Красители

Природные красители,органическиесоединения,которые вырабатываются живыми организмами и окрашивают животныеи растительные клетки и ткани.В основном соединения желтых, коричневых , черныхи красных цветов разных оттенков, очень мало синих и фиолетовых, зеленые, как правило,отсутствуют.До 2-ой половины19в. природные красители-единственные в-ва для крашения текстильных и парфюмерныхизделий, кожи,бумаги,пищевых продуктов и др. С развитием промышленности органическогосинтеза, особенно анилокрасочной

пром-ти,природные красители не выдержали конкуренциис красителями синтетическими и в основном утратили былое практическое значение.В небольших количествах природные красителииспользуют в реставрационных работах. Их применяют также в пищевой и парфюмернойпромышленностях, при исследованиях методами оптической и электронной микроскопиив цитологии и гистохимии, в аналитической химии. Многие природные красители обладаютзначительной физиологической и антибиотической активностью, вследствие

чего их частоиспользуют как лекарственные средства. Некоторые природные красители - регуляторыроста растений, а также сигнальные вещества, привлекающие насекомых-опылителей иотпугивающие вредителей. Природные красителишироко распространены в природе и крайне многообразны. Часто в различных природныхисточниках встречаются одни и те же или близкие по строению природные красители,поэтому наиболее целесообразно классифицировать их по типам химических соединений.

Алифатические и алициклические красители.Включаюткаратиноиды, обусловливающие желтую,оранжевую и красную окраски цветов и плодов.С удлинением цепи сопряженных двойных связей окраска углубляется. Среди природныхкрасителей этого ряда - углеводороды , например, ликопин красный ,алюфа бетта гамма- каротины фиолетовый спирты, например, криптоксантин и ксантофил желтый , зеаксантин желтовато-красный кетоны, например, родоксантин синевато-черный и астицин фиолетовый кето-спирты, например, кантаксантин

и астаксантин красный альдегиды,альдегидоспиртыи др Встречаются каротиноидыв растительном и животном мире. Многие из них, например, каротин, обладают высокойфизиологической активностью, ретиналь альдегид,образующийся из витамина А входитв состав зрительного белка родопсина. К полиенам относится ряд антибиотиков канацидин,пентамицин, трихомицин и др продуцируемых актиномицетами.

Ароматическиекрасители. В основном это гидрокси- и алкокси- замещенныенепредельные кетоны 1 производные коричной и феруловой кислот - 4,4- дигидроксидициннамоилметан желтый , 4- гидроксициннамоилферулоилметан оранжевый и диферулоилметан,или куркумин оранжево-красный , встречающиеся в корняхкуркумы и др. 2 производные халкона С6Н5СН СНСОС6Н5и хинонов, например, лавсон и юглон, выделенные соответственно из листьев хны ииз кожуры незрелых

грецких орехов желтые красители для шерсти и щелка хризаробин- желтый краситель бразильских видов древесины, эмодинантрон - желтый красительдревесины жостера даурского гиперицин и псевдогиперицин - темно-фиолетовый и темно-красныйкрасители цветов зверобоя продырявленного, обладающие способностью убивать микроорганизмыи простейшие даже при слабом УФ облучении.Многие природныекрасители обладают физиологической активностью, витамины группы К -противовоспалительнымдействием.

К частично гидрированным ароматичным природным красителям относятся антибиотикигруппы тетрациклина и хромомицина, окрашенные в желтый цвет. Некоторые из красителейэтого ряда все еще применяют для крашения например, в реставрационных рабо тах используют ализарин - основное красящее веществокраппа, или марены красильной, содержащее также пурпурин - красный краситель, которыйприменяют в гистохимии для выявления Са в замороженных средах, а также как реактивв аналитической химии картамин - желтый краситель пыльцы

цветов сафлора красильного кармин, выделяемый из кошенили самок насекомыхкактусовая ложнощитовка и применяемый в пищевой и парфюмерной промышленностях.Действующее начало кармина - карминовая кислота ее применяют в цитологии.Гетероциклическиекрасители.Наи более широкопредставлены желтые природные красители- гидрокси метокси - и метилендигидроксипроизводные4-хромона и хромена. К ним относятся флавоноиды - производные флавона, флавонола,флаванона и флаванонола, изофлавона, а

также антоцианидины, окрашивающие цветы,ягоды, плоды и овощи в красный, фиолетовый, синий и черный цвета. К этой группеприродных красителей относятся также телефоровая кислота- черно-фиолетовый красительмножества видов грибов, бразилин и гематоксилин, выделенные из древесины различныхвидов красного дерева и кампешевого дерева. Эти бесцветные вещества при крашениихлопка по аллюминиевой протраве дают синевато-красные и фиолетовые окраски. Гематоксилин на его основе созданы красящие растворы специфического действия применяют

такжедля цитологической диагностики рака.Азотсодержащиегетероциклы.Наиболее древниеприродные красители - индиго и пурпур античный. Производные поррола включают триважные группы красителей 1. Красный пигментэритроцитов крови гемоглобин - железосодержащий комплекс протопорфирина и белкаглобина.2. Пигменты зеленыхчастей растений, содержащиеся в хлоропластах наряду с каротиноидами в соотношении3 1

, сине-зеленый хлорофилл а и желто-зеленый хлорофилл б, играющие важную рольв процессах фотосинтеза.3. Производные птеридина- широко распространенные пигменты, содержащиеся в крыльях бабочек и птиц. Красители синтетические,органическиесоединения,исп ользуемые для крашения различных преимущественно волокнистых материалов и изделий. Представляют собой главнымобразом окрашенные соединения некоторые бесцветные соединения, например, отбеливателиоптические, а также соединения, из которых красители образуются

после нанесенияна окрашиваемый материал. Цвет красителя обусловлен наличием в его молекуле хромофорнойссистемы - достаточно развитой открытой или замкнутой системы сопряженных кратныхсвязей и связанных с ней электронодонорных и или электроноакцепторных заместителей. Кроме того, в молекулах красителеймогут содержаться заместители, придающие им различные свойства, например способностьрастворяться в водных или неводных средах образовывать внутрикомплексные соединенияс металлами химически связываться с окрашиваемым материалом.

Синтетическиекрасители должны образовывать окраски, устойчивые к различным физико-химическимвоздействиям в процессах последовательной переработки окрашенных материалов и приих эксплуатации, например, к обработке горячей водой и насыщение паром, к действиюактивного хлора, высоких температур в расплавах полимеров , света, морской воды,к погодным условиям, стирке, глажению, трению в сухом и мокром состояниях. Эти свойстваоцениваются по пятибалльной шкале, только прочность к свету - по восьмибалльной.

Набор требований, предъявляемых к красителю, определяется назначением и способомпроизводства окрашенного материала. Помимо устойчивости к различным воздействиям,синтетическиекрасители характеризуют также по ровноте окрасок, чистоте их оттенка. В течение многихвеков для крашения тканей, изготовления косметических препаратов, а позднее и художественныхкрасок применяли красители природные - ализарин, индиго, кармин и др. всего около30 . В 1771г. действием НNO3 на индиго полученпервый синтетический краситель - пикриноваякислота

в 1843г ее получили из более доступного сырья - фенола, что позволило в1849г. начать производство кислоты для крашения шелка.Возникновение промышленностисинтетических красителей стало возможным лишь после открытия Н.Н.Зининым 1842г. универсального метода получения анилина и др. ароматических аминов.В 1855г. Я.Натансонполучил из анилина красный синтетический краситель, вторично открытый в 1859г. Э.Вергеноми названный фуксином цвет фуксии .В 1856г.

У.Перкин-старший синтезировал розовато-лиловый мовеин цвет мальвы .Год 1856 считается датойвозникновения промышленности синтетических красителей, названной анилинокрасочной.В 1858г. П.Гриссоткрыл реакцию диазотирования, а в 1864 - азосочетания, что привело к синтезу азокрасителей.В 1880г. А.Байер синтезировал индиго, промышленное производство которого началосьв 1896г после чего последовал синтез др. индигоидных синтетических красителей.

В 1873г. открыты сернистые синтетические красители, а с 1893г. организовано их промышленноеполучение.В 19о1г. получен первый синтетический кубовый краситель индантрон, в1903г. налажено производство полиметиновых синтетических красителей, в 1936г. -фталоцианиновых. К началу 20 в. синтетические красители вытеснили природные красители.Крупнейшиедостижения после 2-й мировой войны выпуск активных и дисперсных синтетических соединений.

Общее число известныхсинтетических красителей составляет свыше 6500, а производимых в мире около1500.До 1914г. монополистомв области производства синтетических красителей была Германия, на долю которой вместе с филиалами ее фирм за рубежом приходилось около 90 мирового производства,равного 150,3 тыс.т год. К 1937г. крупные промышленные производства синтетическихкрасителей организованы в 18 странах, и потребление красителей достигло 235 тыс.т год.

В 80-х гг.20в. производство синтетических красителей составило 770-860 тыс.т год,причем 70 этого количества приходится на долю США, ФРГ, СССР, Японии, Англии,Швейцарии и Франции.Термин краситель введен в 1908г. А.Е.Порай-Кошицем.Красители выпускаютв продажу обычно под торговыми названиями. За рубежом - это фирменные названия,защищенные патентами.

Поэтому часто одинаковыепо химическому строению синтетические красители разные фирмы выпускают под различныминазваниями.Производство синтетическихкрасителей - отрасль промышленности тонкого органического синтеза. Синтетическиекрасители получают в результате проведения многостадийного химического синтеза изпромежуточных продуктов, производимых, в свою очередь, из ароматических и гетероароматических соединений, вырабатываемыхугле- и нефтехимической промышленностью.

Часто из одного промежуточного продуктаполучают несколько синтетических красителей. Промежуточные продукты, кроме того,широко используют для производства лекарственных веществ, пестицидов, ростовых веществи многих других продуктов. Как правило, производство промежуточных продуктов организованона заводах, которые вырабатывают синтетические красители.Для промышленностисинтетическим красителям характерны многоассортиментность большое число мароксинтетических

красителей , малотоннажность отдельных производств, многостадийностьполучения большинства красителей иногда 10 и более стадий . Это затрудняет механизацию и автоматизацию производства и, следовательно, улучшение экономическихпоказателей.Основные путипрогресса в промышленности синтетических красителей разработка для каждого видакрашения триад красителей желтый-пурпурный-голубой ,смешением которых по данным расчета цветности на ЭВМможно получить смесовые маркисинтетических красителей любых цветов и

оттенков организациягибких производств,позволяющих с помощью небольшого числа аппаратов повышенной мощности производитьширокий ассортимент продукции изыскание возможностей использования одних и техже промежуточных продуктов для синтеза возможнобольшего числа синтетических красителей и применения в качестве промеж. продуктовсоединений, производимых для синтеза лекарственных веществ, пестицидов, фотоматериалови др Полученные в результатехимического синтеза синтетические красители обычно мало пригодны для непосредственногоприменения

в крашении и особенно в печатании. Чтобы красители были удобны в применениии для повышения степени их использования например, исключение мех. потерь, болееполная выбираемость из красильных ванн из них готовят выпускные формы. Это стандартизованныетоварные формы, в которых синтетические красители поступают потребителям кромекрасителя, взятого в строго определенной концентрации, в их состав входят различныевспомогательные вещества. На основе одного и того же синтетического красителя можетбыть приготовлено несколько выпускных

форм. Синтетические красители производят ввиде непылящих порошков, гранул и жидкостей,в виде растворов.Применяют синтетическиекрасители для крашения волокон и различных текстильных материалов, кожи, мехов,бумаги, древесины и др. растворимые в органических средах синтетические красители- для окрашивания бензинов,парафина, спиртов, восков, растительных жиров, синтетическихволокон при получении их формированием в массе, пластмасс, резин. Синтетическиекрасители используют также в цветной и черно-белой кинематографии

и фотографии,в электрофотографии аналитической химии, в медицине средства диагностики, при биохимическихисследованиях , в жидкостных лазерах, в различных физических приборах в качествеполупроводников и элементов, обладающих фотопроводимостью и некоторыми другими свойствами,как катализаторы.