Tintes de metino
Los colorantes de metino son una clase de colorantes sintéticos y naturales que contienen en su composición grupos donadores y atractores de electrones conectados por cadenas de grupos metino libres o sustituidos -CH = y que contienen un número impar de átomos de carbono en dicha cadena. Durante mucho tiempo, todos los colorantes de metino fueron llamados cianina (del griego ϰυανός - azul) por el nombre del primer representante obtenido, pero luego el nombre " colorantes de cianina " permaneció solo en el subgrupo donde los heterociclos aromáticos están conectados por una cadena de metino. . Los tintes de polimetino son un subgrupo de tintes de metino que contienen más de un grupo metino.
Se utilizan en medicina y biología, producción de productos fotográficos, láseres y otras áreas de la tecnología que aprovechan las propiedades sensibilizantes y fluorescentes de este grupo de colorantes.
Historia
El primer representante sintético de la clase de tintes de metino - cianina (también conocida como azul de quinolina o azul de cianina) fue obtenido en la Universidad de Glasgow por Greville Williams en el mismo 1856, cuando William Perkin descubrió el primer tinte sintético - malveína , que hace que la cianina sea una de los tintes artificiales más antiguos. La síntesis de cianina se convirtió en estándar para obtener todos los tintes de cianina simples: para obtenerla, Williams calentó una mezcla de isoamilatos de yodo de quinolina y lepidina con un álcali fuerte [1] .
Un año más tarde, en 1857, el químico alemán Lambert von Babo , independientemente de Williams, obtuvo sales de quinolina con sulfatos de alquilo, a las que dio los nombres de metil- y etil-irisinas, respectivamente, y las caracterizó como “una de las más bellas”. compuestos en química orgánica" [2] .
Un poco más tarde, en 1875, la cianina se convirtió en uno de los primeros tintes en los que Hermann Vogel descubrió la actividad fotográfica: la capacidad de sensibilizar el material fotográfico en el rango naranja-rojo (580-610 nm). El uso práctico del azul de cianina en la fotografía no duró mucho debido a su fragilidad y el velo de la emulsión, sin embargo, los derivados de la cianina, los tintes de metina, resultaron ser la única clase de tintes (con muy pocas excepciones) adecuados para usar como sensibilizadores ópticos. en la industria fotográfica. Debido a la importancia de la fotografía aérea para el reconocimiento durante la Primera Guerra Mundial, el campo de los tintes de metina fue estudiado de cerca por un gran número de investigadores, primero en Alemania y luego, debido a la escasez de sensibilizadores, en el Reino Unido y los EE. UU. , lo que condujo a la síntesis de un gran número de derivados ya la identificación de nuevas propiedades importantes de los compuestos resultantes [1] . Uno de los descubrimientos significativos de este período fue la síntesis del pinacianol por Benno Homolka en 1905, que permitió establecer la producción industrial de materiales fotográficos sensibles a toda la región visible del espectro [3] .
Trabajos posteriores, realizados en 1915-1925, permitieron establecer con precisión la estructura de los colorantes de cianina. Como se supuso anteriormente, los tintes de cianina obtenidos en ese momento resultaron consistir en dos heterociclos conectados por una cadena de monometino o trimetino. En la década de 1930, se sintetizó un grupo importante de merocianinas, que ganó una popularidad significativa para la sensibilización infrarroja, y en las décadas de 1950 y 1960, los investigadores cambiaron a la síntesis de colorantes de metino, en los que se utilizaron otros sistemas condensados en lugar de heterociclos que contienen nitrógeno . 3] .
Nomenclatura
Los colorantes de metino se pueden clasificar según la carga de la molécula en catiónicos (cianinas, estreptocianinas y otros), aniónicos (oxonoles) y neutros (neutrocianinas o merocianinas). Teniendo en cuenta que los grupos donadores y atractores de electrones en la composición de la molécula del colorante metino pueden intercambiar carga a lo largo de la cadena de conjugación, los esquemas de enlace para ellos son los siguientes [4] [5] :
- catiónico: ;
- aniónico: ;
- neutro: ;
![{\displaystyle [>N=CH-(CH=CH)_{n}-N<]^{+}\longleftrightarrow [>N-(CH=CH)_{n}-CH=N<]^{+ }}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/70a5a2166c5e638cf5270f869b9acf972a524e0d)
![{\displaystyle [O=CH-(CH=CH)_{n}-O]^{-}\longleftrightarrow [O-(CH=CH)_{n}-CH=O]^{-}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/5fc10fd913bb8b3c16da33ff4f9a8840df9059e3)
De estos grupos, solo los catiónicos y los neutros importan en la industria [4] .
Según el número de grupos metino, estos colorantes se clasifican en mono-, di-, tri-, penta-, y así sucesivamente hasta polimetino cianina. Hay compuestos de nullmetino que contienen un grupo fenilo directamente unido a un heterociclo que contiene nitrógeno [4] . Además, los colorantes de metino incluyen moléculas en las que los núcleos están directamente unidos por un enlace entre los átomos de carbono incluidos en los núcleos, es decir, no contienen cadena de metino en absoluto [6] .
Según el número de grupos vinileno (-CH=CH-), el grupo se puede dividir en: que tiene un grupo vinileno, carbocianina, dos - dicarbocianina, tres - tricarbocianina, etc. [4] .
Los colorantes de metina tenían al principio el nombre común de "colorantes de cianina", derivado del nombre del primer representante. Más tarde, después de la síntesis y el estudio de varias clases de estos colorantes, solo los compuestos en los que los heterociclos aromáticos se ubican en ambos extremos de la cadena comenzaron a denominarse colorantes de cianina; ", tiazol - "thia", etc. [4] [5 ] .
Propiedades físicas y químicas
Tienen cualquier color, generalmente en el rango de amarillo a verde, a veces incoloro. Las soluciones acuosas y alcohólicas se caracterizan por una alta saturación y un tono de color puro, que se explica por una estrecha banda de absorción. La pureza del color es más pronunciada en tintes simétricos. El valor del coeficiente de extinción molar oscila entre 30.000 y 250.000, aumentando junto con el alargamiento de la cadena [4] .
Inestable a la acción de agentes oxidantes, pero estable al interactuar con agentes reductores. Decolorados por ácidos debido a la protonación del núcleo donante y restauran su color original en medios neutros. Forman bases de carbinol inestables, que se descomponen con la destrucción de la cadena de metino bajo la acción de los álcalis, y los compuestos con una cadena corta son más estables. La solidez a la luz disminuye al aumentar la longitud de la cadena de metina [4] .
Aplicación
Casi todos los tintes de metino dan a la emulsión fotográfica a base de plata una mayor sensibilidad en los rangos visible e infrarrojo, lo que determina su importante papel como sensibilizadores fotográficos. El máximo de sensibilización se correlaciona con el espectro de absorción del tinte, pero se desplaza a longitudes de onda más largas [4] .
Los colorantes pertenecientes a grupos catiónicos se utilizan en la industria textil para teñir fibras de poliacrilonitrilo, algunos poliésteres y poliamidas, en las que se han introducido grupos ácidos, lo que asegura la solidez del color. Además, dichos colorantes catiónicos se utilizan para teñir cuero natural, obtener tintas y tintas para sellos y fabricar papel carbón [4] .
Algunos tintes de monometino y sus análogos aza se utilizan como blanqueadores ópticos debido a su falta de color y sus fuertes propiedades fluorescentes [4] .
Los colorantes de metino se utilizan ampliamente en la tecnología láser para obtener medios tanto activos como pasivos debido a la capacidad de estos colorantes para la fluorescencia y las propiedades espectrales selectivas [5] .
En biología y medicina, se utilizan como indicadores ópticos [5] .
Al tratar los tintes de estiril con soluciones alcalinas, se obtienen espiropiranos incoloros, a partir de los cuales se obtienen papeles carbón incoloros depositando capas de microcápsulas con una forma de tinte incoloro y un relleno con propiedades ligeramente ácidas (caolín, gel de sílice y otros) encima. La acción mecánica sobre dicho papel conduce a la destrucción de las microcápsulas y la transición de los espiropiranos a una forma coloreada. Los espiropiranos en los que el grupo amino se reemplaza por un grupo nitro tienen propiedades fotocrómicas y se tiñen bajo la acción de los rayos ultravioleta y se decoloran en la oscuridad. Dichos compuestos se utilizan en películas para el registro fotográfico de información [4] .
Notas
- ↑ 1 2 Venkataraman, 1957 , pág. 1305-1307.
- ↑ Hamer, 1964 , pág. cuatro
- ↑ 1 2 James, 1980 , pág. 193-194.
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Troyanov, 1992 .
- ↑ 1 2 3 4 Shapiro .
- ↑ Venkataraman, 1957 , pág. 1308.
Literatura
- Venkataraman K. Química de tintes sintéticos. - L. : Editorial estatal científica y técnica de literatura química, 1957. - T. 2.
- James T. La teoría del proceso fotográfico = La teoría del proceso fotográfico / per. 4ª edición americana. edición Kartuzhansky A. L. . - 2ª ed. rusa. - L. : "Química". Sucursal de Leningrado., 1980. - 672 p.
- Troyanov I. A. Tintes de metina: artículo // Enciclopedia química / Cap. edición Knunyants I. L. - M .: Gran Enciclopedia Rusa , 1992. - T. 3: Cobre - Polímero. - S. 68-70. — 639 pág. — ISBN 5-85270-039-8 .
- Hamer FM Los tintes de cianina y compuestos relacionados . - Nueva York, Londres: Interscience Publishers, 1964.
Enlaces
- BI Shapiro. Tintes de polimetino . Gran Enciclopedia Rusa . Ministerio de Cultura de la Federación Rusa . Recuperado: 22 Abril 2018.
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