Поліметинові та азометинові барвники використовують в якості сенсибілізаторів та десенсибілізаторів для фотографічних емульсій і барвників для кольорових фотографій. Деякі представники з них використовуються для фарбування ацетатного шовку.
1. Будова поліметинових барвників
Барвники характеризуються наявністю в молекулі більш чи менш довгого ланцюга з непарного числа атомів вуглецю із спряженими подвійними зв’язками, зв’язаними на кінцях з атомами азоту чи кисню (іноді із з сіркою).
Найпростіший поліметиновий барвник – перхлорат 1,5-бісдиметиламінопентаметин:
Являє собою жовті кристали, які з водного розчину забарвлюють бавовну в жовтий колір, схожий на колір аураміна.
Поліметинові барвники зараз розділяють на 3 основні групи:
Основні (катіоноїдні) забарвленим є катіон:
Х - кислотний залишок
Кислотні (аніоноїдні) забарвленим є аніон:
М – безбарвний катіон
Амфотерні (внутрішньоіоноїдні)
2. Поліметинові барвники як оптичні сенсибілізатори
Найбільш широкого застосування ці барвники набули в якості оптичних сенсибілізаторів галогенсрібних фотографічних емульсіях. AgBr, нанесений на фотографічні пластинки та плівки, володіє чутливістю лише до світла довжиною хвилі до 500 мм, з максимумом при 460 мм, тобто тільки до фіолетових та синій променів. Тому жовті, зелені, помаранчеві та червоні кольори об’єктів зйомки передаються на позитиві на звичайних фотоматеріалах як чорні. Око людини ж відчуває світло з довжиною хвилі до 760 мм, причому зелені та жовті кольори сприймаються як найбільш світлі та яскраві. Таким чином, при застосуванні звичайних фотоматеріалів порушується основна вимога до однокольорових зображень; а саме, передача кольорів відбувається не з тою відносною яскравістю, з якою бачить наше око.
Крім того, на таких фотоматеріалах неможливо проводити зйомки на значній відстані, так як короткі фіолетові та сині промені у великій мірі розсіюються в атмосфері. А більш довгі, наприклад, червоні, хоча і досягають плівки, але не утворюють на них схованого зображення.
Як було встановлено Фогелем, чутливість фотографічних матеріалів до довгохвильової частини спектру може бути підвищена шляхом додавання до бром срібної емульсії зовсім незначних кількостей (декілька мг на 1 м2 пластинки) деяких барвників, так званих оптичних сенсибілізаторів.
Фотографічні пластинки, які володіють, в результаті додавання сенсибілізаторів, чутливістю до зелених та жовтих променів, називаються ортохроматичними, а чутливі до червоних променів – пан хроматичними.
Для того, щоб сенсибілізатори виявили гарний ефект, вони повинні застосовуватися в дуже чистому стані і при тому в точно визначених кількостях.
Перші оптичні сенсибілізатори, до яких відносились барвники різних класів, наприклад, конго червоний, акридиновий помаранчевий Р, алізариновий синій, оксазини, володіли рядом великих недоліків: поряд з сенсибілізуючою дією вони знижували загальну світлочутливість фотоматеріалів та їх збереженість. Ці недоліки виявляються в значно меншій мірі у поліметинових барвників, похідних хіноліна – так званних ізоціанінів, які майже зразу знайшли використання.
3. Ціанінові барвники, їх будова і властивості
Ціаніновими барвниками в наш час називають катіоноїдні поліметинові барвники, в яких атоми азоту, що обмежують спряжений ланцюг вуглецевих атомів і частину спряженого ланцюга,що входить в склад гетероциклічного залишку.
Будова більшості цих барвників може бути зображена наступною загальною формулою:
Де Y, Y’ = O, Se, C(R2), NR, C=N- та інше;
R, R’ = H чи алкіл;
n=0, 1, 2, 3, 4, 5;
Х- = кислотний залишок.
Найбільше значення мають циклічні барвники з залишками тіазола, бензтіазола, бензселеназола, бензоксазола, піридина, хіноліна, індоленіна та пірроліна:
і т.д.
Ціанінові барвники можуть містити однакові чи різні гетероциклічні залишки, в зв’язку з чим вони поділяються на симетричні та несиметричні.
Один з найпростіших барвників цього класу був отриманий Вільямсом у 1856 році. Він був названий ціанін (з грецької кіанос – темно-синій). Ця назва в подальшому була розповсюджена на всю групу барвників будь-якого забарвлення.
В залежності від довжини поліметинового ланцюга, що зв’язує гетероциклічні залишки, барвники поділяються на монометинціаніни чи ціаніни (n=0), триметинціаніни чи карбоціаніни (n=1), пентаметинціаніни чи дикарбоціаніни (n=3) і т. д.
Номенклуатура. При називанні барвників вказують також замісники в гетероциклічних залишках та зовнішніх ланцюгах. Їх положення відмічається цифрами, причому нумерація лівого залишку продовжується на зовнішній ланцюг. Замісники в правому ядрі вказуються цифрами зі штрихом. В несиметричних барвниках другим вказується правий гетероциклічний залишок.
Ціанінові барвники забарвлюють шовк, шерсть та бавовну в дуже чисті кольори, але через мало стійкість забарвлення, барвники цього класу,за рідкими винятками, для фарбування не використовуються.
У більшості випадків вони тяжко розчинні у воді, практично нерозчинні в бензолі та інших неполярних розчинниках, розчиняються в аліфатичних спиртах.
Ціанінові барвники представляють собою солі достатньо сильних органічних основ. Тому більшість з них не змінюється при короткотривалій дії лугів при звичайній температурі. Проте при довгій дії надлишку лугу, особливо при нагріванні, їх розчини знебарвлюються. При дії мінеральних кислот, а іноді і концентрованих органічних барвники теж знебарвлюються. ( є реакції цих процесів)
Міцність барвників сильно залежить від основності гетероциклічного залишку. Так, пірідокарбоціаніни, наприклад І, швидко розкладається в розчині при звичайній температурі, в той час коли мало основні барвники з залишком індоленіна, наприклад ІІ, не змінюються навіть при довгому нагріванні і можуть використовуватися для фарбування.
І
ІІ
При подовженні поліметинового ланцюга барвників їх стійкість знижується.