Группа трифеиилметана
Соединения ряда трифенилметана отличаются особенно высокой реакционной способностью связующего метинового звена. Водород метиновой группы может свободно замещаться реагентами различных типов:
а) свободно-радикальное замещение
h
(C6H5)3CH + Cl2 HCl + (C6H5)3CCl
трифенилхлорметан
б) электрофильное замещение
(C6H5)3CH + Na+N-H2 NH3 + (C6H5)3CNa
трифенилметилнатрий
в) окисление
(C6H5)3CH + O (C6H5)3C-OH
трифенилкарбинол
г) соединения типа трифенилкарбинола под действием концентрированной Н2SO4 растворяются в ней с появлением окрашивания (являются галохромами).
Исследование причин появления окраски показало, что это обуславливается появлением свободных ионов (С6Н6)3С+.
Следовательно, при действии концентрированной серной кислоты трифенилкарбинол ведет себя как основание, образующее ионную соль.
(C6H5)3COH
+ HOSO2OH
H2O +
[(C6H5)3C]+SO4-H
конц. H2O
При разбавлении водой равновесие сдвигается влево (окраска исчезает).
Сравнение всех перечисленных реакций трифенилметана и его производных показывает, что во всех случаях очень легко происходит расщепление молекул исходных веществ с образованием трифенилметильного радикала или ионов (+ или -), что свидетельствует о большой устойчивости этих частиц. Причина их высокой устойчивости кроется в способности к делокализации зарядов или облака неспаренных электронов между тремя бензольными ядрами.
|
|
|
Обширная делокализация электронной плотности происходит благодаря тому, что центральный атом углерода во всех этих частицах находится в состоянии sp2-гибридизации, и его три связи расположены в одной плоскости под углом 1200, т.е. в плоскости ядра.
Красители типа трифенилметана
Красящими свойствами обладают такие производные трифенилметана, которые имеют в кольцах амино- или окси-группы (ауксохромные группы). Получаются такие соединения путем конденсации ароматических альдегидов (или других соединений, содержащих карбонильную группу – кетонов, ангидридов) с ароматическими аминами или фенолами.
Например, малахитовый зеленый
|
|
H-C6H4-N(CH3)2 |
|
|
|
+ |
H-C6H4-N(CH3)2 |
H2O + |
|
бензальдегид |
|
диметиланилин |
|
|
Это соединение бесцветно и носит название лейкосоединения. Для получения окраски его окисляют (обычно прямо на ткани), и образовавшийся карбинол помещают в кислую среду.
|
О
|
|
H+Cl- H2O+Cl- + |
|
|
|
|
(ткань обрабатывается лейкосоединением, смачивается раствором окислителя).
У образовавшегося иона карбония положительный заряд распределяется между тремя атомами (С, N, N), которые находятся по концам цепи сопряжения. Таким образом, аминные или окси-группы удлиняют цепь сопряжения, т.е. играют роль ауксохромов.
|
|
Кристаллический фиолетовый (получают из кетона Михлера)
|
+H-C6H4-N-(CH3)2 |
|
HCl Cl- + -H2O |
4,4-бис-(диметиламино)бензофенон |
|
|
|
|
|
||
Здесь положительный заряд распределяется между С и тремя атомами азота. Цепь сопряжения еще длиннее, окраска более интенсивная.
Фенолфталеин
|
+ |
|
|
|
|
|
|
H2O+ |
|
2 NaOH
-2H2O |
|
бесцветный |
||
|
|
|
||
|
малиновый |
|
||
В данном случае образуется анион, где отрицательный заряд распределяется между двумя кольцами.
К красителям этого ряда относятся также фуксин, аурин, родамины, флуоресцеин, эсзин и др.