieme Verlag, pobrane 1 lutego 2019 r.
- ^ Externe Identifikatoren von bzw. Datenbank-Links zu CI Basic Yellow 28 (basic yellow 28): CAS-Nummer: 54060-92-3, EG-Nummer: 258-946-7, ECHA - InfoCard: 100.053.570 , PubChem : 9570625 , ChemSpider : 7845092 , Wikidane : Q27254755 .
- ^ Externe Identifikatoren von bzw. Datenbank-Links zu CI Basic Red 22 : Numer CAS: 12221-52-2, Numer EG: 602-140-3, ECHA -InfoCard: 100.115.765 , PubChem : 73759884 , ChemSpider : 21167832 , Dane Wiki : Q27268936 .
- ^ Externe Identifikatoren von bzw. Datenbank-Links zu CI Basic Blue 41 (basic blue 41): CAS-Nummer: 12270-13-2, EG-Nummer: 235-546-0, ECHA -InfoCard: 100.032.302 , PubChem : 83008 , ChemSpider : 74891 , Wikidane : Q27252322 .