染整课堂│疯狂的蒽醌!

一、蒽醌概述

（图：蒽醌结构式，记住这个结构，后面会有看到。）

见上图，即是蒽醌的结构式，蒽醌是指在C9，C10位具有羰基的蒽类化合物，属稠环有机化合物，又称9，10-蒽酮、9，10-蒽醌。

1835年Laurent用硝酸氧化蒽，首次制得蒽醌。蒽醌的衍生物都是有颜色的，在自然界广泛存在，天然产物中大多数的蒽醌类化合物都含有羟基，常以游离状态或与糖结合成甙的状态存在。如植物染料茜草，其所含的茜根素和羟基茜素等就是蒽醌类化合物。

从理论上讲，蒽醌可能有10种异构体。目前，制得的较为稳定的只有1，2-蒽酯、1，4-蒽醌和9，10-蒽醌3种，通常所指蒽醌即为9，10-蒽醌。

蒽醌的还原性较特殊，在连二亚硫酸钠（保险粉）的碱溶液中被还原为9，10-二羟基蒽醌钠盐。（因此，蒽醌系染料的拔色较偶氮类的染料要难。）

二、蒽醌的生产工艺

蒽醌常见的生产工艺有如下四种：

1、蒽气相催化氧化法

蒽氧化法是以精蒽为原料，以空气作氧化剂，五氧化二钒为催化剂，进行气相催化氧化，反应器有固定床和硫化床两种类型。

2、苯酐法 

以苯酐、苯为原料，以三氯化铝为催化剂，进行付-克（Friedel-Crafts）反应，然后用浓硫酸脱水生成蒽醌。苯酐法又分为溶剂法、球磨法和气相缩合法。中国大多采用溶剂法，即以过量的苯为溶剂。此法原料易得，可以从石油做起，具有反应温度低、设备简单、副反应少等优点。缺点是污染严重，三氯化铝废酸水不易处理，而且生产成本高。中国合成蒽醌均采用苯酐法。原料消耗定额：苯酐768kg/t、纯苯700kg/t、硫酸（98%）1364kg/t、三氯化铝1554kg/t、发烟硫酸1000kg/t。

3、萘醌法

以萘醌和丁二烯为原料，以氯化亚铜为催化剂，进行缩合反应、脱氢后得蒽醌。由于石油化工的飞速发展，提供了此法所用的大量原料丁二烯和萘醌。该法具有消耗低、三废少等优点，在日本和美国萘醌法已达到相当规模，有发展前途。日本川崎公司使用此法生产。

4、苯乙烯法 

由苯乙烯先进行二聚反应，然后氧化成邻苯酰基苯甲酸，再环合成蒽醌。该方法的优点是原料易得，没有苯酐法的铝盐废水引起的公害问题，产品成本较低。但反应条件较苛刻，技术复杂，设备要求高，是德国BASF研究的工艺。此外，日本三井化学公司获得了以甲苯为原料制备蒽醌的专利。

三、蒽醌系染料

蒽醌系分散染料、酸性染料、还原染料、活性染料等，已发展成为色谱全、性能好的染料类别。蒽醌染料已有400多个品种，在合成染料领域中占有很重要的地位。下面以四种蓝色系染料为例，介绍下蒽醌系染料的鲜艳所在。

1、蒽醌系分散染料

蒽醌分散染料是具有蒽醌结构的分散染料。在蒽醌核上的α-位为氨基或羟基者占大多数。蒽醌染料均难溶于水。吸光系数为 10000～25000左右，是偶氮染料的1/2～1/3，所以对纤维的着色力从根本上讲较偶氮染料差。

优点：

在高浓度染色的海军蓝及黑色范围内，很少采用蒽醌染料；但蒽醌分散染料色泽鲜艳，所以多用于红色、黄色或蓝色的染色。从蒽醌分散染料的显色结构来看，染色时不受水解性、还原作用的影响，所以耐光坚牢度好、化学稳定性好、使用方便，仍占有很重要的地位，在分散染料中约占20%。染色时，以木素磺酸及β-萘磺酸的福尔马林缩合物为分散剂，同时进行微粒化，分散于水浴中与纤维一起进行热处理。

缺点：

蒽醌分散染料有一缺点，是其他染料所没有的，可以被大气中的氮氧化物及硫氧化物作用而退色，即气体退色现象。这种现象与α-位氨基的碱性有关。为克服这一缺点，可用芳基氨代替烷基氨，并引入卤原子、氰基和硝基等亲电子基，例如美国 Eastman公司研制的染料C.I.分散蓝27。

代表品种：有C.I.分散蓝56（2BLN)、C.I.分散蓝87和C.I.分散红92。

(图：分散蓝2BLN结构式 很明显就是蒽醌加了四个氨基）

2、蒽醌系活性染料代表KN-R艳兰

见上图，C.I.19 活性蓝KN-R的结构式，其染料结构中蒽醌的结构非常明显。

3、蒽醌系还原染料代表RSN还原蓝：

(图：还原蓝RSN结构式）

还原蓝RSN（C.I.4还原蓝）是一种出现最早的蒽醌还原染料。工业上采用2-氨基蒽醌为原料,经氢氧化钾-氢氧化钠混合碱熔缩合而制取。

4、蒽醌系酸性染料代表弱酸性艳兰RAW：

(图：C.I.80酸性蓝RAW结构式）

弱酸性艳兰RAW，由1,4二羟基蒽醌与均三甲苯胺缩合，再用发烟硫酸磺化，盐析而得。