Glykoazofärgämnen
Glycoazodyes (eller GADs) är en familj av "naturaliserade" syntetiska färgämnen , så kallade eftersom de är konjugeringen av vanliga kommersiella azofärgämnen med ett socker genom en "linker". Denna princip sammanfattas i schemat nedan.
Generationer, struktur och syntes
Första generationens
Den första generationen av Glycoazodyes rapporterades första gången 2007. Dessa Glycoazodyes använder en diesterlinker , speciellt en succinylbrygga . En estergrupp binder sockret till en n- alkandistans , och spacern binder till färgämnet genom en annan estergrupp .
Syntes
Första generationens Glycoazodyes syntetiseras med glukos , galaktos eller laktos som sockergruppen. Förestringspunkten , eller genom att välja ett azofärgämne med en annan alkoholgruppposition. Antingen färgämnet eller sockergruppen kan succinyleras genom att reagera en fri alkoholgrupp med bärnstenssyraanhydrid . Det resulterande hemisuccinatet reagerar sedan med en fri alkoholgrupp på antingen färgämnet eller sockret. Kondensationsprodukten avskyddas sedan.
Andra generationen
Den andra generationen av Glycoazodyes rapporterades första gången 2008. Dessa Glycoazodyes använder en eterlänk. En etergrupp binder sockret och färgämnet till en n- alkandistans , och spacern binder till färgämnet genom en annan etergrupp. Liksom första generationens Glycoazodyes använder andra generationens Glycoazodyes glukos, galaktos eller laktos som sockergruppen.
Syntes
Liksom första generationens Glycoazodyes syntetiseras andra generationens Glycoazodyes med hjälp av en glukos- , galaktos- eller laktossockergrupp . Punkten för eterbindningen kontrolleras genom att selektivt skydda alkoholgrupper på sockret, eller genom att välja ett azofärgämne med en annan alkoholgruppposition. En oskyddad alkoholgrupp av antingen sockret eller färgämnet reageras med en n-kol, terminal dibromoalkan i en lösning av kaliumhydroxid och 18-kron-6- eter, med användning av icke- vattenfri tetrahydrofuran som lösningsmedel . Kaliumhydroxiden används för att producera en alkoxidjon från alkoholen medan 18-krona-6-etern fungerar som ett fasöverföringsmedel . Reaktionen fortskrider genom en klassisk SN-2 nukleofil substitution . En terminal bromgrupp elimineras och en bindning bildas mellan alkoholens syre och alkanens kol. En eter bildas mellan n-kollinkern och sockret eller färgämnet. I detta skede kan den terminala bromgruppen som finns kvar reagera under samma förhållanden med den fria alkoholen av ett motsvarande socker eller färgämne. Kondensationsprodukten avskyddas sedan.
Tredje generationen
Den tredje generationen av Glycoazodyes rapporterades första gången 2015. Dessa Glycoazodyes använder en amidoesterlinker. En amidgrupp binder sockret till en n- alkan -spacer och spacern är bunden till färgämnet genom en estergrupp .
Syntes
Tredje generationens Glycoazodyes syntetiseras med användning av aminosocker såsom 6-amino-6-deoxi-D-galaktos eller 6'-amino-6'-deoxylaktos. Punkten för amidbindningen kontrolleras genom att skydda alkoholgrupperna på sockret och låta den fria aminen reagera. Punkten för estergruppen kontrolleras genom att välja ett azofärgämne med en annan alkoholgruppposition. Antingen färgämnet eller sockret reageras med bärnstenssyraanhydrid . Detta bildar en amidgrupp med sockret eller en estergrupp med färgämnet. Den fria karboxylsyran kan sedan reagera med alkoholgruppen eller amingruppen på motsvarande färgämne eller socker. Kondensationsprodukten avskyddas sedan.
Egenskaper
En mängd olika tyger som ull , siden , nylon , polyester , polyakryl , polyacetat och polyuretan kan färgas med Glycoazodyes under måttliga temperaturer och tryck i vattenlösningar. Första generationens Glycoazodyes färgar bomull dåligt. Men andra generationens Glycoazodyes färgar bomull effektivt. Ull färgad med Glycoazodyes visar god beständighet när den exponeras för ISO 105-C06 tvätt och ISO 105 X12 gnidningstest.
Glykoazfärgämnen varierar i sin vattenlöslighet. De kan vara lösliga i kallt till varmt vatten och kan lösas upp efter omrörning eller vid tillsats.
Mindre variationer i absorptionsspektra uppstår när glykoazodlösningar bereds med vatten, aceton eller metanollösningsmedel. Omvandling av ett moder- azofärgämne till ett Glycoazodye kan ge en liten hypsokrom förskjutning i absorptionsspektra.
Miljöpåverkan
Flera egenskaper kan göra Glycoazodyes till ett miljövänligt alternativ till traditionella syntetiska färgämnen . Den ökade hydrofiliciteten hos Glycoazodyes möjliggör eliminering av ytaktiva ämnen , betningsmedel och salter under färgningsprocessen och tillåter vattenfärgning av en mängd olika textilier vid måttliga temperaturer och tryck. Den unika strukturen kan också möjliggöra behandling av textilavlopp genom biologiska metoder. Fusarium oxysporum avfärgar effektivt första generationens Glycoazodye 4-{N,N-Bis[2-(D-galaktopyranos-6-yloxi)etyl]-amino}azobensen. Olika andra Ascomycota- svampar visar en liknande potential att avfärga Glycoazodyes, men i mindre utsträckning. Avgiftning har mätts med hjälp av Daphnia magna akuta toxicitetstestet, vilket visar en 92 % färgämnesavgiftning efter 6 dagar. Denna avgiftningsmetod ger låga koncentrationer av nitrobensen , anilin och nitrosobensen .
externa länkar
- ^ a b c d e f Bartalucci, Giuditta; Bianchini, Roberto; Catelani, Giorgio; D'Andrea, Felicia; Guazzelli, Lorenzo (februari 2007). "Naturaliserade färgämnen: En enkel och enkel syntetisk väg till en ny klass av färgämnen - Glycoazodyes (GADs)". European Journal of Organic Chemistry . 2007 (4): 588–595. doi : 10.1002/ejoc.200600686 . ISSN 1434-193X .
- ^ a b c d Bianchini, Roberto; Catelani, Giorgio; Cecconi, Riccardo; D'Andrea, Felicia; Guazzelli, Lorenzo; Isaad, Jalal; Rolla, Massimo (januari 2008). "Ethereal Glycoconjugated Azodyes (GADs): En ny grupp av vattenlösliga, naturliga färgämnen". European Journal of Organic Chemistry . 2008 (3): 444–454. doi : 10.1002/ejoc.200700632 . ISSN 1434-193X .
- ^ a b Guazzelli, Lorenzo; Catelani, Giorgio; D'Andrea, Felicia (2015). "En ny generation av glykokonjugerade azofärgämnen baserade på aminosocker" . International Journal of Carbohydrate Chemistry . 2015 : 1–7. doi : 10.1155/2015/235763 . ISSN 1687-9341 .
- ^ a b Bianchini, Roberto; Catelani, Giorgio; Cecconi, Riccardo; D'Andrea, Felicia; Frino, Elena; Isaad, Jalal; Rolla, Massimo (2008). " Naturalisering" av textilspridda färgämnen genom glykokonjugering: fallet med en bis(2-hydroxietyl)-grupp som innehåller azofärgämne." Kolhydratforskning . 343 (12): 2067–2074. doi : 10.1016/j.carres.2008.02.009 . ISSN 0008-6215 . PMID 18336806 .
- ^ Porri, Aimone; Baroncelli, Riccardo; Guglielminetti, Lorenzo; Sarrocco, Sabrina; Guazzelli, Lorenzo; Forti, Maurizio; Catelani, Giorgio; Valentini, Giorgio; Bazzichi, Agostino; Franceschi, Massimiliano; Vannacci, Giovanni (januari 2011). "Fusarium oxysporum nedbrytning och avgiftning av ett nytt textil-glykokonjugat azofärgämne (GAD)". Svampbiologi . 115 (1): 30–37. doi : 10.1016/j.funbio.2010.10.001 . ISSN 1878-6146 . PMID 21215952 .