试述分散染料结构与颜色和染色牢度的关系，分析如下偶氮型分散染料结

简答题试述分散染料结构与颜色和染色牢度的关系，分析如下偶氮型分散染料结构中的取代基对染料颜色和日晒及升华坚牢度的影响。

正确答案：化学结构与颜色的关系：
（1）在偶氮分散染料中，染料颜色的深浅与染料分子的共轭系统以及它的偶极性有关，染料分子偶极性的强弱又与重氮组份上取代基以及偶合组份上取代基的性质有关。
重氮组份上有吸电子取代基，染料颜色加深，且加深的程度随取代基的数目、位置、和吸电子的能力大小变化。如果没有空间阻碍，吸电子取代基数目越多，吸电子能力越强，深色效应越显著。吸电子取代基在偶氮基的对位效果最强。下述基团深色效应的强弱依次为：
－NO₂>－CN>－COCH₃>－Cl>－H
取代基的位置和颜色也有密切关系，如果取代基体积较大，还会产生空间效应，或取代基相互间存在空间效应。在重氮组分偶氮基的邻位，或者在对位硝基的邻位再引入一些取代基，往往也会产生空间障碍。
若重氮组分为杂环，颜色显著变深，而且鲜艳。根据杂环吸电子性能的强弱，其深色效应次序为在杂环中再引入吸电子基，深色效应更强。
偶合组分取代氨基的给电子性增加，染料的λ_max向长波方向移动；若取代氨基的吸电子性增加，染料的λ_max向短波方向移动。取代基位置和颜色也有密切关系，氨基邻位取代基越多，取代基体积越大，吸收波长越短。
（2）蒽醌型分散染料的发色系统以蒽醌的α位最为显著。α位上引入两个供电子基，深色效应增加（尤其是两个取代基在同一苯环上时）；全部四个α位上都引入供电子基，深色效应更为显著。
化学结构与日晒牢度的关系：
（1）偶氮染料分子中的偶氮基的光化学变化是一个氧化反应，偶氮基氮原子的电子云密度越高，将越易发生反应，所以在苯环上引入供电子基（－NH₂、－OCH₃等）往往会降低分散染料的日晒牢度。引入吸电子基（－NO₂、-Cl等）则可提高日晒牢度。但是当在偶氮基邻位引入硝基却使日晒牢度降低，如果在苯环6位上再引入一个吸电子基，日晒牢度又可以变得很好。
重氮组分为杂环的染料的日晒牢度一般较高，引入吸电子基后，其染料日晒牢度更高。
为了改善分散染料的日晒牢度，常在染料分子中引入适当的吸电子基，由于在偶氮组分上引入吸电子基会起浅色效应，而且偶合反应也变得困难，因此吸电子基多半引在重氮组分上。这样既可提高日晒牢度，又可起深色效应，使偶合反应容易进行。
（2）蒽醌分散染料蒽醌核上氨基碱性越强，染料日晒牢度就越差。若有分子内氢键的存在，染料日晒牢度却仍然较好。
化学结构与升华牢度的关系：
分散染料的升华牢度主要和染料分子的极性、相对分子质量大小有关。极性基的极性越强、数目越多，芳环共平面性越强，分子间作用力就越大，升华牢度也就越好。染料相对分子质量越大，也不易升华。

分析如下：
对颜色的影响
Ⅰ.重氮组分：
①R₁、R₂吸电基越多，吸电性越大，产生深色效应越明显；
②由于R₁、R₂在偶氮基邻位，引入体积较大的吸电基，会因空间位阻，降低深色效应；
③虽然-NO₂的吸电性大于-CN，但R₁或R₂引入-NO₂的深色效应不如-CN，这是因为-NO₂在偶氮基邻位的空间位阻比-CN大
Ⅱ.偶合组分的影响：引入供电基产生深色效应。
①R₄的影响最显著，给电性越大，对颜色贡献越大，但其给电性不能过大，否则使偶氮基不稳定，日晒牢度降低；
②R₃引入给电基对颜色有帮助，但其取代基体积大小的影响占主导地位，体积越大，引起浅色效应。
对日晒牢度的影响：通常偶氮基电子云密度越大，日晒牢度越低
Ⅰ.重氮组分：R₁、R₂引入吸电基数目越大，吸电性越大，日晒牢度越高，但是-NO₂不能单独存在偶氮基邻位，否则日晒牢度最低，应在另一偶氮基邻位上引入一个吸电基。
Ⅱ.偶合组分：R₃、R₄引入吸电基时日晒牢度提高，但会偶合困难，且带来浅色效应，因此，一般在偶合组分引入供电基，重氮组分引入吸电基；另外，R₄引入酰氨基时，也可提高日晒牢度。
对升华牢度的影响：通常染料分子极性越大，分子量越大，升华牢度越高
Ⅰ.重氮组分：
①R₁、R₂引入吸电基数目越多，吸电性越强，升华牢度越高，但对颜色影响一样，引入-CN的升华牢度比-NO₂的高；
②R₁、R₂引入供电基时，增强分子局部极性，也可提高升华牢度，但不如前者。
Ⅱ.偶合组分：R₄引入供电基可提高升华牢度；R₃、R₄引入极性基团可提高升华牢度。
答案解析：
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