مقدمه ای کلی در شیمی رنگ ها

-مقدمه ای کلی در شیمی رنگ ها(بخش اول)
۱-اصول شیمی رنگ
۱.۱ مبنای رنگ:
بر خلاف بیشتر ترکیبات آلی مواد رنگزا به دلایل زیر رنگی هستند:
۱)جذب نور در طیف مریی(۴۰۰ تا ۷۰۰ نانومتر)
۲)داشتن دست کم یک کروموفور (گروه جاذب رنگ)
۳)داشتن یک سیستم مزدوج (کانجوکیت-پیوندهای دوگانه یک در میان)
۴)و نمایش دادن رزونانس الکترون ها
که یک موازنه نیرو در ترکیب آلی است.( Abrahart 1977)
هرگاه هر یک از این ویژگی ها در ساختار ملکولی نباشد رنگ از بین می رود. همچنین علاوه بر کروموفور ها،بیشتر موادرنگی شامل گروه هایی به نام آکسوکروم ها (رنگ یار) هستند. مثال های آن، کربوکسیلیک اسید،سولفونیک اسید،آمینو و گروه هیدروکسیل می باشند. اگرچه این ها مسئول ایجاد رنگ نیستند، اما می توانند رنگ ماده رنگی را تغییر دهند و بیشتر به دلیل تاثیر آن ها بر انحلال پذیری مواد رنگی استفاده می شوند.

شکل ۱ : طول موج نور جذب شده در مقابل رنگ ماده ی آلی

بقیه ی عوامل شرکت کننده در رنگ در شکل ۲ و ۴ نشان داده شده است.

شکل ۲:مثال هایی از گروه های کروموفریک حاضر در مواد رنگزای آلی

شکل ۴ : یک جفت ساختار رزونانسی به نام سبز مالاشیت( Malachite Green C.I. Basic Green 4 )

با توجه به نیاز کروموفور مولد رنگ در ترکیبات آلی، مهم است که توجه داشته باشید کروموفور باید بخشی از سیستم مزدوج (کانجوکیت) (پیوندهای دوگانه یک در میان) باشد.که این در شکل ۵ نشان داده شده است.

در این مثال میتوانید جای گیری گروه آزو را بین گروه های متیل که یک ترکیب بی رنگ ایجاد می کند را ببینید. اما هنگامی که گروه آزو بین حلقه های آروماتیک قرار بگیرد یک رنگ زرد- نارنجی به دست می آید. در مورد مشابه دیگر، ساختار ها در شکل ۳ اهمیت سیستم طولانی مزدوج (کانجوکیت) را نشان می دهد. آشکار است که وقتی از ویتامین آ تا بتاکاروتن طول سیستم مزدوج (کاجوکیت) دو برابر میشود باعث انتقال برجسته ی اثر باتوکرومیک و در نتیجه تیره تر شدن رنگ می گردد.

برای افزایش انحلال پذیری حلقه ی اصلی، آکسوکروم با توجه به رنگ هدف تعویض می شود. که در شکل ۶ نشان داده شده است.

*اضافه کردن گروه هایی که الکترون دهنده گی را به ساختار آزوبنزن افزایش میدهند یک اثر باتاکرومیک دارند.(OH در برابر NH2)

* قرار گرفتن گروه های الکترون دهنده(NH2) و الکترون گیرنده(NO2) در سیستم مزدوج(کانجوکیت) یک اثر باتوکرومیک ایجاد می کند. در این حالت گروه های نیترو به ویژه سودمند هستند، زیرا در پخش شدن بهتر در ساختار مواد رنگزای دیسپرس کمک می کنند.

*افزایش تعداد گروه های الکترون گیرنده کانجوگه شده با گروه های الکترون دهنده اثر باتوکرومیک دارد.

*اثر الکترون دهندگی یک گروه آمینو را به وسیله ی افزودن گروه های آلکیل به اتم نیتروژن بالا می برند.

۱.۲. مواد رنگزا در برابر رنگدانه ها:

با توجه به انحلال پذیری، رنگ های آلی در دو دسته قرار میگیرند: مواد رنگزا و رنگدانه ها(Allen 1971). کلید تمیز دادن آنها انحلال پذیری مواد رنگزا در آب و/یا یک حلال آلی می باشد، در حالیکه رنگدانه ها در هر دو دسته از مایع نامحلول اند.
مواد رنگزا لایه ی زیرین را رنگ می کنند و در مواردی استفاده می شوند که کالا تمایل به جذب دارد. رنگدانه ها برای رنگ کردن مواد پلیمیری استفاده می شوند اما با مکانیسمی کاملآ متفاوت نسبت به مواد رنگزا، در این حالت فقط سطح جسم رنگ می شود مگر آن که رنگدانه با پلیمیر قبل از ریسندگی یا قالب ریزی مخلوط شود.

بخش دوم (کلیک کنید)
برگرداننده به پارسی: نگار آقاکابلی

سرچشمه ها:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK385442/

http://www.comnetwork.org/insights/comnet15-recap-journalism-art-and-impact-blending-journalism-storytelling-and-the-arts-to-engage-communities-to-bring-about-change/