Дослідження азобарвника пронтозилу привели до створення хіміотерапевтичних антибактеріальних препаратів широкого спектра дії — сульфаніламідів (див. с. 508—510). У 1935 році співробітники інституту луї Пастера встановили, що пронтозил в організмі розщеплюється з утворенням п-амінобензенсульфаміду. цей факт і змусив сконцентрувати увагу вчених на дослідженнях у ряду сульфаніламідів.
ІЧН
2 пронтозил
8О2ІЧН2
ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ ТЕОРІЇ КОЛЬОРОВОСТІ.
АЗОБАРВНИКИ
Теорія кольоровості розглядає залежність забарвлення органічних сполук від будови їх молекул.
Забарвлення будь-якої речовини зумовлене її здатністю поглинати електромагнітне випромінювання у видимій ділянці спектра (400—760 нм). При цьому людське око сприймає предмет забарвленим у додатковий колір до того, що поглинається (табл. 21.1).
Таблиця 21.1 Спектральні і додаткові кольори
Довжина хвилі,
Спектральний колір
Додатковий колір
нм
(поглинене випромінювання)
(колір речовини)
400-435
Фіолетовий
Зеленувато-жовтий
і А
435-480
Синій
Жовтий
о? а;
480—490
Зеленувато-синій
Оранжевий
§1
\
490-500
Синювато-зелений
Червоний
'%
500—560
Зелений
Пурпурний
560—580
Жовтувато-зелений
Фіолетовий
а;
І
580-595
Жовтий
Синій
595—605
Оранжевий
Зеленувато-синій
§
605-730
Червоний
Синювато-зелений
* \/
730-760
Пурпурний
Зелений
\ /
у
Поглинання речовиною світла у вузькому діапазоні довжин хвиль приводить до появи яскравих барв (червоної, синьої, зеленої тощо). якщо речовина поглинає світло в широкому діапазоні видимої ділянки спектра, з'являються неяскраві барви (коричнева, бордо, хакі і т. ін.). При поглинанні речовиною практично всієї
Глава 21
видимої ділянки спектра з'являється чорне або сіре забарвлення. Речовини, які не поглинають випромінювання у видимій ділянці, безбарвні.
енергія, яку поглинає молекула у видимій ділянці, витрачається на збудження електронів (я-електронів), що утворюють я-зв'язки, та неподілених електронів (n-електронів), які при цьому переходять на більш високоенергетичні антизв'язуючі я*-МО (див. розд. 7.2.1). Таким чином, поглинання у видимій ділянці і пов'язана з ним поява забарвлення зумовлені я—►я*- і n-я*-переходами. Особливо легко здійснюється я—►я*-переходи в кон'югованій системі кратних зв'язків.
Структурні фрагменти молекули, які поглинають випромінювання у видимій ділянці, і, за хромофорною теорією німецького хіміка Отто Ніколауса Вітта (1876), відповідальні за забарвлення, отримали назву «хромофори» (від грец. хромос — колір і форос — носій).
Основні хромофори: досить довга кон'югована система кратних зв'язків, азогру-
N=N—, хіноїдна група
, нітрогрупа —NO2, нітрозогрупа —N=
па —N тощо.
Для появи забарвлення часто достатньо лише одного такого хромофора. якщо молекула містить кілька хромофорів, уключених в єдиний ланцюг кон'югації, інтенсивність забарвлення збільшується.
Однак для того щоб речовина стала барвником, в її структурі мають бути присутніми угруповання, які без хромофорів не здатні викликати забарвлення, але, знаходячись з ними в єдиній кон'югованій системі, підсилюють забарвлення. Такі групи отримали назву «ауксохроми» (від грец. ауксео — збільшую і хромос — колір).
Основні ауксохромы: групи —OH, —NH2, —NHR, —NR2, —OR, —SH тощо.
Ауксохромами звичайно є замісники, які виявляють +М-ефект. Ауксохромні групи не тільки посилюють колір барвника, але і сприяють його взаємодії з матеріалом, який фарбується, що підвищує стійкість забарвлення до дії мийних засобів.
За хімічною будовою розрізняють нітро-, нітрозо-, азо-, трифенілметанові, антрахінонові, індигоїдні барвники і т. ін. Найрозповсюдженішим класом барвників є азобарвники. їх використовують для фарбування вовняних і штучних тканин, шкіри, паперу і т. д. Колір деяких азобарвників змінюється залежно від рН середовища, що дозволяє використовувати їх як індикатори. Типовим азобарвником є індикатор метиловий оранжевий (метилоранж, геліантин).
метиловий оранжевий; геліантин
Метилоранж одержують азосполученням діазотованої сульфанілової кислоти з N,N-диметиланіліном:
-Н,0
; 2НС1
-2Н2О*
-М(СН3)2
рН = 3...4
сульфанілова кислота
натрієва сіль сульфанілової кислоти
4-діазобензен-сульфокислота
ДІаЗО- та аЗОСПОЛУКи
—N
К(СН3)2
-сн3соон
метиловий оранжевий (червона форма)
метиловий оранжевий (жовта форма)
У нейтральному і лужному середовищах метилоранж має жовте забарвлення, у кислому жовтий колір змінюється на червоний унаслідок утворення хіноїдної структури:
№О38
червона форма
Жовте забарвлення метилоранжу в нейтральному і лужному середовищах зумовлене наявністю в його структурі довгої кон'югованої системи, до складу якої входить хромофор — азогрупа —N=N—. У кислому середовищі внаслідок приєднання протона до одного з атомів Нітрогену азогрупи відбувається електронна перебудова кон'югованої системи, при якій азогрупа зникає, але з'являється сильніша хромофорна група — хіноїдна. це приводить до поглиблення забарвлення. Інтервал переходу забарвлення від червоного до жовтого знаходиться в діапазоні pН середовища від 3,1 до 4,4. Як кислотно-основний індикатор використовують також азобарвник — метиловий червоний.
У лужному середовищі метиловий червоний знаходиться у вигляді азоформи, яка має жовте забарвлення, а в кислому — переходить у хіноїдну форму з червоним забарвленням:
соон
ЧСН3 -он |^/ ^ \=/ ^ С1
жовта форма червона форма
Інтервал переходу від червоного до жовтого забарвлення знаходиться в межах pН = 4,2...6,2.
Глава 22 ГІДРОКСИЛЬНІ ПОХІДНІ ВУГЛЕВОДНІВ. ЕТЕРИ
Гідроксильними похідними називають похідні вуглеводнів, в яких один або кілька атомів Гідрогену заміщені на гідроксильну групу.
Залежно від типу гібридизації атома Карбону, безпосередньо зв'язаного з гідроксильною групою, гідроксильні похідні вуглеводнів поділяють на спирти (гідроксильна група знаходиться при атомі Карбону в sp3 -гібридизації) і феноли (гідроксильна група розташована при sp2-гібридизованому атомі Карбону, що входить в ароматичну систему). Сполуки з гідроксильною групою при sp2-гібридизованому атомі Карбону, що не входить в ароматичну систему, отримали назву «еноли». Такі речовини здебільшого нестійкі. Гідроксильні похідні з групою —ОН при атомі Карбону в sp-гібридизації невідомі.
Залежно від кількості гідроксильних груп у молекулі розрізняють одно-, двох-, трьох- і поліатомні спирти і феноли.
За розташуванням гідроксильної групи у вуглецевому ланцюзі спирти класифікують на первинні (група —ОН при первинному атомі Карбону), вторинні (група —ОН при вторинному) і третинні (група —ОН при третинному):