دانلود پایان نامه درباره مواد غذایی، تغییر رنگ

ها بالا است. اصطلاحا به این روش ها کامل نیز می گویند زیرا تمام برهم کنش ها در آن ها در نظر گرفته می شود, اما بسیار وقت گیر است.
نکات قوت این روش عبارتند از:
هیچ پایه ی تجربی ندارد.
یک محاسبه را در موضوعی منطقی با سطح نظری و سری های پایه می تواند پیش ببرد.
اطلاعاتی را در مورد گونه های حد واسط شامل داده های طیف نسبی فراهم می کند.
ساختار های جدید را بدون نیاز به داده های تجربی محاسبه می کند.

فصل سوم

رنگهای آزو

1-3 مقدمه
در رنگ ها ی ازو گروه کروموفوری ، گروه آزو –N=N- بوده و این گروه ، دو قسمت آلی آروماتیک رنگ را به هم متصل می کند. از لحاظ تجاری در ایجاد رنگ های زرد ، نارنجی و قرمز ( یعنی جاذب طول موج های کوتاهتر ) بسیار مهمتر از آن ، آبی و سبز که در طول موج های بلند تر جذب می کنند و رنگ های آزویی با کارایی و خواص بسیار عالی شناخته شده است. حتی برخی از ترکیبات آزویی طوری طراحی شده اند که در ناحیه مادون قرمز نزدیک ، جذب نشان می دهند.

شاید مهمترین دلیل اهمیت تجاری رنگینه های آزویی نسبت به رنگ ها و پیگمنت های آلی دیگر ، کیفیت قابل قبول و قیمت مناسب آن ها است و دلیل آن را می توان ماهیت فرآیند ساخت و تولید آن ها دانست.

2-3 ر وش کلی در ساختن رنگ های آزو
روش کلی و عمومی در تهیه ای رنگ ها شامل دو مرحله می باشد که در مرحله ی اول آزمایش آروماتیک نوع اول ، نمک دیازونیوم تولید می شود و در مرحله ی دوم این نمک دیازونیوم با یک ترکیب آروماتیک آلی دیگر که معمولا از گروه هایی مثل فنول ها ، آمین ها و یا هیترو سیکلها ی آروماتیک می باشد جفت می شود .
ساختار کلی رنگ های آزو در شکل زیر نشان داده شده است که در این شکل A نماینده ی گروه های الکترون کشنده و E نماینده ی گروه های الکترون دهنده هستند.
در این رنگ ها ، هیبریداسیون اتم نیتروژن از نوع 2SP و زاویه پیوندی X-N=N برابر 1200 درجه می باشد.

شکل 1-3 : ساختار کلی رنگ های آزو
همانطور که در شکل فوق نشان داده شد ، صورت بندی پایدار رنگ آزو فرم ترانس آن خواهد بود . البته فرم سیس نیز وجود دارد و قابل جدا سازی از فرم ترانس خواهد بود .

3-3 فرآیند تهیه رنگ های آزو
روش های مختلفی برای تهیه رنگ ها وجود دارد ، ولی عموما آن ها را از کوپلاسیون مواد دی آزونیوم تولید می کنند . این مواد از واکنش دی آزوتاسیون آمین های آروماتیک نوع اول حاصل می شوند . واکنش دی آزوتاسیون در سال 1862 توسط پیتر گریس کشف شد و باعث تحول در صنایع رنگ سازی گردید.
در این واکنش ، فنول ها ، نفتل ها ، آریل آمین ها به عنوان مواد کوپلاسیون به کار برده می شوند . در رنگ های گروه آزو به عنوان رنگزا و گروه های هیدروکسی یا آمینو به عنوان اکسوکروم ( تشدید کننده قدرت نفوذ رنگ ) شناخته می شوند .
در ادامه به طور مختصر دو مرحله ای اساسی تولید رنگ یعنی دی آزوتاسیون و جفت شدن را مورد بررسی قرار می دهیم .

1-3-3 تشکیل رنگ آزو در نیمه ی فرآیند دی آزوتاسیون
در این مرحله باید از یک آمین آروماتیک نوع اول استفاده کرد ، چرا که با حذف دو هیدروژن استخلاف آمینو ، نمک دیازونیوم تشکیل می شود که بار مثبت ایجاد شده توسط حلقه پایدار می گردد ، نمک های آلیفاتیک دیازونیوم پایدار نیستند و با از دست دادن گاز نیتروژن به کربوکاتیون های آلیفاتیک تبدیل می شوند . طی این مرحله دما توسط یخ بین 0 تا 5 درجه سانتی گراد نگهداری می شود تا از تخریب یون دیازونیوم و تشکیل گاز نیتروژن جلوگیری شود.
بر اساس قدرت بازی و حلالیت امین های به کار رفته در تولید رنگ های آزو ، این مرحله به چهار صورت در صنعت اجرا می شود .

1-1-3-3 دی آزوتاسیون مستقیم
باید آمین های اولیه در اسید سولفوریک یا هیدروکلریک به نسبت 3:1 حل شده و نیترین سدیم غلیظ به ان اضافه می شود .

2-1-3-3 دی آزوتاسیون غیر مستقیم
آمین هایی با استخلاف سولفوریک یا کربوکسیلیک به سختی به اسید ها حل می شوند . از این رو برای حل کردن این آمین ها از آب با محلول قلیایی رقیق استفاده می کنند.

3-1-3-3 دی آزوتاسیون آمین های با خاصیت بازی ضعیف
آمین هایی با خاصیت بازی ضعیف در اسید سولفوریک غلیظ حل شده و توسط اسید نیتروزیل سولفوریک که به راحتی با استفاده از روش مخلوط کردن اسید سولفوریک و سدیم نیتریت حاصــل می شود ، به کمک دی آزو تبدیل می گردند.

4-1-3-3 دی آزوتاسیون در حلال آلی
آمین های محلول یا کم محلول در آب در حلال های سرد شده آلی نظیر اسید استیک حل شده و توسط موادی نظیر آلکیل نیتریل ، نیترول کلراید ، نیتروزیل سولفوریک اسید به نمک های دی آزو تبدیل می شوند.

2-3-3 تشکیل رنگ ازو در نتیجه ی فرآیند جفت شدن
طی این مرحله یک مولکول غنی از الکترون نظیر بتا نفتل یا یون دیازونیوم وارد واکنش می شود . البته برای فعال تر شدن واکنش می توان محیط را قلیایی کرد.

1-4-3 رنگ های مونو آزو
این رنگ ها دارای یک گروه آزو بوده از پر استفاده ترین گروه های آزو هستند .
این رنگ ها به دو دسته تقسیم می شوند.
الف) رنگ های دارای گروه های آنیونی و اسیدی:
ب) رنگ های فاقد گروه های آنیونی و اسیدی ، کربوکسیلیک و سولفونیک که این گروه از رنگ ها با توجه به کاربردشان دسته بندی می شوند.
1. رنگ های حلال
2. رنگ های بازی یا کاتیونی
3. رنگ های دندانه ای

2-4-3 رنگ های دی آزو
رنگ هایی که دو گروه آزو دارند . در ساختمان این رنگ ها ، ماده کوپلاسیون از دو طرف توسط دو گروه دی آزونیوم جفت می شوند . ترکیبات دی آزونیوم تعداد این رنگ ها محدود و اغلب غیر قابل حل در آب است که از لحاظ کاربردی جزء رنگ های اسیدی و دندانه ای و مستقیم محسوب می شوند.
که این رنگ ها به 4 گروه تقسیم می شوند :
دی آزوی نوع اول
دی آزوی نوع دوم
دی آزوی نوع سوم
دی آزوی نوع چهارم

3-4-3 رنگ های تترا آزونیوم
در این رنگ ها ماده کوپلاسیون با یک ترکیب تترا آزونیوم جفت می شود . از مهمترین این رنگ ها ، قرمز کنگو بوده که از جفت شدن بنزیدین با دو گروه نفیتونیک اسید تهیه می شود . این رنگ ها از فراوان ترین رنگ های و سپس آزو هستند و در برگیرنده پیگمان ها ، رنگ های مستقیم و همچنین تعدادی از رنگ های اسیدی و دندانه ای هستند.
به علت سنتز ساده و وجود تنوع وسیعی در انتخاب اجزای دی آزو و جفت شونده طیف گسترده ای از مواد رنگزای آزو تولید می شوند که برای رنگزای مواد مختلف از قبیل کالاهای نساجی ، مصنوعی ، چرم پلاستیک ، روغن های معدنی و واکس ها بکار می رود . البته مواد رنگزای آزوی مجاز نیز برای رنگ کردن مواد غذایی و آرایشی وجود دارند .

5 -3 اصول شیمی رنگ
بر خلاف اکثر ترکیبات آلی ، Dye ها از خود رنگ ساطع می کنند ، چون :
نور را در طیف های مرئی جذب می کنند400 – 700 nm .
حداقل یک کروموفور دارند.
یک سیستم ترکیبی دارند بمانند مثال ، استخلاف های ساختاری با پیوند های یگانه و دوگانه دارند.
رزونانس هایی از الکترون را به نمایش می گذارند که نیروی پایدار کننده ی ترکیبات آلی است.
اختلال در هر یک از عوامل فوق ، باعث ار بین رفتن رنگ می شود.
علاوه بر کروموفور ها ، اغلب Dye ها ترکیباتی به نام اکسوکروم دارند. مانند کربوکسیلیک اسید ، سولفونیک اسید ، گروه های آمینو و هیدروکسیل
بعضی از این ترکیبات مسئول ایجاد رنگ نیستند و حضورشان و وجودشان سبب تغییر رنگ و یا تاخیر در حلالیت رنگ را دارند.
عوامل دیگری که در رنگ ها دخالت دارند در شکل 2-3 آورده شده است.

شکل 2-3 : نمونه هایی از گروه های کروموفوری موجود در رنگ های آلی

6-3 تاثیر کروموفور برای ساخت رنگ
با توجه به نیاز ساخت رنگ توسط کروموفور در ترکیبات آلی ، این نکته اهمیت دارد ، که کروموفور باید جزئی از یک سیستم ترکیبی باشد . در شکل 3-3 مثالی آورده شده که نشان می دهد ، جای گذاری یک ترکیب آزو بین گروه های متیل سبب تشکیل یک ترکیب بی رنگ می شود در حالیکه جای گذاری گروه آزو بین حلقه های آروماتیک ، ایجاد رنگ زرد نارنجی می شود.

شکل 3-3 : اهمیت داشتن یک کروموفور در یک سیستم کونژوگه Conjugated

Author: mitra1--javid

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *