Глава 16. Элементы химии красителей

Цвет и строение вещества

Изучение строения красителей, относящихся к самым различным группам органических соединений, показало, что красители, как правило, содержат атомные группы, называемые хромофорами, и атомные группы, носящие названия ауксохромов.

Хромофоры

Атомные группы, обуславливающие окраску веществ, называются хромофорами (от. греч. «хрома» – цвет и «форос» – носитель). Хромофорами являются следующие группы:

Хиноидное ядро можно считать сложной хромофорной группой.

Сам хинон является сочетанием четырех простых хромофорных групп: двух карбонилов и двух этенилов.

Ауксохромы

Атомные группы, которые сами по себе (в отсутствие хромофоров) не способны вызывать окраску вещества, но в присутствии в аци - формах хромофоров усиливают, углубляют или изменяют оттенок окраски, называют ауксохромами (называние ауксохромных групп возникло от греческого слова «ауксо», что значит увеличивать).

К ауксохромам относятся:

Эти группы обладают основным или кислым характером; вследствие этого ауксохромные группы выполняют вторую очень важную роль: обуславливают образование солеобразных соединений красителя и окрашиваемых веществ, т. е. сообщают красителю способность присоединяться к тканям, окрашивать их. Следовательно, лишь тогда окрашенное вещество может быть красителем,
когда помимо хромофорных групп оно содержит еще и ауксохромные группы.

В молекулах азокрасителей могут содержаться различные ауксохромные группы – основные и кислые. Если преобладают основные свойства, то соответственно азокрасители называют основными, если же преобладают кислотные свойства, то соответственно азокрасители называются кислотными.

С электронной точки зрения хромофором является система сопряженных связей. Поглощение света, обусловленное наличием хромофоров, обычно невелико, и вещества, содержащие хромофоры, хотя и окрашены, все же не могут служить красителями.
В красителях помимо хромофоров должны быть ауксохромы. Обычно это кислые или основные группы, способные находиться в ионизированной форме, или сильно поляризованные. Заряды ионов или поляризованных групп более или менее распределяются по системе сопряженных связей.

Оттенок азокрасителей заметно меняется от реакции среды, т. е. степени ее кислотности или щелочности.

Окраска некоторых азокрасителей изменяется при этом настолько сильно, что соответствующие азокрасители применяются в качестве индикаторов, как метиловый оранжевый, называемый также гелиантином.

Метиловый оранжевый по своему строению очень сходен с диметиламиноазобензолом, отличаясь от него лишь наличием сульфогруппы в пара-положении к азогруппе, т. е. является сульфодиметиламиноазобензолом:

В щелочной и нейтральной среде метиловый оранжевый имеет желтый цвет, но в кислой среде он приобретает розово-красную окраску. Изменение окраски метилового оранжевого связано с присоединением иона водорода по месту двойной связи азогруппы
и с изменением положения двойных связей, в результате чего одно из бензольных ядер приобретает хиноидное строение:

Таким образом, при изменении окраски одна хромофорная группа – азогруппа – N = N – исчезает, но появляется другая хромофорная группа – хиноидное ядро. Эта реакция обратима: при прибавлении к красной форме метилового оранжевого опять образуется желтая форма метилового оранжевого.