萘醌類天然色素等同體的合成、修飾與應(yīng)用性能研究.pdf

1、面對國際貿(mào)易的“綠色壁壘”，“低碳經(jīng)濟(jì)”和“清潔生產(chǎn)”勢在必行。新疆已經(jīng)成為我國重要的紡織基地，必須“開發(fā)環(huán)保染整技術(shù)，生產(chǎn)綠色染整產(chǎn)品”。因此，根據(jù)學(xué)科研究前沿和前期研究成果，本文從新疆植物中篩選出防紫外性能優(yōu)良的1，4-萘醌，初步建立天然色素結(jié)構(gòu)類型與羊毛染色性能或防紫外性能的關(guān)系。探索環(huán)保高效制備萘醌類天然色素等同體或羥基衍生物的新方法，為今后實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)提供可能。進(jìn)行萘醌等同體或衍生物的結(jié)構(gòu)修飾，賦予合成色素(染料)更優(yōu)異的染

2、色性能和防紫外性能。
　　 在第二章，主要以新疆的軟紫草和指甲花為原料，選擇高效低毒的溶劑進(jìn)行提取。對紫草素進(jìn)行溫和的磺化處理以提高溶解性能及改善染色性能。通過旋轉(zhuǎn)回歸試驗，確定指甲花醌和磺化紫草素的最佳染色工藝。研究指甲花醌或磺化紫草素的染色性能，選擇環(huán)境友好型的媒染劑進(jìn)行媒染。
　　 在第三章，主要采用安全與廉價的反應(yīng)物合成6只萘醌類天然色素等同體及衍生物。設(shè)計相關(guān)萘醌的有效合成路線，使合成的萘醌含有羥基或多羥基。選

3、擇不同的原料和合成方法，引入-CH3、-OCH3或-Cl等基團(tuán)，為進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾做準(zhǔn)備。
　　 在第四章，主要重點研究通過碳碳雙鍵構(gòu)建萘醌類共軛體系，設(shè)計和合成二種萘醌非偶氮染料，探索豐富染料色譜和改善染色性能的有效途徑。通過設(shè)計合成萘醌的羥基數(shù)量和位置，為提高媒染性能奠定基礎(chǔ)。
　　 在第五章，主要研究提取萘醌、磺化紫草素、合成的萘醌等同體，以及經(jīng)過結(jié)構(gòu)修飾的萘醌衍生物的防紫外性能，并通過熒光光譜進(jìn)行初步解釋。
　

4、　 研究結(jié)果表明，分別采用4種不同的改進(jìn)方法進(jìn)行指甲花醌和紫草素的提取，存在工藝繁瑣、純度難控制及提取率較低等問題，總體認(rèn)為利用萘醌天然衍生物染色羊毛是不經(jīng)濟(jì)和不現(xiàn)實的。指甲花醌、磺化紫草素、合成萘醌等同體及衍生物對羊毛纖維均具有一定的染色性能，但深染性、顏色特性以及染色牢度等受到提取方法、色素類型、染色工藝參數(shù)等方面的影響。Al3+、Mg2+、Fe3+和Fe2+等環(huán)境友好媒染劑能不同程度地提高萘醌色素、合成萘醌衍生物對羊毛織物的媒染

5、性能。
　　 研究研究結(jié)果還表明，萘醌結(jié)構(gòu)天然色素及其磺化產(chǎn)物具有一定的防紫外性能。認(rèn)為合成的5-羥基-8-甲基-1，4-萘醌具有優(yōu)良的防紫外性能，而溶劑法合成的四酮類產(chǎn)物具有優(yōu)異的防紫外性能。通過測定染料的熒光光譜，認(rèn)這些色素能受紫外線激發(fā)而在395～500 nm間產(chǎn)生熒光，值得深入研究。
　　 本文的創(chuàng)新點主要表現(xiàn)在：
　　 (1)研究思路的創(chuàng)新：結(jié)合新疆豐富的指甲花和軟紫草資源優(yōu)勢以及新疆特色毛紡織品染整需

6、求，依據(jù)學(xué)科前沿和現(xiàn)有研究基礎(chǔ)，研究萘醌類天然色素對羊毛的染色性能和防紫外性能；以天然色素等同體為切入點，合成出具有萘醌類天然色素結(jié)構(gòu)特征的色素；融入現(xiàn)代分子設(shè)計理念，修飾合成萘醌色素等同體或衍生物結(jié)構(gòu)；結(jié)合紡織品生態(tài)標(biāo)準(zhǔn)與防紫外性能需求，探索合成防紫外環(huán)保染料的新途徑。
　　 (2)合成方法的創(chuàng)新：通過6-氯-5-羥基-1，4-萘醌的全合成，提出了一種合成萘醌羥基衍生物的新方法。這種方法以安全價廉的丙三醇為原料，采用無溶劑或混

7、合溶劑，使用環(huán)境友好型催化劑，具有原料便宜易得、合成過程簡單、分離提純方便、產(chǎn)物收率高等特點。在過程中還合成出另一個重要化合物：3-羥基-4-氯-2-吡喃酮；申請了二項發(fā)明專利(201010617028.1以及201010617005.0)，目前均處于實質(zhì)審查階段；提出了一種用硼酸體系制備5，8-二羥基-1，4-萘醌的新方法：以及改進(jìn)了以2-羥基-1，4-萘醌合成苯并占噸四酮色素的方法。
　　 (3)應(yīng)用技術(shù)的創(chuàng)新：將前期已有的