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グリコアゾ染料（またはGAD）は、「天然化」合成染料の一種で、一般的な市販のアゾ染料と糖を「リンカー」を介して結合したものであることからそのように呼ばれています。[1]この原理は、以下の図にまとめられています。
世代、構造、そして統合
第一世代
第一世代のグリコアゾ染料は2007年に初めて報告されました。これらのグリコアゾ染料はジエステルリンカー、具体的にはスクシニルブリッジを使用します。エステル基は糖をn-アルカンスペーサーに結合し、スペーサーは別のエステル基を介して染料に結合します。[1]
合成
第一世代のグリコアゾ染料は、糖基としてグルコース、ガラクトース、ラクトースを使用して合成される。エステル化の位置は、糖上のアルコール基を選択的に保護するか、アルコール基の位置が異なるアゾ染料を選択することで制御される。染料または糖基は、遊離アルコール基を無水コハク酸と反応させることでスクシニル化することができる。得られたヘミスクシネートは、染料または糖上の遊離アルコール基と反応する。その後、縮合生成物は脱保護される。[1]
第二世代
第二世代のグリコアゾ染料は2008年に初めて報告されました。これらのグリコアゾ染料はエーテルリンカーを使用します。エーテル基は糖と染料をn-アルカンスペーサーに結合し、スペーサーは別のエーテル基を介して染料に結合します。第一世代のグリコアゾ染料と同様に、第二世代のグリコアゾ染料はグルコース、ガラクトース、またはラクトースを糖基として使用します。[2]
合成
第一世代のグリコアゾ染料と同様に、第二世代のグリコアゾ染料は、グルコース、ガラクトース、またはラクトース糖基を使用して合成されます。エーテル結合の位置は、糖上のアルコール基を選択的に保護するか、または異なるアルコール基位置を持つアゾ染料を選択することで制御されます。非無水テトラヒドロフランを溶媒として使用し、水酸化カリウムと18-クラウン-6エーテルの溶液中で、糖または染料の保護されていないアルコール基を n-炭素末端ジブロモアルカンと反応させます。水酸化カリウムはアルコールからアルコキシドイオンを生成し、18-クラウン-6 エーテルは相間移動剤として機能します。反応は、古典的な SN-2求核置換反応によって進行します。末端ブロモ基が除去され、アルコールの酸素とアルカンの炭素の間に結合が形成されます。n-炭素リンカーと糖または染料の間にエーテルが生成されます。この段階では、残っている末端の臭素基は、対応する糖や染料の遊離アルコールと同じ条件下で反応する可能性があり、縮合生成物はその後脱保護される。[2]
第三世代
第三世代のグリコアゾ染料は2015年に初めて報告されました。これらのグリコアゾ染料はアミドエステルリンカーを使用しています。アミド基は糖をn-アルカンスペーサーに結合し、スペーサーはエステル基を介して染料に結合しています。[3]
合成
第三世代グリコアゾ染料は、6-アミノ-6-デオキシ-D-ガラクトースや6'アミノ-6'-デオキシラクトースなどのアミノ糖を使用して合成されます。アミド結合の位置は、糖のアルコール基を保護し、遊離アミンを反応させることによって制御されます。エステル基の位置は、異なるアルコール基の位置を持つアゾ染料を選択することによって制御されます。染料または糖のいずれかが無水コハク酸と反応します。これにより、糖とのアミド基、または染料とのエステル基が形成されます。その後、遊離カルボン酸が、対応する染料または糖のアルコール基またはアミン基と反応します。その後、縮合生成物は脱保護されます。[3]
プロパティ
グリコアゾ染料は、水溶液中で適度な温度と圧力下で、ウール、シルク、ナイロン、ポリエステル、ポリアクリル、ポリアセテート、ポリウレタンなどのさまざまな布地を染色することができます。[1] [2]第一世代のグリコアゾ染料は綿をうまく染色しません。 [1]しかし、第二世代のグリコアゾ染料は綿を効果的に染色します。[2]グリコアゾ染料で染色した ウールは、 ISO 105-C06洗濯試験およびISO 105 X12摩擦試験にさらされた場合、優れた堅牢度を示します。 [4]
グリコアゾ染料の水溶性は様々です。冷水から温水に溶け、撹拌後または添加後に溶解することがあります。[4]
水、アセトン、メタノール溶媒を使用してグリコアゾ染料溶液を調製すると、吸収スペクトルにわずかな変化が生じます。 [1]親アゾ染料をグリコアゾ染料に変換すると、吸収スペクトルに小さな浅色シフトが生じることがあります。
環境への影響
グリコアゾ染料は、いくつかの特性から、従来の合成染料に代わる環境に優しい染料であると考えられます。グリコアゾ染料の親水性が増すと、染色工程で界面活性剤、媒染剤、塩を使わずに済み、適度な温度と圧力でさまざまな繊維製品の水性染色が可能になります。また、そのユニークな構造により、生物学的手段による繊維廃液の処理も可能になります。Fusarium oxysporum は、第一世代のグリコアゾ染料 4-{N,N-ビス[2-(D-ガラクトピラノス-6-イルオキシ)エチル]アミノ}アゾベンゼンを効率的に脱色します。その他のさまざまな子嚢菌類も、グリコアゾ染料を脱色する同様の能力を示しますが、その程度はより低くなります。ミジンコ急性毒性試験を使用して解毒を測定したところ、6 日後に染料の 92% が解毒されました。この解毒方法では、低濃度のニトロベンゼン、アニリン、ニトロソベンゼンが生成される。[5]
外部リンク
- http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ejoc.200600686/abstract
参考文献
^
- ^ abcdef Bartalucci, Giuditta; Bianchini, Roberto; Catelani, Giorgio; D'Andrea, Felicia; Guazzelli, Lorenzo (2007 年 2 月)。「天然染料: 新しいクラスの染料 - グリコアゾ染料 (GAD) へのシンプルで簡単な合成ルート」。European Journal of Organic Chemistry。2007 ( 4): 588–595。doi : 10.1002 /ejoc.200600686。ISSN 1434-193X 。
- ^ abcd ビアンキーニ、ロベルト;カテラーニ、ジョルジョ。チェッコーニ、リッカルド。ダンドレア、フェリシア。グアッゼッリ、ロレンソ。イサード、ジャラル。ローラ、マッシモ（2008年1月）。 「エーテル性複合糖質アゾ染料 (GAD): 水溶性の天然化染料の新しいグループ」。欧州有機化学ジャーナル。2008 (3): 444–454。土井：10.1002/ejoc.200700632。ISSN 1434-193X。
- ^ ab Guazzelli, Lorenzo; Catelani, Giorgio; D'Andrea, Felicia (2015). 「アミノ糖に基づく新世代の糖結合アゾ染料」International Journal of Carbohydrate Chemistry . 2015 : 1–7. doi : 10.1155/2015/235763 . hdl : 11568/757866 . ISSN 1687-9341.
- ^ ab ビアンキーニ、ロベルト;カテラーニ、ジョルジョ。チェッコーニ、リッカルド。ダンドレア、フェリシア。フリーノ、エレナ。イサード、ジャラル。ローラ、マッシモ (2008)。 」「糖鎖結合による繊維分散染料の「自然化」：ビス（2-ヒドロキシエチル）基含有アゾ染料の場合」。炭水化物 研究。343（12）：2067–2074。doi ：10.1016/ j.carres.2008.02.009。ISSN 0008-6215。PMID 18336806 。
- ^ ポッリ、アイモネ;バロンチェッリ、リッカルド。グリエルミネッティ、ロレンツォ。サロッコ、サブリナ。グアッゼッリ、ロレンソ。フォルティ、マウリツィオ。カテラーニ、ジョルジョ。ヴァレンティーニ、ジョルジョ。アゴスティーノ州バジーキ。フランチェスキ、マッシミリアーノ。ヴァナッチ、ジョバンニ (2011 年 1 月)。 「Fusarium oxysporum による新しい繊維複合糖質アゾ染料 (GAD) の分解と解毒」。真菌生物学。115 (1): 30-37。Bibcode :2011FunB..115...30P。土井：10.1016/j.funbio.2010.10.001。ISSN 1878-6146。PMID 21215952。