صبغة آزو

أصباغ الآزو هي مركبات عضوية تحمل المجموعة الوظيفية R−N=N−R′، حيث R وR′ عادةً ما تكونان مجموعتي أريل وأريل مُستبدلتين. وهي عائلة مهمة تجاريًا من مركبات الآزو ، أي المركبات التي تحتوي على الرابطة C−N=N−C. ^{[ 1 ]} أصباغ الآزو أصباغ اصطناعية ولا توجد في الطبيعة. ^{[ 2 ] [ 3 ]} تحتوي معظم أصباغ الآزو على مجموعة آزو واحدة فقط ، ولكن يوجد بعضها يحتوي على مجموعتين أو ثلاث مجموعات آزو، وتُسمى "أصباغ ثنائي الآزو" و"أصباغ ثلاثي الآزو" على التوالي. تُشكل أصباغ الآزو 60-70 % من جميع الأصباغ المستخدمة في صناعات الأغذية والمنسوجات . ^{[ 3 ]} تُستخدم أصباغ الآزو على نطاق واسع في معالجة المنسوجات والمنتجات الجلدية وبعض الأطعمة. تشمل المشتقات الكيميائية لأصباغ الآزو أصباغ الآزو ، وهي غير قابلة للذوبان في الماء والمذيبات الأخرى. ^{[ 4 ] [ 5 ]}

تُعرف أنواع عديدة من أصباغ الآزو، وتوجد أنظمة تصنيف متعددة لها. تشمل بعض الفئات أصباغ التشتيت، وأصباغ المركبات المعدنية ، والأصباغ التفاعلية ، والأصباغ الثابتة. تُستخدم الأصباغ الثابتة، التي تُسمى أيضًا بالأصباغ المباشرة، في المنسوجات المصنوعة من السليلوز، بما في ذلك القطن. ترتبط هذه الأصباغ بالنسيج بقوى غير كهروستاتيكية. وفي تصنيف آخر، يمكن تصنيف أصباغ الآزو وفقًا لعدد مجموعات الآزو.

نتيجةً لظاهرة عدم تمركز الإلكترونات π ، تتميز مركبات أريل آزو بألوان زاهية، وخاصةً الأحمر والبرتقالي والأصفر. ومن الأمثلة على ذلك صبغة Disperse Orange 1. تُستخدم بعض مركبات الآزو، مثل برتقالي الميثيل ، كمؤشرات للأحماض والقواعد . تستخدم معظم أقراص DVD-R / +R وبعض أقراص CD-R صبغة آزو زرقاء كطبقة تسجيل.

أصباغ الآزو مواد صلبة. معظمها أملاح، والمكون الملون عادةً ما يكون الأنيون، مع وجود بعض أصباغ الآزو الكاتيونية المعروفة. تنشأ الصفة الأنيونية لمعظم الأصباغ من وجود 1-3 مجموعات من حمض السلفونيك، والتي تتأين بالكامل عند درجة حموضة المادة المصبوغة.

RSO ₃ H → RSO ₃ ⁻ + H ⁺

معظم البروتينات كاتيونية، لذا فإن صباغة الجلود والصوف تتم عبر تفاعل تبادل أيوني . يلتصق الصبغ الأنيوني بهذه المواد بفعل قوى كهروستاتيكية. تحتوي أصباغ الآزو الكاتيونية عادةً على مراكز أمونيوم رباعية .

تتميز أصباغ الآزو بقدرتها الفريدة على الخضوع لعملية تحويل ضوئي عكسية بين التكوينين العابر والمتقابل . في المتصاوغ العابر، تقع الحلقات العطرية (أو البدائل الأخرى) على جانبين متقابلين من الرابطة المزدوجة، مما ينتج عنه شكل أكثر استطالة واستقامة. عند تعريض الجزيء للأشعة فوق البنفسجية، عادةً عند 365 نانومتر، ^{[ 7 ]} يمتص الطاقة ويتحول إلى المتصاوغ المتقابل، حيث تقع البدائل على نفس جانب الرابطة N=N، مما يؤدي إلى بنية منحنية أو ملتوية.

هذه العملية قابلة للعكس: يمكن للشكل cis أن يسترخي حرارياً ليعود إلى الشكل trans بمرور الوقت، أو يمكن عكسه بنشاط باستخدام الإشعاع الضوئي المرئي (عادةً حوالي 450-500 نانومتر)، اعتمادًا على البدائل والبيئة الجزيئية.

تُحضّر معظم أصباغ الآزو عن طريق تفاعل اقتران الآزو ، الذي يتضمن تفاعل استبدال إلكتروفيلي لأيون ديازونيوم أريلي مع مركب آخر، وهو شريك الاقتران. وعمومًا، تكون شركاء الاقتران مركبات عطرية أخرى تحتوي على مجموعات مانحة للإلكترونات: ^{[ 8 ]}

ArN ⁺ ₂ + Ar′H → ArN=NAr′ + H ⁺

في الممارسة العملية، تُستخدم أسيتوأسيتانيليدات على نطاق واسع كشركاء اقتران:

ArN ⁺ ₂ + Ar′NHC(O)CH ₂ C(O)Me → ArN=NCH(C(O)Me)(C(O)NHAr′) + H ⁺

كما يتم تحضير أصباغ الآزو عن طريق تكثيف المركبات العطرية النيتروجينية مع الأنيلينات متبوعًا باختزال وسيط الآزوكسي الناتج :

ArNO ₂ + Ar′NH ₂ → ArN( O )=NAr′ + _H2O

ArN(O)=NAr′ + C ₆ H ₁₂ O ₆ → ArN=NAr′ + C ₆ H ₁₀ O ₆ + H ₂ O

في صباغة المنسوجات، يُعد ثنائي صوديوم 4،4′-ثنائي نتروستيلبين-2،2′-ثنائي سلفونات شريكًا نموذجيًا لتفاعل النيترو . وتُعرض أدناه شركاء الأنيلين النموذجيين. وبما أن الأنيلينات تُحضّر من مركبات النيترو، فإن بعض أصباغ الآزو تُنتج عن طريق الاختزال الجزئي لمركبات النيترو العطرية. ^{[ 5 ]}

تُنتج العديد من أصباغ الآزو عن طريق تفاعلات من مركبات الآزو الموجودة مسبقًا. وتشمل التفاعلات النموذجية تكوين معقدات معدنية وأَسْيَلَة.

• أصباغ الآزو التوضيحية أو سلائفها
• 
  بني مباشر 78
• 
• 
• 
  دايركت بلو 1
• 
  اللون الأحمر الأساسي 18 ، وهو صبغة آزو كاتيونية

تتشابه أصباغ الآزو في تركيبها الكيميائي مع أصباغ الآزو، لكنها تفتقر إلى المجموعات المُذيبة. ^{[ 9 ]} لا يمكن تصنيف العديد من ما يُسمى بأصباغ الآزو بدقة على أنها مركبات آزو، لأنها توجد على شكل متصاوغات كيتو هيدرازيد، والتي تفتقر إلى الرابطة -N=N-.

تُعدّ أصباغ الآزو مهمة في العديد من أنواع البلاستيك والمطاط والدهانات (بما في ذلك دهانات الفنانين). تتميز هذه الأصباغ بخصائص تلوين ممتازة، خاصةً في نطاق الألوان من الأصفر إلى الأحمر، فضلاً عن ثباتها الجيد للألوان . ويعتمد ثبات اللون ليس فقط على خصائص مركب الآزو العضوي، بل أيضاً على طريقة امتصاصه على حامل الصبغة.

لكي تكون الأصباغ مفيدة، يجب أن تتمتع بدرجة عالية من الثبات الكيميائي والضوئي. ونتيجةً لهذا الثبات، لا يُعتبر التحلل الضوئي مسارًا لتحلل أصباغ الآزو. ولإطالة عمر المنتجات المصبوغة بأصباغ الآزو، من الضروري ضمان مقاومتها للهجوم الميكروبي، وقد أظهرت الاختبارات أن أصباغ الآزو تتحلل بيولوجيًا بشكل طفيف في الاختبارات قصيرة المدى في ظل ظروف هوائية. أما في ظل ظروف لاهوائية، فقد يُلاحظ تغير في اللون نتيجةً للتحلل البيولوجي. ^{[ 10 ]}

العديد من أصباغ الآزو غير سامة، على الرغم من أن بعضها، مثل برتقالي ثنائي نيترو أنيلين ، وبرتقالي أورثو نيترو أنيلين ، أو صبغة البرتقالي 1 و2 و5، هي مواد مطفرة ومسرطنة . ^{[ 11 ] [ 12 ]}

تُعتبر أصباغ الآزو المشتقة من البنزيدين مواد مسرطنة ؛ وقد ارتبط التعرض لها تقليديًا بسرطان المثانة . ^{[ 13 ]} وبناءً على ذلك، توقف إنتاج أصباغ الآزو البنزيدينية في ثمانينيات القرن الماضي في العديد من الدول الغربية. ^{[ 5 ]}

• اقتران الآزو
• بونسو 4R
• بونسو إس
• جليكوازوداي