アゾ染料

アゾ染料は、官能基R−N=N−R′を持つ有機化合物で、R と R′ は通常、アリール基と置換アリール基です。これらは商業的に重要なアゾ化合物ファミリー、つまり C−N=N−C 結合を含む化合物です。^[1]アゾ染料は合成染料であり、天然には存在しません。^{[2] [3]}ほとんどのアゾ染料には 1 つのアゾ基しか含まれていませんが、2 つまたは 3 つのアゾ基を含むものもあり、それぞれ「ジアゾ染料」と「トリアゾ染料」と呼ばれます。アゾ染料は、食品および繊維産業で使用されるすべての染料の 60～70% を占めています。^{[3]アゾ染料は}、繊維、皮革製品、および一部の食品の処理に広く使用されています。化学的に関連するアゾ染料の誘導体には、水やその他の溶媒に不溶性のアゾ顔料があります。^{[4] [5]}

アゾ染料には多くの種類が知られており、いくつかの分類体系が存在します。分散染料、金属錯体染料、反応染料、直接染料などのクラスがあります。直接染料とも呼ばれる直接染料は、綿などのセルロースベースの繊維に使用されます。染料は非静電力によって繊維に結合します。別の分類では、アゾ染料はアゾ基の数に応じて分類できます。

π-非局在化の結果として、アリールアゾ化合物は、特に赤、オレンジ、黄色などの鮮やかな色を持ちます。例としては、ディスパースオレンジ1があります。メチルオレンジなどの一部のアゾ化合物は、酸塩基指示薬として使用されます。ほとんどのDVD-R / +Rおよび一部のCD-Rディスクでは、記録層として青色アゾ染料が使用されています。

アゾ染料は固体です。ほとんどは塩で、着色成分は通常陰イオンですが、陽イオン性のアゾ染料もいくつか知られています。ほとんどの染料の陰イオン性は、染色された物品の pH で完全にイオン化する 1 ～ 3 個のスルホン酸基の存在によって生じます。

RSO ₃ H → RSO ₃ ⁻ + H ⁺

ほとんどのタンパク質はカチオン性であるため、皮革やウールの染色はイオン交換反応に相当します。アニオン性染料は静電気力によってこれらの物品に付着します。カチオン性アゾ染料には通常、第四級アンモニウム中心が含まれます。

ほとんどのアゾ染料はアゾカップリングによって製造され、これはアリールジアゾニウムカチオンと他の化合物（カップリングパートナー）との求電子置換反応を伴う。一般的に、カップリングパートナーは電子供与基を持つ他の芳香族化合物である：^[7]

アルン⁺
₂+ Ar′H → ArN=NAr′ + H ⁺

実際には、アセト酢酸アミドはカップリングパートナーとして広く使用されています。

アルン⁺
₂+ Ar'NHC(O)CH ₂ C(O)Me → ArN=NCH(C(O)Me)(C(O)NHAr') + H ⁺

アゾ染料は、ニトロ化芳香族化合物とアニリンを縮合し、得られたアゾキシ中間体を還元することによっても製造されます。

ArNO ₂ + Ar'NH ₂ → ArN(O)=NAr' + H ₂ O

ArN(O)=NAr' + C ₆ H ₁₂ O ₆ → ArN=NAr' + C ₆ H ₁₀ O ₆ + H ₂ O

繊維染色の場合、典型的なニトロカップリングパートナーは4,4′-ジニトロスチルベン-2,2′-ジスルホン酸二ナトリウムです。典型的なアニリンのパートナーを以下に示します。アニリンはニトロ化合物から製造されるため、一部のアゾ染料は芳香族ニトロ化合物の部分還元によって生成されます。^[5]

多くのアゾ染料は、既存のアゾ化合物からの反応によって生成されます。典型的な反応には、金属錯体形成とアシル化が含まれます。

• アゾ染料またはその前駆体の例
• 
  ダイレクトブラウン78
• 
• 
• 
  ダイレクトブルー1
• 
  ベーシックレッド18、カチオンアゾ染料

アゾ顔料は化学構造がアゾ染料に似ていますが、可溶化基がありません。実質的にすべての溶媒に溶けないため、容易に精製できず、高度に精製された前駆体が必要になります。

アゾ顔料は、さまざまなプラスチック、ゴム、塗料（絵画用塗料を含む）に重要です。主に黄色から赤色の範囲で優れた着色特性を持ち、耐光性も良好です。耐光性は、有機アゾ化合物の特性だけでなく、顔料キャリアへの吸収方法にも左右されます。

アゾ色素は食品用色素の中で最も古く、最も広く使用されている。1858年にピーター・グリースによって発見された^。[8]

染料が有用であるためには、高い化学的安定性と光分解安定性を持たなければなりません。この安定性のため、光分解はアゾ染料の分解経路とはみなされません。アゾ染料で染色した製品の寿命を延ばすためには、微生物による攻撃に対する安定性を確保することが不可欠であり、好気条件下での短期試験ではアゾ染料の生分解はごくわずかであることが試験で示されています。しかし、嫌気条件下では、生分解の結果として変色が見られる場合があります。^[9]

多くのアゾ顔料は無毒ですが、ジニトロアニリンオレンジ、オルトニトロアニリンオレンジ、ピグメントオレンジ1、2、5など、変異原性や発がん性があるものもあります。^{[10] [11]}

ベンジジン由来のアゾ染料は発がん性物質であり、その暴露は膀胱がんと関連づけられてきた。^[12]そのため、1980年代には多くの西側諸国でベンジジンアゾ染料の生産が中止された。^[5]

特定のアゾ染料は還元条件下で分解し、特定の芳香族アミンのグループのいずれかを放出します。2003年9月以来、欧州連合はリストされているアミンを含む消費財の製造または販売を禁止しています。これらのアミンを生成する染料はごくわずかであるため、実際に影響を受ける製品は比較的少数でした。^[4]

• アゾカップリング
• ポンソー4R
• ポンソーS
• グリコアゾ染料