Прироные красители

Природные красители. Реферат.

   Природные  красители,органические соединения,которые   вырабатываются живыми

   организмами  и окрашивают животные и растительные  клетки и ткани.В основном

   соединения  желтых, коричневых , черных и красных  цветов разных оттенков,

   очень мало  синих и фиолетовых, зеленые, как  правило, отсутствуют. 

   До 2-ой половины 19в. природные красители-единственные  в-ва для крашения

   текстильных  и парфюмерных изделий, кожи,бумаги,пищевых  продуктов и др. С

   развитием  промышленности органического синтеза,  особенно анилокрасочной

   пром-ти,природные  красители не выдержали конкуренции  с красителями

   синтетическими  и в основном утратили былое  практическое значение. В

   небольших  количествах природные красители  используют в реставрационных

   работах.  Их применяют также в пищевой  и парфюмерной промышленностях,  при

   исследованиях  методами оптической и электронной  микроскопии в цитологии и

   гистохимии, в аналитической химии. Многие  природные красители обладают

   значительной  физиологической и антибиотической  активностью, вследствие

   чего их  часто используют как лекарственные  средства. Некоторые природные

   красители  - регуляторы роста растений, а  также сигнальные вещества,

   привлекающие  насекомых-опылителей и отпугивающие  вредителей. 

   Природные  красители широко распространены  в природе и крайне многообразны.

   Часто в  различных природных источниках  встречаются одни и те же  или

   близкие  по строению природные красители,  поэтому наиболее целесообразно

   классифицировать  их по типам химических соединений. 

   Алифатические  и алициклические красители.Включают  каратиноиды,

   обусловливающие  желтую,оранжевую и красную окраски  цветов и плодов. С

   удлинением  цепи сопряженных двойных связей  окраска углубляется. Среди

   природных  красителей этого ряда - углеводороды , например, ликопин

   (красный),алюфа-,бетта-,гамма  - каротины(фиолетовый);спирты, например,

   криптоксантин  и ксантофил (желтый), зеаксантин (желтовато-красный);

   кетоны, например, родоксантин (синевато-черный) и  астицин (фиолетовый);

   кето-спирты, например, кантаксантин и астаксантин

   (красный);альдегиды,альдегидоспирты  и др.. 

   Встречаются  каротиноиды в растительном и  животном мире. Многие из них,

   например, каротин, обладают высокой физиологической  активностью, ретиналь

   (альдегид,образующийся  из витамина А) входит в состав  зрительного белка

   родопсина.  К полиенам относится ряд антибиотиков (канацидин, пентамицин,

   трихомицин  и др.), продуцируемых актиномицетами. 

   Ароматические  красители. В основном это гидрокси- и алкокси- замещенные

   непредельные  кетоны: 1)производные коричной и  феруловой кислот - 4,4-

   дигидроксидициннамоилметан (желтый), 4- гидроксициннамоилферулоилметан

   (оранжевый)  и диферулоилметан,или куркумин (оранжево-красный),

   встречающиеся  в корнях куркумы и др. ; 2) производные  халкона

   С6Н5СН=СНСОС6Н5  и хинонов, например, лавсон и  юглон, выделенные

   соответственно  из листьев хны и из кожуры  незрелых грецких орехов, -

   желтые  красители для шерсти и щелка;  хризаробин - желтый краситель

   бразильских  видов древесины, эмодинантрон - желтый краситель древесины

   жостера  даурского; гиперицин и псевдогиперицин  - темно-фиолетовый и

   темно-красный  красители цветов зверобоя продырявленного,  обладающие

   способностью  убивать микроорганизмы и простейшие  даже при слабом УФ

   облучении. 

   Многие  природные красители обладают  физиологической активностью, витамины

   группы  К -противовоспалительным действием.  К частично гидрированным

   ароматичным  природным красителям относятся  антибиотики группы тетрациклина

   и хромомицина,  окрашенные в желтый цвет. Некоторые  из красителей этого

   ряда все  еще применяют для крашения; например, в реставрационных рабо тах

   используют  ализарин - основное красящее вещество  краппа, или марены

   красильной, содержащее также пурпурин - красный  краситель, который

   применяют  в гистохимии для выявления  Са в замороженных средах, а  также как

   реактив  в аналитической химии: картамин - желтый краситель пыльцы цветов

   сафлора  красильного; кармин, выделяемый  из кошенили (самок насекомых

   кактусовая  ложнощитовка); и применяемый в  пищевой и парфюмерной

   промышленностях.  Действующее начало кармина - карминовая кислота; ее

   применяют  в цитологии. 

   Гетероциклические  красители. 

   Наиболее  широко представлены желтые природные  красители- гидрокси-,

   метокси  - и метилендигидроксипроизводные 4-хромона  и хромена. К ним

   относятся  флавоноиды - производные флавона,  флавонола, флаванона и

   флаванонола,  изофлавона, а также антоцианидины,  окрашивающие цветы, ягоды,

   плоды и  овощи в красный, фиолетовый, синий  и черный цвета. 

   К этой  группе природных красителей  относятся также телефоровая  кислота-

   черно-фиолетовый  краситель множества видов грибов, бразилин и

   гематоксилин, выделенные из древесины различных  видов красного дерева и

   кампешевого  дерева. Эти бесцветные вещества  при крашении хлопка по

   аллюминиевой  протраве дают синевато-красные  и фиолетовые окраски.

   Гематоксилин (на его основе созданы красящие  растворы специфического

   действия) применяют также для цитологической  диагностики рака. 

   Азотсодержащие  гетероциклы. 

   Наиболее  древние природные красители  - индиго и пурпур античный.

   Производные  поррола включают три важные  группы красителей: 

   1. Красный  пигмент эритроцитов крови гемоглобин - железосодержащий

   комплекс  протопорфирина и белка глобина. 

   2. Пигменты  зеленых частей растений, содержащиеся  в хлоропластах наряду с

   каротиноидами  (в соотношении 3:1), сине-зеленый  хлорофилл а и

   желто-зеленый  хлорофилл б, играющие важную  роль в процессах фотосинтеза. 

   3. Желчные  пигменты. 

   Производные  птеридина - широко распространенные  пигменты, содержащиеся в

   крыльях  бабочек и птиц. 

   Красители  синтетические,органические соединения,используемые  для крашения

   различных  (преимущественно волокнистых) материалов  и изделий. Представляют

   собой главным  образом окрашенные соединения., некоторые бесцветные

   соединения, например, отбеливатели оптические, а также соединения, из

   которых  красители образуются после нанесения  на окрашиваемый материал.

   Цвет красителя  обусловлен наличием в его  молекуле хромофорной ссистемы -

   достаточно  развитой открытой или замкнутой  системы сопряженных кратных

   связей  и связанных с ней электронодонорных  и (или) электроноакцепторных

   заместителей. Кроме того, в молекулах красителей  могут содержаться

   заместители,  придающие им различные свойства, например: способность

   растворяться  в водных или неводных средах; образовывать внутрикомплексные

   соединения  с металлами; химически связываться  с окрашиваемым материалом. 

   Синтетические  красители должны образовывать  окраски, устойчивые к

   различным  физико-химическим воздействиям  в процессах последовательной

   переработки  окрашенных материалов и при  их эксплуатации, например, к

   обработке  горячей водой и насыщение  паром, к действию активного  хлора,

   высоких  температур ( в расплавах полимеров), света, морской воды, к

   погодным  условиям, стирке, глажению, трению  в сухом и мокром состояниях.

   Эти свойства  оцениваются по пятибалльной  шкале, только прочность к свету  -

   по восьмибалльной. Набор требований, предъявляемых  к красителю,

   определяется  назначением и способом производства  окрашенного материала.

   Помимо  устойчивости к различным воздействиям,синтетические  красители

   характеризуют  также по ровноте окрасок, чистоте  их оттенка. 

   В течение  многих веков для крашения  тканей, изготовления косметических

   препаратов, а позднее и художественных  красок применяли красители

   природные  - ализарин, индиго, кармин и др. (всего  около 30). В 1771г.

   действием  НNO3 на индиго получен первый  синтетический краситель -

   пикриновая  кислота; в 1843г ее получили  из более доступного сырья  -

   фенола, что  позволило в 1849г. начать производство  кислоты для крашения

   шелка.Возникновение  промышленности синтетических красителей  стало

   возможным  лишь после открытия Н.Н.Зининым  (1842г.) универсального метода

   получения  анилина и др. ароматических аминов.В  1855г. Я.Натансон получил

   из анилина  красный синтетический краситель,  вторично открытый в 1859г.

   Э.Вергеном  и названный фуксином (цвет фуксии).В  1856г. У.Перкин-старший

   синтезировал  розовато-лиловый мовеин (цвет мальвы).Год  1856 считается

   датой возникновения  промышленности синтетических красителей, названной

   анилинокрасочной. 

   В 1858г.  П.Грисс открыл реакцию диазотирования, а в 1864 - азосочетания,

   что привело  к синтезу азокрасителей. В  1880г. А.Байер синтезировал индиго,

   промышленное  производство которого началось  в 1896г., после чего

   последовал  синтез др. индигоидных синтетических  красителей. В 1873г.

   открыты  сернистые синтетические красители,  а с 1893г. организовано их

   промышленное  получение.В 19о1г. получен первый  синтетический кубовый

   краситель  индантрон, в 1903г. налажено  производство полиметиновых

   синтетических  красителей, в 1936г. - фталоцианиновых.  К началу 20 в.