ポリメチン染料

メチン染料（ポリメチン染料）は、その発色系が共役二重結合（ポリエン）と、その両端に電子受容体 Aと電子供与体 Dの2つの末端基で構成されている染料である。^{[1] [2]}

メチン染料の構造

メチン染料は奇数個のメチン基から構成されています。末端基は複素環の一部であったり、二重結合が芳香族系の一部であったりします。メチン染料のサブクラスはこれらの構造の違いに基づいています。メチン染料はさらに、カチオン性、アニオン性、中性に分類できます。^[3]

1 つ以上のメチン基がヘテロ原子(通常は窒素) に置き換えられた場合は、ヘテロ類似 (アザ類似) メチン染料と呼ばれます。

メチン染料は、末端に電子供与基と電子受容基を持つポリエン染料として特徴付けられます。ほとんどの場合、これらの末端基には窒素原子または酸素原子が含まれます。ただし、天然ポリエン染料 (カロテノイドなど) は黄色から黄赤色の色調に限定されますが、主に合成されたメチン染料ではスペクトルのほぼすべての色を実現できます。

メチン染料の中で最もよく知られているグループは、カチオン性シアニン染料です。発色団の両末端基には窒素原子が含まれますが、アミノ基またはイミノ基は複素環の一部です。

シアニン色素の一般構造

ヘミシアニン染料の場合、1 つの末端アミノ基は複素環の一部であり、2 番目の末端基は開鎖です。

ヘミシアニン染料の一般構造

発色団の末端アミノ基とイミノ基の両方が開鎖である場合、ストレプトシアニン染料と呼ばれます。

ストレプトシアニン染料の一般構造

メロシアニン染料は、ポリエン構造要素の末端基としてアミノ基とカルボニル基を持っています。この化合物タイプでは、中性共鳴構造と両性イオン共鳴構造の両方を記述できます。^[6]

メロシアニン染料の一般構造

末端基に酸素をヘテロ原子として含むオキソノール染料は、アナログカラー写真^[8]や、バルビツール酸およびチオバルビツール酸末端基を利用した酵素反応の追跡に役割を果たしている。^{[9] [10]}

オキソノール染料の一般構造

活性メチレン化合物（マロン酸ジニトリルなど）とベンズアルデヒド誘導体を縮合してスチリル染料が得られる。ポリエン部にベンゼン環が組み込まれ、スチレン部分構造を持つ。スチリル染料はポリエステル繊維の染色における分散染料として用いられる。

例：シアノ酢酸エチル（1）とp-アミノベンズアルデヒド誘導体との縮合によるCIディスパースイエロー31（3 ）の合成。^{[3] ：S.58}

CIディスパースイエロー31の合成（3）

また、アミノおよびヒドロキシ置換ジアリールメチンおよびトリアリールメチンは、メチン染料の構造要素を構成します。

トリアリールメチン染料、共鳴構造（R=H、アルキル）

トリアリールメチン染料は、少なくとも 2 つの芳香族環に電子供与性置換基 (アミノ基、第 2 級および第 3 級アルキルアミノ基、またはヒドロキシ基など) を持つトリフェニルメタンから誘導される。そのため、古い文献ではトリアリールメタン染料とも呼ばれる。この染料の共鳴構造は、カルベニウムイオンとして、またはイミノシクロヘキサジエンまたはシクロヘキサジエノンの部分構造として記述できる。したがって、染料の中心炭素原子は sp ³混成ではなく、sp ²混成である。^{[1] : S. 58}

トリアリールメチン染料は通常、さまざまな耐光性を持つ、強烈で明るい色を示します。繊維、皮革、紙の染色や印刷に加えて、印刷インク、インク、ボールペンペースト、顕微鏡用染料としても使用されます。機能性染料として、この染料クラスの代表的なものは、指示薬（フェノールフタレイン）、消毒剤、駆虫剤、抗真菌剤（マラカイトグリーン、クリスタルバイオレットなど）として使用されます。^[11]

例:

• 
  ミヒラーズハイドロル
• 
  CIソルベントイエロー34
• 
  フェノールフタレイン（pH 8.2-12）
• 
  CI ベーシックバイオレット 14 (フクシン)
• 
  CI ベーシックグリーン4（マラカイトグリーン）
• 
  CI ベーシックバイオレット3（クリスタルバイオレット）

メチン染料のメチン基を窒素原子に置き換えると、アザメチン染料が得られる（例：CIベーシックイエロー28 ^[12]）。したがって、ジアザメチン染料は、2つのメチン基を窒素原子に置き換えることによって得られる。特にジアザヘミシアニン染料（例：CIベーシックレッド22 ^[13]およびCIベーシックブルー41 ^[14]）は、メチン染料の重要なクラスであり、ポリアクリロニトリル繊維の染色におけるカチオン染料として使用されている。^{[3] ：S. 57、58}

例:

• 
  CI ベーシックイエロー 28
• 
  CI ベーシックレッド 22
• 
  CIベーシックブルー41

キノンイミン染料は、ジアリールメチン染料のアザ類似体である。