Красители трифенилметанового ряда

Красители трифенилметанового ряда – это производные трифенилметана, содержащие в бензольных кольцах амино- или гидрокси-группы.

Аминотрифенилметаны – бесцветные вещества, их называют лейкосоединениями (лейкос-белый, бесцветный). При окислении в кислой среде они дают окрашенные соли. Носителем окраски является хромофор, представляющий собой сопряженный ион с положительным зарядом, распределенным между атомами углерода и азота. Если вывести аминогруппу из сопряжения образованием соли, то есть, добавив больше кислоты, то окраска исчезнет. При подщелачивании раствора красителя происходит его медленная нейтрализация, и выделяется бесцветный карбинол – карбинольное основание красителя.

Малахитовый зеленый- аминотрифенилметановый краситель

Получают малахитовый зеленый реакцией конденсации одного моль бензойного альдегида и двух моль N,N-диметиланилина в присутствии кислоты Льюиса: хлорида цинка; при этом образуется бесцветное вещество, называемое лейкооснованием, легко окисляющееся уже воздухом или двуокисью свинца в карбинол – основание красителя. При действии даже разбавленной соляной (или другой) кислоты оно отдает свой гидроксил и образует катион красителя:

ZnCl₂

С₆Н₅ – CH = O + 2 C₆H₅ – N(CH₃)₂ C₆H₅ – CH[C₆H₄N(CH₃)₂]₂

бензальдегид N,N-диметиланилин – H₂O лейкооснование

малахитового зеленого

PbO₂ N(CH₃)₂ HCl •• + •• –

N(CH₃)₂ – C N(CH₃)₂ Cl

C₆H₅ – C – OH – H₂O

C₆H₅

N(CH₃)₂

карбинольное основание красителя малахитовый зеленый

п,п^΄-тетраметилдиаминотрифенилкарбинол

+ •• –

N(CH₃)₂ = =C N(CH₃)₂ Cl

C₆H₅

малахитовый зеленый (хиноидная структура)

В малахитовом зеленом недостаток электронов распределен повсей молекуле и преимущественно по системе тетраметилдиаминодифенилметана.

Разработке методов синтеза трифенилметановых красителей и установлению их строения были посвящены работы крупных исследователей (А.Гофман, Э.Фишер, А. Ганч). Трифенилметановые красители из всех известных красящих веществ окрашены наиболее интенсивно, однако невысокая прочность к свету ограничивает их применение для крашения текстильных материалов. Малахитовый зеленый краситель окрашивает в зеленый цвет шелк, шерсть, а хлопок окрашивает по таниновой протраве.

Аминогруппы (ауксохромы) трифенилметанового красителя-катиона играют решающую роль и в устойчивости катиона и в его светопоглощении. Оба эффекта являются следствием рассредоточения заряда с метанового углеродного атома на атомы азота, но эти эффекты действуют непараллельно. При увеличении в трифенилметильном катионе числа ауксохромов в ядре от одного до двух и далее до трех устойчивость катиона растет, а скорость обесцвечивания гидроксильным ионом падает. Это происходит вследствие снятия все большей части заряда с метанового углерода и в связи с этим все больше возрастает энергия активации взаимодействия соединения с гидроксильным ионом. Что касается светопоглощения, то при увеличении числа ауксохромов от одного до двух желтый или оранжево-желтый цвет (дополнительно поглощаемый – фиолетовый) переходит в зеленый (поглощается пурпурно-красный), а при введении трех ауксохромов – в фиолетовый (поглощается желтый или желто-оранжевый), то есть батохромный эффект максимален в случае двух, а не трех ауксохромов. Это происходит потому, что уровень энергии первого возбужденного состояния наиболее близок к невозбужденному, если заряд рассредоточен линейно, а не разветвлено, как в случае трех ауксохромных групп.

Ауксохромные группы действуют благодаря наличию у атомов азота свободных пар электронов. Если эти электронные пары связать, присоединяя к ним ионы водорода действием кислоты (или превращением в четвертичную аммониевую соль под действием СН₃J), то и химическое и оптическое действие ауксохромов прекратится. Поэтому, приливая к раствору кристаллического фиолетового концентрированную соляную кислоту, можно наблюдать постепенный переход к зеленому цвету, в точности похожему на цвет малахитового зеленого (выключается один ауксохром), затем к оранжево-желтому (выключается два ауксохрома) и, наконец, получается слабо окрашенный желтый раствор.