История химии красителей

При этом существенно снижаются капитальные и операционные затраты относительно стандартных технологических решений.Микрореакторная технология(рис.6) удовлетворяет трем ключевым запросам современного химического производства: обеспечение оптимального времени реакции, введение/отвод тепла в зону реакции и достаточный массообмен.Компактные размеры микрореакторных систем хорошо подходят для реакций, с особыми требованиями к транспортировке веществ и теплопередаче. Эти технологии играют важную роль в развитии экологически чистых и устойчивых синтетических процессов.Рисунок 6 -Схема потока в микрореактореПредставленныемикрореакторы характеризуются следующими преимуществами:Быстрое перемешивание: в проточноммикрореакторе в отличие от стандартного перемешивание происходит за счет молекулярной диффузии, так что можно избежать градиента концентрации;Высокое отношение поверхности к объему: микроструктура микрореакторов обеспечивает очень быструю теплопередачу, быстрое охлаждение, нагрев и, следовательно, точное регулирование температуры;Оптимальное время контакта: период, в течение которого раствор реагентов находится внутри реактора. Как следствие ― экономичный расход реагентов.В настоящее время такая технология не создана в конечном виде, требуется проведение НИОКР. Полтора века истории производства красителей в мире показали, что одним из важнейших условий успешного развития данной отрасли является достаточно высокий уровень научных исследований и опытно-конструкторских разработок. Только при выполнении этих условий и наличии таких благоприятных факторов, как обеспеченность сырьем, высокая концентрация производства, промышленность красителей будет оставаться достаточно прибыльной и конкурентноспособной.Ученые, внёсшие значительный вклад в развитие синтетических красителейЗинин Николай Николаевич — выдающийся российский химик. Известный своим простым способом синтеза анилина, который стал основой промышленного производства анилина и других азокрасителей. В 1842 году ученый стремился получить ароматическое соединение, содержащее серу, но на практике из бензола, находящемуся в каменноугольном дегте, через восстановление нитробензола сероводородом, получил «маслообразное тело щелочного характера». Для этого ученый сначала получал из бензола нитробензол, а потом обрабатывал последний сероводородом, образующимся при разложении сульфида аммония. Однако элементный анализ полученного соединения показал, что конечный продукт не содержит серу. В тоже время, запах полученного соединения напомнил Николаю Николаевичу анилин. Ученый направил полученный продукт в Санкт-Петербург, в лабораторию Ю.Ф.Фрицше для анализа и получил подтверждение, в пробе находится анилин. После этого Н.Н. Зинин опубликовал статью, в которой изложил сущность и условия открытой им реакции – знаменитой реакции Зинина:C6H5NO2 + 3(NH4)2S → C6H5NH2 + 6NH3 + 3S + 2H2O.Полученное путём восстановления нитроанилина соединение Н.Н. Зинин назвал бензидамом[9].В 1843 году Август Вильгельм Гофман – известный немецкий химик, который занимался исследованием продуктов перегонки каменноугольной смолы. Именно он установил, что четыре вещества: кристаллин, цианол, анилин и бензидам, представляют собою одно и то же соединение, за которым утвердилось название «анилин». Результаты этих работ были опубликованы Гофманом в 1843 г. в статье под названием "Химические исследования органических оснований каменноугольной смолы". Они указали путь получения бензола из каменноугольной смолы. Гофман высоко оценил в этой работе предложенный Зининым метод восстановления нитробензола в аминобензол. Но в отличие от Зинина он применил для этой цели водород, выделяющийся при реакции соляной кислоты с цинком. Впоследствии цинк в этом способе был заменен железом. Вместе с Муспраттом Гофман получил по этому методу в 1845 г. метил анилин (толуидин).Начало серии открытий в химии красителей положил польский ученый химик ЯкубНатансон, который в 1855 году, нагревая анилин, полученный из природных источников, с дихлорэтаном в запаянной трубке, получил ярко-красный продукт, способный окрашивать ткани из шерсти и шелка в более красивый красный цвет, чем знаменитый кармин, название которого фуксин.В 1856 году юный английский химик Уильям Перкин, работая в лаборатории Августа Гофмана, занимался очень актуальной в то время проблемой – он исследовал возможности синтеза хинина – лекарства от малярии. В те времена в обширных азиатских и африканских колониях Англии была эпидемия малярии. Но ни в одной из этих стран не росло хинное дерево, из коры которого, получали лекарство.В качестве исходного соединения он, по указанию его научного руководителя А. Гофмана, использовал анилин и толуидин, которые получали из каменноугольной смолы.Молодым студентом проводился опыт за опытом, воздействуя на анилин разными окислителями в различных условиях, но каждый раз получал густую черную массу, похожую на дёготь.Это соединение, лилового цвета, было решено назвать «анилиновым пурпурным». Далее молодым химикомбыли преодолены все технические трудности для постройки фабрики по производству красителя «анилинового пурпурного».В 1858 году немецкий химикИоганн Петер Гриссописал реакцию диазотирования , которая легла в основу теста Грисса для обнаружения нитритов.Создание А. М. Бутлеровым в 1861 г. теории строения органических соединений [10] дало возможность приступить к более закономерному изучению и получению красителей, а теория цветности О. Витта [11], опубликованная в 1876 г., дала мощный толчок к пониманию зависимости между строением красителей и их цветностью.В 1869 г. немецкие химики Гребе и Либерман впервые осуществил синтез ализарина, а в 1873 г. французы Круассан и Бретоньер получили первые сернистые красители.[12]Также и учёные нашей страны внесли большой вклад в развитие анилинокрасочной промышленности. В разработке теоретических основ органической химии и методов синтеза промежуточных продуктов и красителей неоценимые заслуги принадлежат выдающимся русским химикам: А. М. Бутлерову, В. В. Марковникову, Н. Д. Зелинскому, Н. М. Кижнеру, Н. Н. Ворожцову, А. Е. Порай-Кошичу, П. П. Шорыгину, В. М. Родионову, В. В. Шарвину, В. А. Измаильскому. Из двенадцати промежуточных продуктов, которые указаны в перечне немецкого химического концерна «И. Г. Фарбениндустри» (Interessen-GemeinschaftFarbenindustrie AG), восемь впервые были синтезированы русскими учёными.Серьезные попытки получения ароматического сырья (бензола, толуола, ксилолов, нафталина, антрацена и др.) были сделаны в России на основе дегтя, получаемого при пиролизе нефти и нефтяных остатков. В конце XIX в. в России было проведено значительное количество серьезных теоретических исследований по получению ароматических углеводородов из нефти (работы А. А. Летнего, В. В. Марковникова, Н. Д. Зелинского и Др.), оказавших большое влияние на последующее развитие некоторых разделов органической химии.Основоположниками отечественной анилино-красочной промышленности явились академики М. А. Ильинский, Н. М. Кижнер, В. М. Родионов, А. Е. Порай-Кошиц, профессора Н. Н. Ворожцов (старший), В. В. Шарвии, В. А. Измаильский, Р. К. Эйхман и многие другие [13].Химическая промышленность страны не стояла на месте и постоянно развивалась.Так, на Рубежанском химическом комбинате было создано крупное производство тиоиндигоидных и кубовых полициклических красителей, более чем в 10 раз увеличено производство бензойной кислоты. За разработку и освоение производства тиоиндигоидных красителей в 1951 г. группе учёных, проектировщиков и производственников (Е. М. Арнольдов, И. Д. Белкин, И. А. Троянов, П. Н. Ламехов, А. Ф. Сахаров, А. Н. Батевчук) было присвоено звание лауреатов Государственной премии СССР.На Дорогомиловском заводе было осуществлено коренное изменение производства гамма – кислот - получение их из неканцерогенного сырья; внедрён в производство оригинальный непрерывный метод получения бензидина; на основе новой технологии выпуск пери-кислоты увеличен более чем в 5 раз, р-нафтола ж-каптакса - ускорителя вулканизации каучука - более чем в 3 раза, Аш-кислоты - в 2 раза. Участники работ по усовершенствованию производства гамма – кислот (Е. А. Иванов, О. В. Корсунский, В. А. Кувнчинский, Е. А. Постовская, И. Н. Пожидаев, А. Н. Шебуев, А. П. Шестов, И. Л. Липкин) и бензидина (Н. С. Чугреев, Г. Д. Гандлевский, Л. А. Школьник, А. Н. Шебуев, Н. И. Масанов, С. М. Тихомиров) удостоены Государственной премии СССР.На Дербенёвском заводе был внедрён разработанный советскими учёными оригинальный способ диазотирования фенолов, позволивший расширить сырьевую базу и упростить производство некоторых азокрасителей. Авторы этой работы (академик В. М. Родионов, Е. Т. Воронова, И. И. Воронцов, М. А. Чекалин, В. К. Матвеев) также удостоены Государственной премии СССР.ЗАКЛЮЧЕНИЕИстория химии красителей начинается с древних времен и продолжается в настоящее время. Красители играют большую роль в жизни человека, они применяются в разных отраслях промышленности и сферах жизни. Сейчас известно около 1 500 видов синтетических красителей. Если же учесть, что на каждый из них приходится, по крайней мере, сотня красителей, которые не выдержали испытания временем и были забыты, то можно представить себе, какую огромную работу проделали химики разных стран в этой области.За 150-летний период своего развития производство синтетических красителей прошло непростой путь и дало жизнь многим тысячам новых химических соединений и новым технологическим процессам, и можно быть уверенным, что это движение будет развиваться и в дальнейшем.Список литературыЖурнал «Индустрия Чистоты» №2. История красителей. Электронный ресурс: https://santi.com.ua/numbers/ind2/ind2s6.htmlГоликов В. П. Органические хроматические материалы на основе природных красителей в произведениях искусства: природа, технологии приготовления и применения, методы исследования. — М. : Институт Наследия, 2020. — 296 c.Венкатараман К. Химия синтетических красителей. – ЛЕНГОСХИМИЗДАТ, Ленинград, 1956. – 805 с.Вольфкович С.И. Общая химическая технология. Том 2.Вольфкович С.И., Роговин З.А., Руденко Ю.П., Шманенков И.В., М.: Государственное научно-техническое издательство химической литературы, 1959. — 848 с.Богословский Б. М. Химия красителей: Учебник для хим. отд-ний текстильных техникумов / Б. М. Богословский, Н. Г. Лаптев. - Москва :Ростехиздат, 1960. - 280 сМельников Б.Н., Виноградов Г.И. Применение красителей. Учеб. Для вузов – М.: Химия, 1986 – 240с.Чекалин М.А., Пассет Б.В., Иоффе Б.А. Технология органических красителей и промежуточных продуктов: Учебное пособие для техникумов. – 2-е изд., перераб. – Л.: Химия, 1980. 472 с.Инжиниринговыйхимико-технологическийцентр (ИХТЦ). Официальный сайт. Электронный ресурс: https://ect-center.com/blog/aniline_2Хомченко Г.П. Химия для поступающих в вузы: Учеб. Пособие. – М.: Высш. шк., 1985. – 367 с. Бутлеров, А. М.  Введение к полному изучению органической химии / А. М. Бутлеров. — Москва : Издательство Юрайт, 2021. — 440 с.Степанов Б.И. Введение в химию и технологию органических краситилей: Учеб. Для вузов. – 3-е изд., перераб. И доп. – М.: Химия, 1984.-592 с.Воронцов, И. И. Производство органических красителей [Текст]. - Москва :Госхимиздат, 1962. - 544 с.Кузнецов Д.Н., Агапов Г.А., Глотова М.О., Ручкина А.Г., Кобраков К.И., Алексанян К.Г., Дмитриева М.Б. Проектирование, синтез и свойства новых фунгицидныхазокрасителей для поликапроамида. // Бутлеровские сообщения. — 2012. — № 30 (4). — С. 44-50.