Los colorantes azo son compuestos orgánicos que llevan el grupo funcional R − N = N − R ′, en el que R y R ′ suelen ser arilo . Son una familia de compuestos azo comercialmente importante , es decir, compuestos que contienen el enlace CN = NC. [1] Los tintes azoicos se utilizan ampliamente para tratar textiles , artículos de cuero y algunos alimentos. Químicamente relacionados con los tintes azo se encuentran los pigmentos azo , que son insolubles en agua y otros disolventes. [2] [3]
Clases
Se conocen muchos tipos de colorantes azoicos y existen varios sistemas de clasificación. Algunas clases incluyen colorantes dispersos, colorantes de complejos metálicos , colorantes reactivos , y colorantes substantivos . También llamados tintes directos, los tintes sustantivos se emplean para textiles a base de celulosa, que incluye el algodón. Los tintes se unen al tejido por fuerzas no electrostáticas. En otra clasificación, los colorantes azoicos se pueden clasificar según el número de grupos azo.
Propiedades físicas, estructura y unión.
Como consecuencia de la deslocalización , los compuestos aril azo tienen colores vivos, especialmente rojos, naranjas y amarillos. Un ejemplo es Disperse Orange 1 . Algunos compuestos azo, por ejemplo, naranja de metilo , se utilizan como indicadores ácido-base . La mayoría de los discos DVD-R / + R y algunos discos CD-R utilizan colorante azoico azul como capa de grabación.
Los tintes azoicos son sólidos. La mayoría son sales, siendo habitualmente el componente coloreado el anión, aunque se conocen algunos colorantes azoicos catiónicos. El carácter aniónico de la mayoría de los tintes surge de la presencia de 1-3 grupos de ácido sulfónico, que están completamente ionizados al pH del artículo teñido:
- RSO 3 H → RSO 3 - + H +
La mayoría de las proteínas son catiónicas, por lo que el teñido del cuero y la lana corresponde a una reacción de intercambio iónico . El tinte aniónico se adhiere a estos artículos mediante fuerzas electrostáticas. Los colorantes azoicos catiónicos contienen típicamente centros de amonio cuaternario .
Preparación
La mayoría de los colorantes azoicos se preparan mediante acoplamiento azo , que implica una reacción de sustitución electrofílica de un catión de aril diazonio con otro compuesto, el compañero de acoplamiento. Clásicamente, los socios de acoplamiento son otros compuestos aromáticos con grupos donantes de electrones: [5]
- ARN+
2+ Ar′H → ArN = NAr ′ + H +
En la práctica, las amidas acetoacéticas se utilizan ampliamente como socios de acoplamiento:
- ARN+
2+ Ar'NHC (O) CH 2 C (O) Me → ArN = NCH (C (O) Me) (C (O) NHAr ′) + H +
Los colorantes azoicos también se preparan mediante la condensación de nitroaromáticos con anilinas seguida de la reducción del intermedio azoxi resultante :
- ArNO 2 + Ar′NH 2 → ArN (O) = NAr ′ + H 2 O
- ArN (O) = NAr ′ + C 6 H 12 O 6 → ArN = NAr ′ + C 6 H 10 O 6 + H 2 O
Para el teñido de textiles, un compañero de acoplamiento nitro típico sería el 4,4'-dinitrostilben-2,2'-disulfonato de disodio . Los socios típicos de anilina se muestran a continuación. Dado que las anilinas se preparan a partir de compuestos nitro, algunos colorantes azoicos se producen por reducción parcial de compuestos nitro aromáticos. [3]
Muchos colorantes azo se producen por reacciones de compuestos azo preexistentes. Las reacciones típicas incluyen acilación y complejación de metales.
Marrón directo 78
Basic Red 18 , un colorante azoico catiónico
Pigmentos azoicos
Los pigmentos azo son similares en estructura química a los tintes azo, pero carecen de grupos solubilizantes. Debido a que son insolubles en prácticamente todos los medios, no se purifican fácilmente y, por lo tanto, requieren precursores muy purificados.
Los pigmentos azoicos son importantes en una variedad de plásticos, cauchos y pinturas (incluidas las pinturas para artistas). Tienen excelentes propiedades colorantes, principalmente en la gama de amarillo a rojo, así como una buena solidez a la luz . La solidez a la luz depende no solo de las propiedades del azocompuesto orgánico, sino también de la forma en que se han absorbido en el portador de pigmento.
Biodegradacion
Para que los tintes sean útiles, deben poseer un alto grado de estabilidad química y fotolítica. Como resultado de esta estabilidad, la fotólisis no se considera una ruta de degradación para los colorantes azoicos. Para prolongar la vida útil de los productos teñidos con colorantes azoicos, es esencial garantizar la estabilidad frente al ataque microbiano, y las pruebas han demostrado que los colorantes azoicos se biodegradan de manera insignificante en pruebas a corto plazo en condiciones aeróbicas. Sin embargo, en condiciones anaeróbicas, se puede observar una decoloración como consecuencia de la biodegradación. [6]
Seguridad y regulación
Muchos pigmentos azo no son tóxicos, aunque algunos, como la naranja dinitroanilina , la naranja orto-nitroanilina o el pigmento naranja 1, 2 y 5 son mutagénicos y cancerígenos . [7] [8]
Los colorantes azoicos derivados de la bencidina son carcinógenos ; la exposición a ellos se ha asociado clásicamente con el cáncer de vejiga . [9] En consecuencia, la producción de colorantes azoicos de bencidina se interrumpió en la década de 1980 en muchos países occidentales. [3]
Regulación europea
Ciertos colorantes azoicos se degradan en condiciones reductoras para liberar cualquiera de un grupo de aminas aromáticas definidas . En septiembre de 2003 se prohibió la fabricación y venta de bienes de consumo que contienen aminas aromáticas enumeradas procedentes de colorantes azoicos en los países de la Unión Europea . Como sólo un pequeño número de colorantes contenía un número igualmente pequeño de aminas, relativamente pocos productos se vieron afectados. [2]
Ver también
- Acoplamiento azo
- Ponceau 4R
- Ponceau S
- Glicoazodios
Referencias
- ^ IUPAC , Compendio de terminología química , 2ª ed. (el "Libro de oro") (1997). Versión corregida en línea: (2006–) " compuestos azoicos ". doi : 10.1351 / goldbook.A00560
- ^ a b Prohibición europea de ciertos colorantes azoicos Archivado el 13 de agosto de 2012 en Wayback Machine , Dr. A. Püntener y Dr. C. Page, Quality and Environment, TFL
- ^ a b c Hambre, Klaus; Mischke, Peter; Rieper, Wolfgang; et al. (2000), "Azo Dyes", Enciclopedia de química industrial de Ullmann , doi : 10.1002 / 14356007.a03_245
- ^ Paola Gilli; Valerio Bertolasi; Loretta Pretto; et al. (2002). "La naturaleza del N − H ··· O / O − H ··· N Competencia tautomérica en sistemas resonantes. Transferencia intramolecular de protones en enlaces de hidrógeno de barrera baja formados por el ··· OC − CN − NH ·· · ⇄ ··· HO − CC − NN ··· Sistema de cetohidrazona − azoenol. Un estudio computacional DFT y cristalográfico de rayos X de temperatura variable ". Mermelada. Chem. Soc . 124 (45): 13554-13567. doi : 10.1021 / ja020589x . PMID 12418911 .
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- ^ Bafana, Amit; Devi, Sivanesan Saravana; Chakrabarti, Tapan (28 de septiembre de 2011). "Tintes azoicos: pasado, presente y futuro". Revisiones ambientales . 19 (NA): 350–371. doi : 10.1139 / a11-018 . ISSN 1181-8700 .
- ^ "Salud y seguridad en las artes, una base de datos de búsqueda de información sobre salud y seguridad para artistas" . Ciudad de Tucson. Archivado desde el original el 10 de mayo de 2009.
- ^ Eva Engel; Heidi Ulrich; Rudolf Vasold; et al. (2008). "Pigmentos azoicos y un carcinoma de células basales en el pulgar". Dermatología . 216 (1): 76–80. doi : 10.1159 / 000109363 . PMID 18032904 .
- ^ Golka, K .; Kopps, S .; Myslak, ZW (junio de 2004). "Carcinogenicidad de colorantes azoicos: influencia de la solubilidad y biodisponibilidad". Cartas de toxicología . 151 (1): 203–10. doi : 10.1016 / j.toxlet.2003.11.016 . PMID 15177655 . Revisar.