Понятие об азокрасителях
Азосоединения окрашены, поскольку содержат хромофорную группу (азогруппа), которая способствует поглощению света в видимой области спектра, а также ауксохромные группы (ОН, NH2 и т.д.), которые углубляют цвет и способствуют связыванию красителя с волокном. Такие азосоединения относят к красителям. Примерно половина используемых в промышленности красителей относится к азокрасителям. Они могут быть моно-, ди-, полиазокрасителями в зависимости от количества азогрупп, иметь окраску от красного до зеленого цвета (зеленый, желтый, оранжевый, красный).
Азокрасители используются и в качестве кислотно – основных индикаторов, например:
Метиловый оранжевый:
Конго красный:
Методы крашения тканей:
А. Красители, содержащие полярные группы
Б. Дисперсные красители
В. Красители, образующие химические соединения с волокном
Г. Проявляющие красители (ледяное крашение)
Д. Протравные красители
Е. Кубовые красители
Ж. Пигменты
Гетероциклические соединения
Лекция №29. ПЯТИЧЛЕННЫЕ ГЕТЕРОЦИКЛЫ
Гетероциклические соединения. Определение. Классификация. Номенклатура. Пятичленные гетероциклы с одним гетероатомом. Фуран. Пиррол. Тиофен. Природные источники. Общие и частные способы получения. Строение. Физические свойства. Общие и специфические химические свойства. Применение.
Классификация и номенклатура
Гетероциклические соединения классифицируют по размеру цикла, характеру гетероатомов, по наличию ароматичности, а также по числу гетероатомов и конденсированных циклов в молекуле.
По размеру цикла
При нумерации атомов цикла гетероатом получает первый номер.
По характеру гетероатома
Азотсодержащие гетероциклические соединения имеют атом азота в цикле
Кислородсодержащие гетероциклические соединения имеют атом кислорода в цикле
и так далее.
По наличию ароматичности
Неароматические гетероциклические соединения не имеют циклической сопряженной системы (4n+2) π-электронов.
Для этих соединений характерны свойства, типичные для ациклических соединений соответствующих классов. Например, тетрагидрофуран и 1,4-диоксан обладают свойствами простых эфиров, а пирролидин и пиперидин – свойствами вторичных аминов.
Ароматические гетероциклические (гетероароматические) соединения имеют сопряженные системы (4n+2) π-электронов в циклах.
По числу гетероатомов и конденсированных циклов
Гетероциклические соединения могут различаться числом гетероатомов в цикле и числом конденсированных циклов в молекуле.
ПИРРОЛ, ФУРАН, ТИОФЕН
Ниже показаны структурные формулы некоторых пятичленных ароматических гетероциклических соединений и нумерация атомов в их молекулах.
Способы получения
1. Промышленные источники и способы получения пятичленных гетероциклов
Пиррол и тиофен в небольших количествах содержатся в каменноугольной смоле (менее 1%).
Пиррол получают из лактозы или галактозы:
Фуран содержится в пентазансодержащем сырье (шелуха семян овса, солома, древесина, целлюлоза). При кислотном гидролизе стеблей кукурузы и других растительных отходов получают фурфурол, а из него фуран:
Тиофен в промышленности может быть получен при взаимодействии бутана с серой при температуре 560°С:
2. Общие способы получения
1) Синтез Кнорра является наиболее важным и широко используемым методом получения пиррола, основан на взаимодействии аминокетонов с ацетоуксусным эфиром:
2) Синтез Ганча представляет собой реакцию α-галогенкетонов с β-кетоэфирами и аммиаком:
В качестве побочного продукта может образовываться фуран.
3) Синтез фуранов по Фейсту – Бенари
4) Реакция Пааля – Кнорре (циклизация дикарбонильных соединений). Пятичленные гетероциклы и большинство их замещенных могут быть получены циклизацией дикарбонильных соединений.
Реакцию проводят в запаянных трубках без растворителя.
Пример:
5) Реакция Юрьева. Гетероциклы при определенных условиях могут переходить друг в друга. Условиями этого взаимного перехода являются температура 450°С, катализатор Al2O3:
Практическое значение имеет синтез пиррола и тиофена из более доступного фурана.