实验6　酸性橙Ⅱ的合成及其染色实验

实验目的

（1）掌握偶氮染料酸性橙Ⅱ的合成方法。

（2）熟悉重氮盐的制备和操作条件的控制。

（3）了解酸性染料的应用和染色过程，掌握使用染料进行染色的方法。

实验原理

酸性橙Ⅱ属于化工染料，通常是金黄色粉末，故俗称金黄粉。其溶于乙醇呈橙色，在浓硫酸中为品红色，将其稀释后生成棕黄色沉淀。其水溶液加盐酸生成棕黄色沉淀，加氢氧化钠呈深棕色。工业上主要用于羊毛、皮革、蚕丝、锦纶、纸张的染色。同时，它又是一种指示剂，医学上常用于组织切片的染色。

酸性橙Ⅱ的合成是通过重氮化反应和偶合反应两步完成，对氨基苯磺酸钠在低温（0～5℃）及强酸条件下，与亚硝酸（亚硝酸钠加盐酸）作用生成重氮盐，重氮盐再与β-萘酚偶合。反应式如下：

试剂与仪器

试剂：对氨基苯磺酸，碳酸钠，盐酸、β-萘酚，亚硝酸钠，淀粉-碘化钾试纸，氢氧化钠，氯化钠，乙醇（95％），硫酸钠，浓硫酸，羊毛织物片。

仪器：烧杯，锥形瓶，电动搅拌器，电热套，循环真空水泵，抽滤瓶，布氏漏斗，电热套。

实验内容

1.对氨基苯磺酸的重氮化

称取4.8g对氨基苯磺酸，慢慢加入盛有50mL 2.5％的碳酸钠溶液的锥形瓶中，在电热套中加热溶解，再加入1.9g亚硝酸钠搅拌使之溶解。

将5mL浓盐酸缓慢加入盛有30mL冰水的烧杯中，烧杯用冰水浴冷却，温度控制在0～5℃，将上述配制好的对氨基苯磺酸和亚硝酸钠的混合溶液均匀倒入冰水浴的烧杯中，搅拌，在1～2min内应有粉状白色的重氮盐沉淀析出，溶液温度保持在0～5℃，放置15min，以保证反应完全。用淀粉-碘化钾试纸检验，试纸变蓝色指示反应终点。

2.β-萘酚的偶联

在400mL烧杯里将3.6gβ-萘酚溶于20mL冷的10％的氢氧化钠溶液中，冰水浴温度保持在0～5℃的低温下，并在搅拌下将第一步制备的重氮盐倒入此溶液中，用少量水冲洗。偶联发生得很快，由于存在着过量的钠离子（由于加入碳酸钠、亚硝酸钠和碱所产生的），染料很容易以钠盐形式从溶液中分离出来。将这种结晶浆彻底搅拌使之很好地混合，在5～10min后将此混合物加热至固体溶解，再加入10g氯化钠以进一步减小产物的溶解度，加热并在搅拌下使它完全溶解，然后将其静置稍稍冷却后，用冰水浴冷却。用循环真空水泵、抽滤瓶、布氏漏斗减压抽滤，用饱和氯化钠溶液把物料从烧杯中洗出来，洗去滤饼上的暗色母液。将产物滤出后慢慢地干燥，它含有约20％氯化钠。

3.重结晶

对所得粗产物进行重结晶纯化，因为固体偶氮染料在水中的溶解度太大而不能从水中结晶出来，采用60％的乙醇水溶液进行重结晶。从乙醇水溶液中分离出来的酸性橙Ⅱ带有2分子的结晶水。

4.染色实验

用0.5g酸性橙Ⅱ、5mL硫酸钠溶液、300mL水及5滴浓硫酸一起配成染浴，染浴加热到40～50℃，把处理过的羊毛织物放入，继续加热，升温至沸腾，保持沸腾，并不断搅拌，染色45min。冷却至室温后取出试样，洗涤，晾干。

注意事项

（1）重氮化反应要用冰浴控制温度，不能超过5℃，否则会引起重氮盐的分解。

（2）淀粉-碘化钾试纸若不显蓝色，可以补加少量亚硝酸钠，直到试纸刚呈蓝色。若亚硝酸钠过量，能加速重氮盐分解，可用尿素使亚硝酸分解。

（3）酸性橙Ⅱ属于非食用色素，在食品中禁止加入。这些物质如果在食品加工中使用，人食用后可能会引起食物中毒，长期食用甚至会致癌。但是，一些不法商贩利用其色泽鲜艳、着色力强、价格低廉的特点，将其作为色素掺入辣椒面的生产与加工中以牟利，从而严重危害消费者的身体健康。

思考题

（1）什么叫重氮化反应？在本实验制备重氮盐时，为什么要把对氨基苯磺酸变成钠盐？如改成先将对氨基苯磺酸与盐酸混合，再滴加亚硝酸钠溶液进行重氮化反应，可以吗？为什么？

（2）什么叫偶联反应？试结合本实验讨论偶联反应的条件。

（3）酸性染料是如何使羊毛织物染色的？

参考文献

［1］扬州大学，徐州师范大学，盐城师范学院，等.新编大学化学实验（四）——综合与探究［M］.北京：化学工业出版社，2010.

［2］刘红.精细化工实验［M］.北京：中国石化出版社，2010.