實驗6　酸性橙Ⅱ的合成及其染色實驗

實驗目的

（1）掌握偶氮染料酸性橙Ⅱ的合成方法。

（2）熟悉重氮鹽的制備和操作條件的控制。

（3）了解酸性染料的應用和染色過程，掌握使用染料進行染色的方法。

實驗原理

酸性橙Ⅱ屬于化工染料，通常是金黃色粉末，故俗稱金黃粉。其溶于乙醇呈橙色，在濃硫酸中為品紅色，將其稀釋后生成棕黃色沉淀。其水溶液加鹽酸生成棕黃色沉淀，加氫氧化鈉呈深棕色。工業上主要用于羊毛、皮革、蠶絲、錦綸、紙張的染色。同時，它又是一種指示劑，醫學上常用于組織切片的染色。

酸性橙Ⅱ的合成是通過重氮化反應和偶合反應兩步完成，對氨基苯磺酸鈉在低溫（0～5℃）及強酸條件下，與亞硝酸（亞硝酸鈉加鹽酸）作用生成重氮鹽，重氮鹽再與β-萘酚偶合。反應式如下：

試劑與儀器

試劑：對氨基苯磺酸，碳酸鈉，鹽酸、β-萘酚，亞硝酸鈉，淀粉-碘化鉀試紙，氫氧化鈉，氯化鈉，乙醇（95％），硫酸鈉，濃硫酸，羊毛織物片。

儀器：燒杯，錐形瓶，電動攪拌器，電熱套，循環真空水泵，抽濾瓶，布氏漏斗，電熱套。

實驗內容

1.對氨基苯磺酸的重氮化

稱取4.8g對氨基苯磺酸，慢慢加入盛有50mL 2.5％的碳酸鈉溶液的錐形瓶中，在電熱套中加熱溶解，再加入1.9g亞硝酸鈉攪拌使之溶解。

將5mL濃鹽酸緩慢加入盛有30mL冰水的燒杯中，燒杯用冰水浴冷卻，溫度控制在0～5℃，將上述配制好的對氨基苯磺酸和亞硝酸鈉的混合溶液均勻倒入冰水浴的燒杯中，攪拌，在1～2min內應有粉狀白色的重氮鹽沉淀析出，溶液溫度保持在0～5℃，放置15min，以保證反應完全。用淀粉-碘化鉀試紙檢驗，試紙變藍色指示反應終點。

2.β-萘酚的偶聯

在400mL燒杯里將3.6gβ-萘酚溶于20mL冷的10％的氫氧化鈉溶液中，冰水浴溫度保持在0～5℃的低溫下，并在攪拌下將第一步制備的重氮鹽倒入此溶液中，用少量水沖洗。偶聯發生得很快，由于存在著過量的鈉離子（由于加入碳酸鈉、亞硝酸鈉和堿所產生的），染料很容易以鈉鹽形式從溶液中分離出來。將這種結晶漿徹底攪拌使之很好地混合，在5～10min后將此混合物加熱至固體溶解，再加入10g氯化鈉以進一步減小產物的溶解度，加熱并在攪拌下使它完全溶解，然后將其靜置稍稍冷卻后，用冰水浴冷卻。用循環真空水泵、抽濾瓶、布氏漏斗減壓抽濾，用飽和氯化鈉溶液把物料從燒杯中洗出來，洗去濾餅上的暗色母液。將產物濾出后慢慢地干燥，它含有約20％氯化鈉。

3.重結晶

對所得粗產物進行重結晶純化，因為固體偶氮染料在水中的溶解度太大而不能從水中結晶出來，采用60％的乙醇水溶液進行重結晶。從乙醇水溶液中分離出來的酸性橙Ⅱ帶有2分子的結晶水。

4.染色實驗

用0.5g酸性橙Ⅱ、5mL硫酸鈉溶液、300mL水及5滴濃硫酸一起配成染浴，染浴加熱到40～50℃，把處理過的羊毛織物放入，繼續加熱，升溫至沸騰，保持沸騰，并不斷攪拌，染色45min。冷卻至室溫后取出試樣，洗滌，晾干。

注意事項

（1）重氮化反應要用冰浴控制溫度，不能超過5℃，否則會引起重氮鹽的分解。

（2）淀粉-碘化鉀試紙若不顯藍色，可以補加少量亞硝酸鈉，直到試紙剛呈藍色。若亞硝酸鈉過量，能加速重氮鹽分解，可用尿素使亞硝酸分解。

（3）酸性橙Ⅱ屬于非食用色素，在食品中禁止加入。這些物質如果在食品加工中使用，人食用后可能會引起食物中毒，長期食用甚至會致癌。但是，一些不法商販利用其色澤鮮艷、著色力強、價格低廉的特點，將其作為色素摻入辣椒面的生產與加工中以牟利，從而嚴重危害消費者的身體健康。

思考題

（1）什么叫重氮化反應？在本實驗制備重氮鹽時，為什么要把對氨基苯磺酸變成鈉鹽？如改成先將對氨基苯磺酸與鹽酸混合，再滴加亞硝酸鈉溶液進行重氮化反應，可以嗎？為什么？

（2）什么叫偶聯反應？試結合本實驗討論偶聯反應的條件。

（3）酸性染料是如何使羊毛織物染色的？

參考文獻

［1］揚州大學，徐州師范大學，鹽城師范學院，等.新編大學化學實驗（四）——綜合與探究［M］.北京：化學工業出版社，2010.

［2］劉紅.精細化工實驗［M］.北京：中國石化出版社，2010.