文 献 综 述

⑴课题研究的背景

分散染料是一类水溶性较低的非离子型染料，微溶于水，在水中借分散剂作用而呈高度分散状态的染料。分散染料不含水溶性基团,分子量较低,分子中虽含有极性基团（如羟基、氨基、羟烷氨基、氰烷氨基等），仍属非离子型染料。这类染料后处理要求较高，通常需要在分散剂存在下经研磨机研磨，成为高度分散、晶型稳定的颗粒后才能使用。分散染料的染液为均匀稳定的悬浮液。分散染料于1922年由德国巴登苯胺纯碱公司开始生产，主要用于聚酯纤维和醋酯纤维的染色。当时主要用于醋酯纤维的染色。20世纪50年代后随着聚酯纤维的出现，获得了迅速发展，成为染料工业中的大类产品。分散染料按分子结构可分为偶氮型、蒽醌型和杂环型三类，它们按一定的原则命名，按《染料索引》(简称C.I.)统一编号。①偶氮型的色谱较剂全，有黄、橙、红、紫、蓝等各种色泽。偶氮型分散染料可按一般偶氮染料合成方法生产,工艺简单,成本较低。②蒽醌型具有红、紫、蓝等色。③杂环型为新近发展起来的一类染料，具有色彩鲜艳的特点。蒽醌型及杂环型分散染料的生产工艺较复杂，成本较高。分散染料按应用时的耐热性能不同，可分为低温型、高温型和中温型。①低温型染料耐升华牢度低，匀染性能好，适于竭染法染色，常称为E型染料。②高温型染料耐升华牢度较高，但匀染性差，适用于热熔染色，称为S型染料。③中温型染料耐升华牢度介于上述两者之间，又称为SE型染料。用分散染料进行染色时，需按不同染色方法对染料进行选择。

由文献^[2]介绍，PET 聚酯纤维全球年产量于2012 年已达到4 140万吨，在所有纤维中占有48. 25%，而唯一能在聚酯纤维上染色和印花的就是是分散染料。偶氮型分散染料的吸光系数比葱醒型分散染料要大一倍以上, 如红色蒽醌型分散染料的值一般为1～1.4#215;1 0^4〔Lm﹒mol/c m），而偶氮型可达3～4#215;1 0^4〔Lm﹒mol/c m）。而据文献^[15]介绍，大连理工大学化工学院彭勃﹑李慕洁﹑程侣柏等研究比较了助剂NNO、Reax 85A及助剂与染料的比例对砂磨的影响, 认为对吡啶酮型偶氮分散染料采用助剂Reax 85A较好。同时通过实验认为偶合组份含氰基毗吮酮染料较脱氰基吡啶酮染料的固色率要高, 并且N上烷基链越长, 则固色率越高。由此可见，分散染料对人类的生活具有重要的地位^[6]。

目前，由吡啶酮作为偶合组分在偶氮染料中获得越来越广泛的应用^[4],并且在传统方面使用的同时，一些新的研究拓宽了其应用范围。吡啶酮偶氮染料多为鲜艳的黄色，具有优异的耐晒牢度。已有若干商品化品种，如C.I.分散黄103、114、119、126及165等。这类染料的缺点是在不同的pH条件下回发生酸碱变色，从而影响其使用性能。

⑵课题研究进展

基于上述分散染料的研究发展背景，在设计分散染料分子结构方面，国内外的染料研究者大多对杂环类尤其是硫杂环及硫氮杂环类的品种感兴趣^[3]。其主要原因是，这类染料的染色强度高，色光鲜艳，各项牢度好。华东理工大学精细化工研究所的倪爱武和季军安等以1-氮基-2-萘酚-4-磺酸为重氮组分, 制备了一系列吡啶酮偶氮染料, 并与铬络合, 得到金属络合染料，具有较高的光稳定性^[4]。吡啶酮系偶氮分散染料通常是以相应的苯系芳胺为重氮组分, 而以杂环芳胺为重氮组分的偶氮分散染料还不多见,而色谱也局限于黄一橙色。尹钻和贾建洪合成含有邻苯二甲酰亚胺构造的偶氮型分散染料，这类染料料具有易碱性清洗的特点。而近几年来吡啶酮偶氮染料在金属络合染料方面的研究引起学界的一定关注。而根据文献^[5]介绍，大连理工大学精细化工国家重点实验室简卫﹑程侣柏﹑陈美芬等人选择了染料工业中常用的3一氨基一5 一硝基苯并噻唑以及2-氨基-6-硝基苯并噻唑以及对氯邻硝基苯胺为重氮组分, 以吡啶酮为偶合组分合成了一系列的偶氮分散染料。研究发现，偶氮体-腙体互变异构导致了所得染料容易发生变色现象。另外，还有多种吡啶系列化合物（包括染料）被相继合成，这些化合物具有很多优异的特性，如蒽并吡啶酮类染料中间体是生产对塑料、树脂、羊毛着色具有优异耐热稳定性和耐迁移性的酸性染料和溶剂性染料的染料中间体；单偶氮型吡啶酮系复合染料可用于普通涤纶纤维、超细纤维的染色, 上染率接近95 %;也可作快速染色用；耐酸、碱变色的吡啶酮系黄色偶氮分散染料在酸、碱变色方面要优于其它吡啶酮染料^[7]等。倪爱武等人在杂环芳基吡啶酮花青染料合成方面获得发现^[22]。他们得出的结论是呋喃基、噻吩基和吲哚次甲基染料可以方便地制取N-取代的3-氰基-4-甲基-6-羟基-2-吡啶酮。另据《中国纺织大学学报》报导，中国纺织大学纺织化学工程系的谢孔良与大连理工大学的杨锦宗、侯毓汾等人首次合成了红、黄、蓝等一系列色谱的含吡啶乙酰基的暂溶性分散染料^[8]。这类新型染料的合成采用了有机溶到DMF，使得反应不仅具有很高的收率, 产品易于的析出, 而且避免了大量污水的产生, 对染料的工业化具有重要意义，也与国家所提倡的传统工业创新型发展的理念相符合。

如前文提到的，一方面，吡啶偶氮染料具有发色强度高, 染色性能优异耐光牢度好等特点，但另一方面，已经商品化的羟基吡啶酮偶氮染料像C.I.分散黄103、114、119、126及165等染料有在不同p H 条件下会发生酸、碱变色, 从而影响其应用性能。彭勤记^[9]等通过合成三十余种不同结构的黄色吡啶酮系染料, 利用紫外、可见、红外、核磁共振谱等手段研究了吡啶酮偶氮染料的腙式一偶氮式互变异构平衡, 发现取代基的性质及位置, 介质的p H 值及溶剂的性质等对两者的平衡都有影响, 不同结构染料的变色范围从pH=3.8到13不等。大连理工大学化工学院彭勃﹑李慕洁﹑程侣柏等在前人研究基础上合成了五个系列68 个吡啶酮偶氮型分散染料,研究了重氮组份与偶合组份取代基变化对染料光谱性能的影响, 并对含氰基吡啶酮与脱氰基吡啶酮的耐酸、碱变色性能作了比较。结果发现，采用预加碱染色工艺,不出现色花现象，并且碱剂加入越均匀, 匀染性越好^[10]。前文所述的研究成果就为我们更加有效的使用或改进该类染料指明了方向。

在国外，相关课题的研究也是硕果颇丰。Ismail Ajaj,Fathi H.Assaleh ,Jasmina Markovski ,Milica Rancic,Danijela Brkovicacute;,Milos Milc, Aleksandar D. Marinkovicacute;等人通过研究发现，在芳基偶氮环上引入吸电子基团和推电子基团对波谱性质的影响受溶剂效应控制^[18]。J. Dostanic, D.Mijin 等人研究了取代基的光谱和量子化学效应在偶氮 - 腙互变异构效应和酸碱性偶氮类试剂的吡啶酮染料上的影响^[19]。Fati Karc#305;,Fikret Karc^#305;在吡啶酮和吡唑啉酮的衍生物的杂环重氮染料的合成和吸收光谱方面取得进展^[20]。Jelena Mirkovi, Jelena Lovi, Milka Avramov Ivi,Dusan Mijin等人的研究成果则表明，在甲氧基作为取代基的苯偶氮基和乙基及2-吡啶酮部分的羟乙基以及它们的包合配合物染料具有表观活性^[17]。Bojan #272;. Bo#382;i#263;等研究者研究了由4（4-硝基苯基）-3-氰基-2-吡啶酮衍生的新型染料合成，结构和溶剂变色性质，并且得出结论，腙互变异构形式是该染料固态下主要形式，并且相对于酸度和碱度，溶剂极性对该染料光谱性质（主要表现为红移）影响更大^[24]。Nermin Ertan,Perihan Giirkan等人在进行一些偶氮吡啶酮染料的Cu（Ⅱ）配合物及其性质的研究中也取得进展^[21],并且得出结论，该类复合物的稳定性与参与反应的碱性有关。Fati Karc,Fikret Karc,Aykut Demirccedil;al,Mustafa Yamaccedil;等人在新型吡啶酮为基础的分散重氮染料方面进行了深入的研究并取得进展^[23]。他们发现新合成的染料3A-L具有一定的抗菌活性，不仅是细菌而且还有酵母菌。这些新合成的偶氮染料有利于新的抗菌药物的开发。

⑶课题研究的意义

总结前文课题研究背景及进展，人们对分散染料的研究起步较早，各种相关理论与技术都日趋成熟。但通过对N-乙基吡啶酮杂环分散染料的合成以及波谱性质的分析，可以深化对吡啶酮杂环分散染料组成、合成方法（主要是重氮化反应和偶合反应）的掌握，加强对该类化合物结构与性质之间认识。前文中提及一些吡啶酮偶氮型分散染料甚至对抗菌新药开发有着不可低估的作用。因此对于一项课题的研究，并不一定要局限在某一领域。学科交叉作为目前课题研究中的一大趋势，已经在各个研究领域中，发挥了巨大的作用。在课题研究过程中，注重学科交叉，对现有理论进行再一次整合，将不同观点和方法相互交流与碰撞，产生创新的火花，促进经济与社会健康可持续发展。

⑷参考文献

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⑴本课题要研究或解决的问题

1．N-乙基吡啶酮分散染料的合成

2. 对合成产物进行分离提纯

3. 研究N-乙基吡啶酮分散染料的波普性质

⑵研究手段（途径）

查阅相关文献及资料学习并掌握常见的分散性染料的合成方法。研究常见合成方法的利弊，并在合成过程中进行改进。通过重氮化反应和偶合反应进行分散染料的合成实验，并将反应产物进行分离提纯。学习结构表征的基本方法，并根据常规波谱分析结果对目标化合物的结构进行解析及归纳。最后，结合上述实验分析结果，研究其结构与性质之间的关系。