БНБ "БРОКГАУЗ И ЕФРОН" (121188) - Photogallery - Естественные науки - Математика - Технология
|
Краски органические искусственныеОпределение "Краски органические искусственные" в словаре Брокгауза и Ефрона
Краски органические искусственные
1. Производные трифенилметана: а) розанилиновые К. Исходными материалами для приготовления розанилиновых, или, как их также называют, анилиновых К. служат: анилин, толуидины, метиланилины и гомологи, добываемые из бензола и гомологичных ему углеводородов, содержащихся в наиболее легко летучих частях каменноугольной смолы. Прежде анилиновые К. готовили, исходя из сырого 50-ти или 90-ти процентного бензола, доставляемого фабриками, занимающимися переработкой каменноугольной смолы (см. Деготь каменноугольный); ныне почти всегда из сырого бензола сначала выделяют чистые углеводороды, бензол, толуол и ксилол, применяя для этой цели несколько раз повторенную дробную перегонку в сложных колонных перегонных аппаратах систем Савалля, Гекмана и др. Исходя из чистых углеводородов, получают более чистые пигменты и более значительный выход их. Углеводороды бензол и толуол превращают в нитросоединения, действуя на них смесью крепких азотной и серной кислот. Для этого в закрытый чугунный сосуд, снабженный мешалом, помещают предназначенный к нитрированию углеводород и к нему медленно приливают смесь азотной кислоты уд. в. 1,42-1,45 (2 ч.); и 66-ти градусной серной кислоты (1 ч.) вначале прибор охлаждают снаружи водой, под конец дают температуре подняться до 80-90°. Полученную жидкость перепускают в высокие железные цилиндры, где она, при стоянии в покое, разделяется на два слоя: внизу собирается серная кислота, содержащая только немного (ок. 1%) азотной — она с удобством служит для питания башни Гловера при производстве серной кислоты; а вверху собирается полученное нитросоединение. Кислоту спускают снизу, а нитросоединение несколько раз промывают водой, отгоняют из него содержащиеся в нем бензол и толуол, не успевшие вступить в реакцию, а также незначительную примесь углеводородов предельного ряда, помощью струи водяного пара, и остающееся желтое масло очищают перегонкой из железных реторт. Этим путем из чистого бензола получается чистый или "легкий" нитробензол, C6H5.NO2, кипящий при 206-208 0, а из толуола смесь изомерных нитротолуолов С 7 Н 7.NО 2, в которой преобладают изомеры орто-и пара-, а мета-изомеры содержатся лишь в небольшом количестве. Нитросоединения затем превращают в амидосоединения действием воcстановляющих веществ. Для этой цели применяли прежде различные восстановители; в настоящее время все прежние способы амидирования оставлены и заменены наиболее удобным и дешевым, так наз. английским методом. По этому методу нитросоединение помещают в чугунный сосуд, снабженный пустотелым мешалом, в которое можно пропускать водяной пар, прибавляют крепкой соляной кислоты и воды и к жидкости постепенно, при постоянном размешивании, присыпают через воронку железные стружки. Железо с соляной кислотой развивает водород, который превращает нитросоединение в амидосоединение, напр.:
Образующееся из железа и соляной кислоты хлористое железо действует, в свою очередь, как восстановитель, образуя гидрат окиси железа и хлористоводородную соль амидосоединения; соль эта с новым количеством железа дает вновь хлористое железо и свободное амидосоединение. Ряд этих реакций, сопровождающихся нагреванием массы, повторяется, пока все нитросоединение не превратится в амидосоединение, причем, при достаточном количестве железных стружек, требуется сравнительно небольшое количество соляной кислоты. На практике берут, напр., в реакцию на 100 частей нитросоединения 100 частей стружек и только 10 частей соляной кислоты в 21° Б. По окончании реакции в сосуд наливают известкового молока до сильно щелочной реакции и отгоняют амидосоединение струей водяного пара, причем в приемнике собирается смесь воды и свободного амидосоединения, которое после отстаиванья получается в виде маслянистой жидкости, собирающейся вверху. Отделенный от водянистой жидкости слой масла подвергается перегонке с термометром из железных котлов, а водянистая жидкость, содержащая всегда в растворе некоторое количество амидосоединения, во избежание потери последнего, служит вместо воды для питания парового котла, доставляющего пар для отгонки. Остаток в котле после отгонки амидосоединения содержит все введенное в реакцию железо, в виде водной окиси; его перерабатывают или на металлическое железо, или на железный купорос. Вышеописанными приемами на практике удается получать из 150 ч. нитросоединения, образующихся из 100 ч. углеводорода, около 100 ч. очищенного перегонкой амидосоединения. Для целей производства анилиновых красок готовят, исходя из чистого бензола, чистый анилин, C6H5NH2, идущий в дело под именем "анилина для сини", а исходя из чистого толуола — смесь изомерных толуидинов C7H8NH2, из которой иногда довольно сложными приемами выделяют в чистом состоянии жидкий ортотолуидин, кипящий при 197°, и твердый кристаллический паратолуидин, плавящийся при 45° и кипящий при 198°. Кроме того, приготовляют также в значительных количествах смесь, состоящую приблизительно из равного числа частиц анилина, ортотолуидина и паратолуидина. Эта смесь известна под именем "анилинового масла для красных К." (Rothöl, Anilin für Roth).
Как окислители для этой цели предлагались и применялись в практике различные вещества: хлорное олово, четыреххлористый углерод, азотная кислота, азотнортутная соль, сулема, сурьмяная кислота, мышьяковая кислота, нитробензол и др. Из всех этих веществ только мышьяковая кислота и нитробензол нашли себе обширное применение и употребляются на фабриках для приготовления фуксина, так что в настоящее время практикуются лишь два способа производства этого пигмента. По первому, так назыв. мышьяковому способу, поступают следующим образом. Анилиновое масло надлежащего состава (Roth ö l) в количестве 500 кг смешивается с 750 кг сиропообразного водного раствора мышьяковой кислоты в 75° Б. в чугунном эмалированном внутри котле, снабженном мешалом, термометром, шлемом с пароотводной трубкой и широким спускным краном; смесь нагревается при постоянном размешивании, поднимая температуру постепенно до 190°. При этом из котла перегоняется вода и масло, состоящее, главным образом, из смеси анилина и ортотолуидина. Масло это, количество которого составляет около 1/3 взятого в работу анилинового масла, собирают и отчасти употребляют при следующей операции, а отчасти оно служит для приготовления пигмента, называемого сафранином, как о том будет сказано далее. По мере нагревания, масса в котле постепенно густеет и окрашивается в темно-красный цвет. По временам из котла берут пробы и нагревание прекращают, когда проба будет достаточно густа и интенсивно окрашена. Готовый плав еще горячим выпускают из котла в выложенные камнем бассейны, в которых он застывает в хрупкую смоловидную массу с зеленоватым металлическим оттенком. Масса эта разбивается на куски с возможной осторожностью, чтобы избегнуть весьма ядовитой пыли, и вываривается в котлах в воде: получается темнокрасный раствор, содержащий мышьяковорозанилиновую соль, а нерастворенной остается часть мышьяковистой кислоты, происшедшей из мышьяковой, вместе с довольно значительным количеством смолистых веществ, образующихся как побочный продукт при окислении анилинового масла. К раствору, отделенному помощью фильтр-прессов от нерастворимого, прибавляют поваренной соли и немного соляной кислоты и дают ему медленно охлаждаться, причем выделяются кристаллы хлористоводородной соли розанилина, которые довольно трудно растворимы в растворах поваренной соли. Маточные растворы, слитые с кристаллов, при дальнейшем сгущении и прибавлении поваренной соли, дают еще несколько кристаллизаций менее чистых сортов фуксина, содержащих посторонние примеси. Для получения самых чистых сортов, сырые кристаллы очищают повторенной несколько раз кристаллизацией из растворов поваренной соли. Чистые сорта фуксина, в виде красивых, довольно крупных призматических кристаллов, лестнично расположенных и имеющих зеленый с металлическим отблеском цвет, поступают в продажу под различными названиями: диамант-фуксина, рубина, маджента, розеина; менее чистые сорта, дающие окраску с желтым оттенком, продаются под именем сериз. Из последних маточных растворов выделяют еще бурую краску, так называемую маррон или гренадин, идущий в дело при окрашивании кож в красно-бурые цвета; в этом продукте, кроме фуксина, содержится желтоокрашивающая соль особого основания — хризанилина C19H15N3. В продажу поступает также и чистая азотнокислая соль хризанилина, под названием фосфина; пигмент этот служит для получения красивых золото-желтых окрашиваний. В смолистом остатке, получающемся после вываривания в воде сырого фуксинового плава и накопляющемся между салфетками фильтр-прессов, содержатся еще несколько красящих веществ различных оттенков фиолетового и темно-синего цвета, как-то: виоланилин, мованилин, индулин и др.; пытались извлекать и эти побочные продукты, но дело это ныне оставлено, так как переработка смолистого остатка на К. весьма сложна, а получаемые продукты не представляют собой ярких, красивых и прочных пигментов. Весьма важное значение имеют содержащие мышьяк остатки, накопляющиеся массою при производстве фуксина по описываемому способу. Весь мышьяк, употребленный в виде мышьяковой кислоты, получается частью в растворе, в виде мышьяковистонатриевой соли в последних маточных жидкостях, частью в виде мышьяковистой кислоты в смолистом остатке от выщелачивания плава; отбросы эти, вследствие их ядовитости, весьма тягостны для фабриканта; прежде их зарывали в глубокие ямы, но из них мышьяковистые соединения, медленно выщелачиваясь почвенной водой, проникали в почву, ручьи и реки, гибельно действуя на растительное и животное царство. Мышьяковые остатки упаковывали также в бочки и отвозили в море, чтобы там выбросить их как можно дальше от берега; этот прием уничтожения остатков обходится недешево, особенно, если расстояние фабрики от моря значительно. Ныне пытаются получить обратно мышьяк из остатков и, превратив его в мышьяковую кислоту, опять пустить в производство; предложенные для этого приемы сложны и обходятся тоже слишком дорого. Необходимо еще заметить, что даже несколько раз повторенной кристаллизацией не удается удалить последних следов ядовитых мышьяковистых соединений из фуксина, а в менее тщательно очищенных сортах его содержание этих соединений может быть довольно значительным, чем и объясняются случаи отравления людей от предметов, окрашенных не вполне очищенным фуксином. Если еще вспомнить, что фуксином и из него получаемыми пигментами иногда подкрашивают пищевые вещества: ликеры, сиропы, кондитерские произведения и пр., то понятно, как важно иметь способ, дающий фуксин, совершенно не содержащий мышьяка, а потому и не ядовитый. Только что сказанное уже давно побудило техников искать других способов приготовления фуксина и после долгих опытов был, наконец, разработан, особенно трудами Купье, а затем и введен в практику на многих фабриках, новый, так назыв. нитробензольный способ производства, все более и более вытесняющий прежний мышьяковый способ. Нитробензольный способ, по-видимому, несколько затруднительнее мышьякового и дает меньший выход фуксина; детали этого способа составляют поныне секрет фабрик, применяющих его. В общих чертах, поступают следующим образом: 100 частей анилинового масла для красных К. нейтрализуют крепкой соляной кислотой, прибавляют 40 ч. нитробензола и 3 ч. мелких железных опилок, смесь нагревают до 180-190°. По окончании реакции, получаемый плав перерабатывается на фуксин совершенно как при мышьяковом способе, причем получаются те же главные и побочные продукты. В этом способе окисление анилинового масла происходит на счет кислорода нитробензола, при посредстве железных соединений; подробный ход реакции по настоящее время еще не разъяснен. Чистый хлористо-водородный розанилин или фуксин довольно трудно растворим в холодной воде, легче в горячей и весьма легко в спирте. Из темно-красных его растворов щелочи выделяют бесцветный кристаллический осадок свободного розанилина, имеющего после высушивания состав C 20H19N3.H2 O; на воздухе он краснеет, притягивая углекислоту. Розанилин, как основание, соединяется с 1 эквивалентом кислот, выделяя при этом воду и образуя яркого кармуазиново-красного цвета соли; эти соли могут присоединять еще по два эквивалента кислот, причем происходят непрочные, разлагаемые избытком воды, желто-бурые трехкислотные соли. В продаже встречается, кроме хлористоводородного розанилина, также отлично кристаллизующаяся уксуснокислая соль его. Фуксин идет на окраску шелка и шерсти, которые прямо, без протрав, поглощают пигмент из среднего раствора; кроме того, фуксин употребляется для окрашивания джута, кожи, бумаги, ликеров, сиропов, для приготовления цветных карандашей и пр.; хлопок и другие растительные волокна окрашиваются фуксином после протравления их таннином или рвотным камнем (см. Крашение). Чрезвычайно красивое и яркое окрашивание фуксина, к сожалению, непрочно и весьма скоро бледнеет под влиянием света. Кроме разных сортов обыкновенного фуксина, ныне готовят так называемый кислотный фуксин (Euchsin S.), представляющий натриевую соль розанилиндисульфокислоты C 20H17N3(SO2.ONa)2. Она получается при обработке свободного розанилина, выделенного из низших сортов фуксина щелочью и высушенного избытком дымящейся серной кислоты при 120°. Продукт выливают в воду, нейтрализуют известью, отделяют гипс фильтр-прессами и смешивают раствор кальциевой соли с содой, причем осаждается и углекальциевая соль, а в растворе остается натриевая соль розанилиндисульфокислоты. Красный раствор выпаривают досуха в железн. чашах. Сухой остаток от испарения легко растворим в воде. Им окрашивают шелк и шерсть в кислых ваннах и получают окраску, не изменяющуюся от влияния слабых кислот. Химическое строение розанилина и розанилиновых пигментов вообще было разъяснено в 1876 г. работами Е. и О. Фишер. Уже ранее было замечено, что чистые анилин и паратолуидин в отдельности не дают с окислителями красных пигментов, между тем как смесь анилина, ортотолуидина и паратолуидина (каждого по одной частице) дает при окислении розанилин C 20H21N3 O, а смесь из двух частиц анилина и одной частицы чистого паратолуидина дает ближайший нижний гомолог, состава C 19H19N3 O, названный парарозанилином; соли этого последнего основания всегда содержатся в небольшом количестве, как примеси, в продажных сортах фуксина. Е. и О. Фишер приготовили парарозанилин в большом количестве в чистом состоянии и действием на него водорода в момент выделения получили бесцветное, не содержащее кислорода основание C 19H19N3, названное паралейканилином. Наследование этого последнего показало, что оно есть аммиачное производное углеводорода трифенилметана — триамидо-трифенилметан (C 6H4NH2)3.СH. Действительно, паралейканилин дает при действии азотистой кислоты, как все ароматические амины, диазосоединение, которое при кипячении со спиртом образует углеводород трифенилметан (C 6H5)3.СH. Обратно, парарозанилин можно получить из трифенилметана; если этот углеводород, приготовленный синтетически, нитрировать, то образуется тринитротрифенилметан (C 6H4NO2)3.СH, который при окислении переходит в третичный ароматический алкоголь, тринитротрифенилкарбинол (C 6H4NO2)3.С.OH, дающий при восстановлении соответствующее амидо-соединение — триамидотрифенилкарбинол (C 6H4NH2)3.С.OH, который оказывается тожественным со свободным парарозанилином. Свободный розанилин, C 20H21N3 O, основание обыкновенного фуксина, отличается по составу на CH 2 от парарозанилина и есть первый его высший гомолог — триамидодифенилтолилкарбинол (C6H4NH2)2 C6H3 СH 3NH2. C.OH. Итак, парарозанилин и розанилин, бесцветные в свободном состоянии, содержат кислород и суть триамидо-производные третичных ароматических алкоголей. Когда эти основания встречают кислоту, то тотчас соединяются с нею, выделяя по частице воды и образуя ярко-красные соли, строение которых может быть выражено, напр., формулами:
Недавно фабрика анилиновых К. в Гехсте патентовала новый способ приготовления фуксина и целого ряда сходных с ним пигментов. Способ этот, по словам патента, дает выход К. лучший, чем все прежние способы, и основывается на следующем: если альдегид муравейной кислоты CH 2 O, получаемый в больших размерах осторожным окислением древесного спирта, привести в прикосновение с анилином или его гомологами и производными, то образуются сложные продукты конденсации — производные дифенилметана. Если эти соединения смешать с анилином или другими ароматическими аминами и на смесь действовать окислителями, напр. мышьяковой кислотой или нитробензолом и железными опилками при 200°, то получаются парафуксин, фуксин или их производное, смотря по природе взятого в дело амида. Особенно красивый голубовато-красный пигмент состава C 22H23N3. HCl получается этим путем, исходя из ортотолуидина; он продается под именем нового фуксина (Neufuchsin). Конкурентом метиловой зелени является так наз, малахитовая или горькоминдальная зелень, или зелень виктория. Эта красивая, ныне весьма распространенная зеленая с синеватым оттенком К. была открыта одновременно и независимо друг от друга О. Фишером и Дебнером в 1877 г. По способу О. Фишера исходят из горькоминдального масла или бензойного альдегида C 6H5 CHO, приготовляемого в больших размерах нагреванием бензальдихлорида C 6H5CHCl2 с едким натром. Смесь горькоминдального масла с диметиланилином и хлористым цинком нагревают на водяной бане, причем весьма легко и чисто образуется бесцветное соединение тетраметилдиамидотрифенилметан C 6H5[C6H4 N(СН 3)2]2 СН; при действии окислителей это соединение превращается в соответствующий карбинол C 6H5[C6H4 N(СН 3)2]2 С.OН, который, будучи бесцветным в свободном состоянии, с кислотами образует ярко-зеленые соли — малахитовую зелень. В продажу пигмент поступает в виде красивых металлически блестящих
Статья про "Краски органические искусственные" в словаре Брокгауза и Ефрона была прочитана 2204 раз |
TOP 15
|
|||||||