Azərbaycanca AzərbaycancaБеларускі БеларускіDansk DanskDeutsch DeutschEspañola EspañolaFrançais FrançaisIndonesia IndonesiaItaliana Italiana日本語 日本語Қазақ ҚазақLietuvos LietuvosNederlands NederlandsPortuguês PortuguêsРусский Русскийසිංහල සිංහලแบบไทย แบบไทยTürkçe TürkçeУкраїнська Українська中國人 中國人United State United StateAfrikaans Afrikaans
Підтримка
www.wikidata.uk-ua.nina.az

Мети нові барвники клас синтетичних і природних барвників що містять електронодонорні та електроноакцепторні групи з єдн

Метинові барвники

Метинові барвники

Мети́нові барвники́ — клас синтетичних і природних барвників, що містять електронодонорні та електроноакцепторні групи, з'єднані ланцюгами вільних або заміщених метинових груп і мають непарну кількість атомів вуглецю в такому ланцюгу.

image
Структура ціаніну — першого синтезованого представника класу

Довгий час усі метинові барвники називали ціаніновими (від грец. ϰυανός — синій), за назвою першого отриманого представника, але надалі назва «ціанінові барвники» залишилася тільки в підгрупи, де метиновим ланцюгом з'єднані ароматичні гетероцикли. Поліметиновими барвниками називають підгрупу метинових барвників, що містять більше однієї метинової групи.

Застосовують у медицині та біології, виробництві фотографічних товарів, лазерів та інших галузях техніки, що використовують сенсибілізувальні та флуоресцентні властивості цієї групи барвників.

Історія

Перший синтетичний представник класу метинових барвників — ціанін (він же хіноліновий синій або ціаніновий синій) отримав у університеті Глазго Гревіль Вільямс того ж 1856 року, коли Вільям Перкін відкрив перший синтетичний барвник — мовеїн, що робить ціанін одним із найстаріших штучних барвників. Синтез ціаніну став типовим для отримання всіх простих ціанінових барвників — для його отримання Вільямс нагрівав суміш йодистих ізоамілатів хіноліну та лепідину з сильним лугом.

Через один рік, 1857 року німецький хімік [ru], незалежно від Вільямса, отримує солі хіноліну з алкілсульфатами, яким він дає назви метил- і етил-іризин відповідно, і характеризує їх як «одні з найпрекрасніших сполук в органічній хімії».

Дещо пізніше, 1875 року ціанін став одним із перших барвників, у якого [de] виявив фотографічну активність — здатність до сенсибілізації фотоматеріалу в оранжево-червоному діапазоні (580—610 нм). Практичне застосування ціанінового синього у фотографії тривало недовго через його неміцність і вуалювання емульсії, проте похідні ціаніну — метинові барвники виявилися чи не єдиним класом барвників (за небагатьма винятками), придатним для застосування в ролі оптичних сенсибілізаторів у фотографічній промисловості. Через важливість аерофотографії для розвідки під час Першої світової війни галузь метинових барвників уважно вивчали багато дослідників спершу в Німеччині, а потім, через дефіцит сенсибілізаторів, — у Великій Британії та США, що привело до синтезу багатьох похідних та виявлення нових важливих властивостей. отримуваних сполук. Одним із значних відкриттів цього періоду став синтез [ru][ru] 1905 року, що дозволило налагодити промисловий випуск фотоматеріалів, чутливих до видимої ділянки спектра.

Пізніші роботи, що проводилися в 1915—1925 роках, дозволили точно встановити будову ціанінових барвників. Як і передбачалося, ціанінові барвники, отримані на той час, складалися з двох гетероциклів, з'єднаних монометиновим чи триметиновим ланцюжком. У 1930-х роках синтезовано важливу групу мероціанінів, що набула поширення для інфрачервоної сенсибілізації, а в 1950—1960 роках дослідники перейшли до синтезу метинових барвників, у яких замість азотовмісних гетероциклів використовувалися інші конденсовані системи.

Номенклатура

Метинові барвники можна класифікувати за зарядом молекули на катіонні (ціаніни, стрептоціаніни та інші), аніонні (оксоноли) та нейтральні (нейтроціаніни або мероціаніни). Враховуючи, що електронодонорна та електроноакцепторна групи у складі молекули метинового барвника можуть обмінюватися зарядом по ланцюгу сполучення, то схеми зв'язків для них виглядають так:

  • катіонні: image ;
  • аніонні: image ;
  • нейтральні: image ;

Із зазначених груп промислове значення мають лише катіонні та нейтральні.

За кількістю метинових груп ці барвники класифікують на моно-, ді-, три-, пента-, і так далі до поліметинціанінових. Існують нульметинові, що містять фенільну групу, безпосередньо пов'язану з азотовмісним гетероциклом. Також до метинових барвників відносять молекули, де ядра безпосередньо зчеплені зв'язком між атомами вуглецю, що входять до ядер, тобто взагалі не містять метинового ланцюга.

За кількістю вініленових груп (-CH=CH-) групу можна розділити на такі, що мають: одну вініленову групу — карбоціанінові, дві — дикарбоціанінові, три — трикарбоціанінові і т. д.

Метинові барвники мали спочатку загальну назву «ціанінові барвники», що походить від назви першого представника. Надалі, після синтезу та дослідження різноманітних класів цих барвників, ціаніновими барвниками стали називати тільки сполуки, в яких на обох краях ланцюга розташовані ароматичні гетероцикли, найменування інших груп стали утворювати додаванням коренів, що характеризують кінцеві групи, наприклад, для бензоксазолу ввели корінь — «окса», тіазолу — «тіа» і т. д.

Фізичні та хімічні властивості

Мають будь-які кольори, зазвичай у діапазоні від жовтого до зеленого, іноді безбарвні. Водні та спиртові розчини відрізняються високою насиченістю та чистим відтінком кольору, що пояснюється вузькою смугою поглинання. Чистота кольору більшою мірою виражена в симетричних барвників. Значення молярного коефіцієнта екстинкції становить від 30000 до 250000, збільшуючись із подовженням ланцюга.

Нестійкі до дії окисників, але стабільні при взаємодії з відновниками. Знебарвлюються кислотами через протонування донорного ядра і відновлюють свій початковий колір у нейтральних середовищах. Утворюють нестабільні карбінольні основи, що розкладаються з руйнуванням метинового ланцюга під дією лугів, причому з'єднання з коротким ланцюгом виявляються стійкішими. Світлостійкість падає зі збільшенням довжини метинового ланцюга.

Застосування

Майже всі метинові барвники надають фотографічній емульсії на основі срібла розширену чутливість у видимому та інфрачервоному діапазонах, що визначило їх важливу роль як фотографічних сенсибілізаторів. Максимум сенсибілізації корелює зі спектром поглинання барвника, але при цьому зміщений у довгохвильовий бік.

Барвники, що належать до катіонних груп, використовують у текстильній промисловості для фарбування поліакрилонітрильного волокна, деяких поліефірів і поліамідів, у які введено кислотні групи, що забезпечує світлостійкість забарвлення. Також такі катіонні барвники використовують для фарбування натуральної шкіри, отримання чорнила та штемпельних фарб, виготовлення копіювального паперу.

Деякі монометинові барвники та їх азааналоги, завдяки безбарвності та сильним флуоресцентним властивостям, застосовують як оптичні відбілювачі.

Метинові барвники мають широке застосування в лазерній техніці для отримання як активних, так і пасивних середовищ завдяки здатності цих барвників до флуоресценції та вибірковим спектральним властивостям.

У біології та медицині застосовуються як оптичні індикатори.

Обробкою стирилових барвників лужними розчинами одержують безбарвні спіропірани, з яких одержують безбарвні копіювальні папери, наносячи зверху шари мікрокапсул з безбарвною формою барвника та наповнювач із слабокислими властивостями (каолін, силікагелі тощо). Механічний вплив на такий папір призводить до руйнування мікрокапсул та переходу спіропіранів у забарвлену форму. Спіропірани, в яких аміногрупу заміщено нітрогрупою, мають фотохромні властивості і забарвлюються під дією ультрафіолетових променів, а знебарвлюються в темряві. Такі сполуки застосовують у плівках для запису інформації.

Див. також

    Примітки

    1. Венкатараман, 1957, с. 1305—1307.
    2. Hamer, 1964, с. 4.
    3. Джеймс, 1980, с. 193—194.
    4. Троянов, 1992.
    5. Шапиро.
    6. Венкатараман, 1957, с. 1308.

    Література

    • Химия синтетических красителей. — Л. : Государственное научно-техническое издательство химической литературы, 1957. — Т. 2.
    • Джеймс Т. Теория фотографического процесса = The theory of the photographic process / пер. 4-го американского изд. под ред.  — 2-е русское изд. — Л. : «Химия». Ленинградское отделение, 1980. — 672 с.
    • Троянов И. А. Метиновые красители : статья // Химическая энциклопедия / Гл. ред. . — М. : Большая Российская энциклопедия, 1992. — С. 68—70. — 639 с. — .
    • Hamer F. M. The cyanine dyes and related compounds. — New York, London : Interscience Publishers, 1964.

    Посилання

    Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет

    Meti novi barvniki klas sintetichnih i prirodnih barvnikiv sho mistyat elektronodonorni ta elektronoakceptorni grupi z yednani lancyugami vilnih abo zamishenih metinovih grup CH displaystyle ce CH i mayut neparnu kilkist atomiv vuglecyu v takomu lancyugu Struktura cianinu pershogo sintezovanogo predstavnika klasu Dovgij chas usi metinovi barvniki nazivali cianinovimi vid grec ϰyanos sinij za nazvoyu pershogo otrimanogo predstavnika ale nadali nazva cianinovi barvniki zalishilasya tilki v pidgrupi de metinovim lancyugom z yednani aromatichni geterocikli Polimetinovimi barvnikami nazivayut pidgrupu metinovih barvnikiv sho mistyat bilshe odniyeyi metinovoyi grupi Zastosovuyut u medicini ta biologiyi virobnictvi fotografichnih tovariv lazeriv ta inshih galuzyah tehniki sho vikoristovuyut sensibilizuvalni ta fluorescentni vlastivosti ciyeyi grupi barvnikiv IstoriyaPershij sintetichnij predstavnik klasu metinovih barvnikiv cianin vin zhe hinolinovij sinij abo cianinovij sinij otrimav u universiteti Glazgo Grevil Vilyams togo zh 1856 roku koli Vilyam Perkin vidkriv pershij sintetichnij barvnik moveyin sho robit cianin odnim iz najstarishih shtuchnih barvnikiv Sintez cianinu stav tipovim dlya otrimannya vsih prostih cianinovih barvnikiv dlya jogo otrimannya Vilyams nagrivav sumish jodistih izoamilativ hinolinu ta lepidinu z silnim lugom Cherez odin rik 1857 roku nimeckij himik ru nezalezhno vid Vilyamsa otrimuye soli hinolinu z alkilsulfatami yakim vin daye nazvi metil i etil irizin vidpovidno i harakterizuye yih yak odni z najprekrasnishih spoluk v organichnij himiyi Desho piznishe 1875 roku cianin stav odnim iz pershih barvnikiv u yakogo de viyaviv fotografichnu aktivnist zdatnist do sensibilizaciyi fotomaterialu v oranzhevo chervonomu diapazoni 580 610 nm Praktichne zastosuvannya cianinovogo sinogo u fotografiyi trivalo nedovgo cherez jogo nemicnist i vualyuvannya emulsiyi prote pohidni cianinu metinovi barvniki viyavilisya chi ne yedinim klasom barvnikiv za nebagatma vinyatkami pridatnim dlya zastosuvannya v roli optichnih sensibilizatoriv u fotografichnij promislovosti Cherez vazhlivist aerofotografiyi dlya rozvidki pid chas Pershoyi svitovoyi vijni galuz metinovih barvnikiv uvazhno vivchali bagato doslidnikiv spershu v Nimechchini a potim cherez deficit sensibilizatoriv u Velikij Britaniyi ta SShA sho privelo do sintezu bagatoh pohidnih ta viyavlennya novih vazhlivih vlastivostej otrimuvanih spoluk Odnim iz znachnih vidkrittiv cogo periodu stav sintez ru ru 1905 roku sho dozvolilo nalagoditi promislovij vipusk fotomaterialiv chutlivih do vidimoyi dilyanki spektra Piznishi roboti sho provodilisya v 1915 1925 rokah dozvolili tochno vstanoviti budovu cianinovih barvnikiv Yak i peredbachalosya cianinovi barvniki otrimani na toj chas skladalisya z dvoh geterocikliv z yednanih monometinovim chi trimetinovim lancyuzhkom U 1930 h rokah sintezovano vazhlivu grupu merocianiniv sho nabula poshirennya dlya infrachervonoyi sensibilizaciyi a v 1950 1960 rokah doslidniki perejshli do sintezu metinovih barvnikiv u yakih zamist azotovmisnih geterocikliv vikoristovuvalisya inshi kondensovani sistemi NomenklaturaMetinovi barvniki mozhna klasifikuvati za zaryadom molekuli na kationni cianini streptocianini ta inshi anionni oksonoli ta nejtralni nejtrocianini abo merocianini Vrahovuyuchi sho elektronodonorna ta elektronoakceptorna grupi u skladi molekuli metinovogo barvnika mozhut obminyuvatisya zaryadom po lancyugu spoluchennya to shemi zv yazkiv dlya nih viglyadayut tak kationni gt N CH CH CH n N lt gt N CH CH n CH N lt displaystyle gt N CH CH CH n N lt longleftrightarrow gt N CH CH n CH N lt anionni O CH CH CH n O O CH CH n CH O displaystyle O CH CH CH n O longleftrightarrow O CH CH n CH O nejtralni gt N CH CH n CH O gt N CH CH CH n O displaystyle gt N CH CH n CH O longleftrightarrow gt N CH CH CH n O Iz zaznachenih grup promislove znachennya mayut lishe kationni ta nejtralni Za kilkistyu metinovih grup ci barvniki klasifikuyut na mono di tri penta i tak dali do polimetincianinovih Isnuyut nulmetinovi sho mistyat fenilnu grupu bezposeredno pov yazanu z azotovmisnim geterociklom Takozh do metinovih barvnikiv vidnosyat molekuli de yadra bezposeredno zchepleni zv yazkom mizh atomami vuglecyu sho vhodyat do yader tobto vzagali ne mistyat metinovogo lancyuga Za kilkistyu vinilenovih grup CH CH grupu mozhna rozdiliti na taki sho mayut odnu vinilenovu grupu karbocianinovi dvi dikarbocianinovi tri trikarbocianinovi i t d Metinovi barvniki mali spochatku zagalnu nazvu cianinovi barvniki sho pohodit vid nazvi pershogo predstavnika Nadali pislya sintezu ta doslidzhennya riznomanitnih klasiv cih barvnikiv cianinovimi barvnikami stali nazivati tilki spoluki v yakih na oboh krayah lancyuga roztashovani aromatichni geterocikli najmenuvannya inshih grup stali utvoryuvati dodavannyam koreniv sho harakterizuyut kincevi grupi napriklad dlya benzoksazolu vveli korin oksa tiazolu tia i t d Fizichni ta himichni vlastivostiMayut bud yaki kolori zazvichaj u diapazoni vid zhovtogo do zelenogo inodi bezbarvni Vodni ta spirtovi rozchini vidriznyayutsya visokoyu nasichenistyu ta chistim vidtinkom koloru sho poyasnyuyetsya vuzkoyu smugoyu poglinannya Chistota koloru bilshoyu miroyu virazhena v simetrichnih barvnikiv Znachennya molyarnogo koeficiyenta ekstinkciyi stanovit vid 30000 do 250000 zbilshuyuchis iz podovzhennyam lancyuga Nestijki do diyi okisnikiv ale stabilni pri vzayemodiyi z vidnovnikami Znebarvlyuyutsya kislotami cherez protonuvannya donornogo yadra i vidnovlyuyut svij pochatkovij kolir u nejtralnih seredovishah Utvoryuyut nestabilni karbinolni osnovi sho rozkladayutsya z rujnuvannyam metinovogo lancyuga pid diyeyu lugiv prichomu z yednannya z korotkim lancyugom viyavlyayutsya stijkishimi Svitlostijkist padaye zi zbilshennyam dovzhini metinovogo lancyuga ZastosuvannyaMajzhe vsi metinovi barvniki nadayut fotografichnij emulsiyi na osnovi sribla rozshirenu chutlivist u vidimomu ta infrachervonomu diapazonah sho viznachilo yih vazhlivu rol yak fotografichnih sensibilizatoriv Maksimum sensibilizaciyi korelyuye zi spektrom poglinannya barvnika ale pri comu zmishenij u dovgohvilovij bik Barvniki sho nalezhat do kationnih grup vikoristovuyut u tekstilnij promislovosti dlya farbuvannya poliakrilonitrilnogo volokna deyakih poliefiriv i poliamidiv u yaki vvedeno kislotni grupi sho zabezpechuye svitlostijkist zabarvlennya Takozh taki kationni barvniki vikoristovuyut dlya farbuvannya naturalnoyi shkiri otrimannya chornila ta shtempelnih farb vigotovlennya kopiyuvalnogo paperu Deyaki monometinovi barvniki ta yih azaanalogi zavdyaki bezbarvnosti ta silnim fluorescentnim vlastivostyam zastosovuyut yak optichni vidbilyuvachi Metinovi barvniki mayut shiroke zastosuvannya v lazernij tehnici dlya otrimannya yak aktivnih tak i pasivnih seredovish zavdyaki zdatnosti cih barvnikiv do fluorescenciyi ta vibirkovim spektralnim vlastivostyam U biologiyi ta medicini zastosovuyutsya yak optichni indikatori Obrobkoyu stirilovih barvnikiv luzhnimi rozchinami oderzhuyut bezbarvni spiropirani z yakih oderzhuyut bezbarvni kopiyuvalni paperi nanosyachi zverhu shari mikrokapsul z bezbarvnoyu formoyu barvnika ta napovnyuvach iz slabokislimi vlastivostyami kaolin silikageli tosho Mehanichnij vpliv na takij papir prizvodit do rujnuvannya mikrokapsul ta perehodu spiropiraniv u zabarvlenu formu Spiropirani v yakih aminogrupu zamisheno nitrogrupoyu mayut fotohromni vlastivosti i zabarvlyuyutsya pid diyeyu ultrafioletovih promeniv a znebarvlyuyutsya v temryavi Taki spoluki zastosovuyut u plivkah dlya zapisu informaciyi Div takozhPrimitkiVenkataraman 1957 s 1305 1307 Hamer 1964 s 4 Dzhejms 1980 s 193 194 Troyanov 1992 Shapiro Venkataraman 1957 s 1308 LiteraturaHimiya sinteticheskih krasitelej L Gosudarstvennoe nauchno tehnicheskoe izdatelstvo himicheskoj literatury 1957 T 2 Dzhejms T Teoriya fotograficheskogo processa The theory of the photographic process per 4 go amerikanskogo izd pod red 2 e russkoe izd L Himiya Leningradskoe otdelenie 1980 672 s Troyanov I A Metinovye krasiteli statya Himicheskaya enciklopediya Gl red M Bolshaya Rossijskaya enciklopediya 1992 S 68 70 639 s ISBN 5 85270 039 8 Hamer F M The cyanine dyes and related compounds New York London Interscience Publishers 1964 PosilannyaB I Shapiro Polimetinovye krasiteli Bolshaya rossijskaya enciklopediya v 36 t predsed red kol Yu S Osipov otv red S L Kravec M Nauch izd vo BRE 2004 2017 ros

    Дата публікації:
    Топ