بخشی از مقاله
چکیده
با استفاده از معرف نیتروزیل کلراید مستقر شده بر روی بستر نانو سیلیکاژل، برخی از ترکیبات رنگزای آزو برپایه − نفتول و − نفتول در زمان بسیار کوتاه در دمای محیط با راندمان بالا کوپله گردید، که این موضوع باعث کاهش استهلاک ظرف واکنش، آلودگی محیط زیست و مشکلات دیگر خواهد شد. ساختار مولکولی ترکیبات رنگزای آزو کوپله شده، با استفاده از روشهای آنالیز دستگاهی FT-IR، 13C-NMR، 1H-NMR و UV-Vis مورد بررسی قرارگرفت. نتایج نشان دادند که ساختار مولکولی کوپله شده با ساختار عمومی رنگهای منو آزو مطابقت دارد و از نظر نوع کاربرد در طبقه بندی مواد رنگزای دیسپرس یا اسیدی قرار می گیرند. ترکیبات رنگزای کوپله شده جهت رنگرزی الیاف نایلون، پلی استر، آکریلیک، پنبه و پشم مورد استفاده قرارگرفت. نتایج نشان داد روش جدید ، قابلیت خوبی برای تولید مواد رنگزای آزویی از خود نشان می دهد.
واژه های کلیدی: ترکیبات رنگ زای آزو، سیلیکاژل، کوپله
-1 مقدمه
نزدیک به نیمی از مصارف مواد رنگزای آلی در جهان، به ترکیبات رنگزای آزو اختصاص دارد. بنابراین از اهمیت ویژه ای برخوردار است. ترکیبات رنگزای آزو را می توان از طریق پیوند نمک آریل دی آزنیوم با فنول، نفتالین و یا آریل آمین های نوع اول، دوم و سوم کوپله کرد. نمک آریل دی آزونیوم از طریق ترکیب نیترو اسید مایع - حاصل از سدیم نیتریت با کلریدریک اسید یا سولفوریک اسید - با آمین های آروماتیک نوع اول در دمای کمتر از 10 C و به مدت چند ساعت به دست می آید. نمک آریل دی آزنیوم الکترون دوست است، و می تواند با یک ترکیب فنلی یا آمینی در محیط قلیایی کوپل شود.[1] در اینجا حضور اسیدهای غلیظ مایع موجب استهلاک ظرف واکنش، آلودگی محیط زیست و مشکلات دیگر خواهد شد.
در این تحقیق یک روش جدید، جهت کوپله کردن ترکیبات رنگزای آزو ارائه شده است؛ که با استفاده از بسترنانوسیلیکاژل به عنوان کاتالیزگر زمینه ی مناسبی جهت استقرار اسید ها و مشتقات آنها نظیر نیتروزیل کلراید برروی بسترنانوسیلیکاژل فراهم می شود با استقرار نیتروزیل کلراید برروی بستر نانو سیلیکاژل، نیتروزیل کلراید هم به عنوان عامل واکنش دهنده وهم به عنوان کاتالیزگر مورد استفاده قرار می گیرد تا انجام واکنش دی آزوتاسیون و درتداوم آن، واکنش کوپلاسیون بین نمک دی آزونیوم و یک ترکیب فنلی یا آمینی، در مدت زمان بسیار کوتاه در دمای محیط بدون حضور اسیدهای مایع با کمترین تخریب بر روی ظرف واکنش و محیط زیست، امکان پذیر گردد.[2] در این راستا تعداد معینی آمین آروماتیک به عنوان جزء دی آزوته شونده، و محلول قلیایی − نفتول و − نفتول به عنوان جزء کوپل شونده درتهیه ترکیب رنگزای آزو به کار رفت. سپس به منظور بررسی خواص ترکیبات رنگزای تولید شده، مناسب ترین آنها از نظر حلالیت انتخاب گردید که در جدول1 نشان داده شده است.
-2 تهیه بستر نانو سیلیکاژل حاوی معرف نیتروزیل کلراید
جهت فعال کردن سطح نانو سیلیکاژل، 5 گرم نانو سیلیکاژل با دانه های 20 نانومتر به مدت یک ساعت درآون در درجه حرارت110 C قرارگرفت. سپس درحالی که نانو سیلیکاژل بر روی هیتراستیرر در زیر هود همزده می شد؛ به تدریج و با دقت 10میلی لیتر نیتروزیل کلراید، به آن اضافه گردید؛ همزدن مخلوط به مدت یک ساعت ادامه یافت تا اینکه اضافه نیتروزیل کلراید جدا گشت. به مخلوط نانو سیلیکاژل و نیتروزیل کلراید در 70 C در زیرهود حرارت داده شد، سپس به مدت 24 ساعت در دسیکاتور خلاء قرار گرفت. درنهایت پودر سفید رنگ نانوسیلیکاژل حاوی نیتروزیل کلراید بدست آمد.
-3 تهیه محلول آریل دی آزونیوم
0/01 مول آمین آروماتیک در کمترین مقدار استون - کمتر از10 میلی لیتر - حل گردید و تا پیدایش رنگ زرد شفاف هم زده شد. 0/01 مول سدیم نیتریت نیز در کمتر از 10میلی لیتر آب مقطر حل گردید، سپس هر دو محلول در حال هم زدن بیکدیگر اضافه شدند، مقدار بهینه ی نانو سیلیکاژل حاوی نیتروزیل کلراید به محلول افزوده و خوب هم زده شد. در پایان جهت آماده شدن محلول آریل دی آزونیوم 0/05 گرم سیلیکاژل مرطوب که شامل 0/025 گرم سیلیکاژل خشک و 0/025 گرم آب مقطراست برای آزاد سازی نیتروزیل کلراید مستقرشده برروی بستر نانوسیلیکاژل، به محلول اضافه شد. ظهور هاله ی کم رنگ زرد یا نارنجی دلیل آماده شدن محلول آریل دی آزونیوم است، سپس محلول صاف شده تا ذرات سیلیکاژل از محلول جدا گردد.[3]
-4 سنتز ماده رنگزای آزو برپایه − نفتول و − نفتول
محلول آریل دی آزونیوم، با 5 میلی لیتر محلول قلیایی − نفتول یا − نفتول - شامل 2/5میلی لیتر محلول %2 − نفتول یا − نفتول و 2/5 میلی لیتر محلول % 5 سدیم هیدروکسید - مخلوط گردید و خوب بهم زده شد. دراینجا
