КРАСИТЕЛИ

КРАСИТЕЛИ — вещества, которые при соединении с различными материалами или биологическими субстратами придают последним окраску, т. е. способность к избирательному поглощению лучей света видимой части спектра. В медицине наиболее широкое применение К. нашли в гистологии и цитологии — для окраски и распознавания микроструктурных компонентов тканей и клеток (см. Гистологические методы исследования). Помимо того, К. применяются в биохим, исследованиях в качестве индикаторов для определения концентрации водородных ионов (см. Индикаторы), в качестве цветных реактивов при различных биохим, анализах и т. п. К. широко применяют в гистохимии, где используется метод образования К. прямо в гистол, срезе из веществ, специфически реагирующих с определенными биол, субстратами (белками, углеводами, ферментами и т. д.). Напр., для гистохим, выявления белков, содержащих триптофан, гистидин и тирозин, срезы обрабатывают р-ром бис-диазосоединения, в результате чего к молекулам белка присоединяется диазокомпонент со свободной диазогруппой, образуя азокраситель (см.), для усиления окраски к-рого проводят реакцию с каким-либо ароматическим амином или фенолом и получают в местах локализации триптофан-, гистидин- и тирозинсодержащих белков ярко окрашенный бис-азокраситель. К. находят широкое применение в различных отраслях промышленности.

Номенклатура К. не является рациональной химической и строится на основании цвета и некоторых других свойств К., а также методов их использования. Названия К. имеют нередко много синонимов, причем неодинаковых в разных странах.

Единой рациональной классификации К. нет. Наиболее широко применяются техническая и химическая классификации. Первая принята гл. обр. в текстильной промышленности и основана на способах применения К. По этой классификации все К. делятся на три группы: К., прямо окрашивающие ткань при погружении в красильную ванну (прямые, или субстантивные, К.); К., окрашивающие ткань после ее обработки протравами (солями металлов, танином), которые закрепляют К. на волокне (протравные К.); наконец, так наз. кубовые К., образующиеся на волокне в ходе процесса крашения, напр, в результате окисления бесцветных, растворимых в воде продуктов восстановления К. (лейкооснований) в плохо растворимые К.

Наиболее общая хим. классификация делит все К. на три группы — кислые, основные и нейтральные. Кислые К. содержат в своих молекулах такие функц, группы, как —SO₃H, —COOH, благодаря к-рым обладают свойствами к-т. Основные К. содержат амино-, имино- и другие группы, которые придают К. свойства оснований. Нейтральные К. не содержат группировок такого рода и потому не обладают свойствами к-т или оснований. Такая классификация определяет характер взаимодействия К. с окрашиваемым материалом. Кислые и основные К. взаимодействуют с ионизированными группами окрашиваемого материала, имеющими заряд противоположного знака. Они образуют с ними соли, вследствие чего окраска оказывается прочной. Наоборот, нейтральные К. обладают большим сродством к неполярным веществам и потому окрашивают эти вещества.

По принадлежности к определенным классам органических соединений К. подразделяются на следующие группы.

Нитрозокрасители содержат в своем составе N=O-группу, однако существуют в изомерной форме хиноноксимов. Напр., нафтоловый зеленый:

нафтоловый зеленый

Нитрокраситeли содержат нитрогруппу в качестве хромофора и оксигруппы в качестве ауксохромов. Напр., нафтоловый желтый (2,4-динитро-1 -нафтол), который применяется в гистологии и в гистохимии для изучения локализации белков:

нафтоловый желтый

Азокрасители — наиболее многочисленная группа К., содержащих в своем составе одну (моноазокрасители), две (бис-азокрасители) или несколько (полиазокрасители) —N=N-групп. Напр., метиловый красный, применяемый для витальной окраски и в качестве индикатора pH; судан III — гистологический К. на жиры (см. Судан):

метиловый красный

судан III

Нафтохиноновые красители. Напр,, алканнин — природный темно-красный протравной краситель, получаемый из Alcanna tinctoria, применяется и как индикатор.

Антрахиноновые красители. Содержат хиноидную структуру антрахинона. Напр., ализарин — протравной К.; при окраске в присутствии солей образует лаки: в присутствии ионов Al³⁺ окрашивает в красный, а ионов Fe³⁺ — в сине-фиолетовый цвет (см. Ализариновые красители):

ализарин

Xинониминовыe красители — производные n-хинонимина и n-хинондиимина. Напр., 2,6-дихлорфенолиндофенол — индофеноловый К., применяется для определения витамина С, используется в гистологии, дает метахроматическую окраску:

2,6-дихлорфенолиндофенол

Тионин (см.) — тиазиновый основный К., применяется в гистологии, дает метахроматическую окраску; галлоцианин — оксазиновый слабокислый К., применяется в форме хромового лака в гистохимии для выявления нуклеиновых к-т; нейтральный красный (см.) — азиновый К., применяется как индикатор для определения pH и для витальной окраски.

Ди- и триарилметановыe красители. Производные метана, два или три атома водорода в молекуле к-рого замещены ароматическими радикалами (арилами), один из них имеет хиноидную структуру. Наибольшее распространение имеют трифенилметановые К. Напр., парарозанилин (парафуксин) — триаминотрифенилметан, применяется в гистохимии в форме лейкопарафуксинсернистой к-ты для выявления альдегидных группировок (реакция Шиффа); фенолфталеин; метиловый зеленый (см.) и др.

К этой же группе К. относят ксантеновые К., напр, пиронин (см.), применяющийся в гистохимии нуклеиновых к-т, а также акридиновые красители, напр. применяемый в флюоресцентной микроскопии акридиновый оранжевый.

Полиметиновыe красители. Содержат в своей структуре цепь из нечетного числа атомов углерода с сопряженными двойными связями, ограниченную по концам атомами кислорода, азота или серы. Напр., пинацианол или 1,1-диэтил-2,2-хинокарбоцианин-йодид, применяемый в фотографии для получения пластинок, чувствительных к красному свету.

Каротиноидныe красители. К ним относят каротин, биксин, применяемый для подкраски масла, маргарина и др. (см. Пищевые красители).

Помимо перечисленных, существуют другие классы К., имеющих то или иное различие в технике крашения и применяемых в гистол, практике (азометиновые, индигоидные, оксикетоновые, полициклические, фталоцианиновые, сернистые и другие К.).

Профессиональные вредности

Производство К. связано с применением большого количества нитро-, амино- и оксисоединений ароматического ряда, так наз. полупродуктов, как правило, более ядовитых, чем сами К. (см. Анилинокрасочная промышленность). Так, при изготовлении метилового фиолетового и кристаллического фиолетового, являющихся сравнительно нетоксичными К., применяются весьма ядовитые фосген и диметил анилин. Кроме того, некоторые полупродукты сами непосредственно используются для крашения. Таковы, напр., анилин (см.), фенилендиамины, нафтолы, нитроанилины, употребляемые для окраски тканей и мехов.

Реакторы для приготовления сплава сернистых К., емкости для диазотирования и разбавления, разделители, мерники и сборники делают обычно герметичными или снабжают крышками с местным отсосом. Загрузка жидких ингредиентов герметизирована. Продолжительность операций загрузки твердых веществ обычно невелика, поэтому она не влияет существенно на степень общей загрязненности воздуха в цехе. Загрязненность воздуха увеличивается при взятии проб из реакторов и открытом сливе жидкостей и суспензий в тару или на фильтры.

Контакт с продуктами возможен при разгрузке фильтрпрессов, нутчфильтров и центрифуг. Однако для большинства К. это не имеет существенного значения, т. к. сравнительно немногие из них могут оказывать вредное действие, но контакт с отдельными видами К. и такими их полупродуктами, как бензидин, фенилендиамины, нитрофенолы, солянокислый анилин, недопустим, потому что они ядовиты и могут проникать в организм через кожу, а при курении и приеме пищи, если руки недостаточно хорошо вымыты, ядовитые вещества могут быть занесены в пищеварительный тракт. В производстве К. недопустима открытая фильтрация с ручной выгрузкой в том случае, если осадок отделяется не от воды, а от органического растворителя, напр, метилового спирта, бензола или дихлорэтана. Выделение или кристаллизация твердых полупродуктов и К. могут производиться из водных р-ров или из р-ров в органических растворителях и нередко связаны с загрязнением окружающей среды.

Для сушки К. и их полупродуктов на производстве пользуются гребковыми и валковыми сушилками. При такой сушке пыль выделяется только при выгрузке сухих К. из сушилок. Недостатком гребковых сушилок является образование пыли при непрерывном перемешивании краски в сушилках. После сушки К. размалывают, смешивают и расфасовывают. Необходимым требованием для всех этих процессов является эффективная очистка воздуха, выбрасываемого вентиляцией от оборудования сушильных и размольных отделений. В цехах по производству К. и их полупродуктов устраивается мощная приточно-вытяжная вентиляция (см.). При этом механическая вытяжная вентиляция, обслуживающая местные отсосы, не должна быть связана с общеобменной вентиляцией. Удаление воздуха при помощи обще-обменной вытяжной вентиляции осуществляется из верхней зоны. Частичный отсос из нижней зоны применяют преимущественно при использовании летучих веществ, пары которых тяжелее воздуха (бензол, эфир, дихлорэтан и пр.). Воздух от оборудования сушильных и размольных отделений удаляют местными отсосами. Для создания удовлетворительных метеорол, условий на рабочих местах в теплое время года в большинстве случаев бывает достаточно открыть окна и фрамуги светового фонаря.

Несмотря на то, что в обычной производственной обстановке, особенно при синтезе К., больших концентраций вредных веществ в воздухе рабочих помещений не наблюдается, вероятность вредного влияния К. и их полупродуктов на здоровье рабочих все-таки не исключена.

Такие полупродукты К., как динитробензол (см.), .м-фенилендиа-мин, метиловый эфир сульфобензойной к-ты, урсолы (диметил- и диэтилпарафенилендиамин, n-диметиламидофенол, n-фенилендиамин и др.), при попадании на кожу могут вызывать дерматиты (см.), а пары и пыль урсолов при вдыхании — явления бронхиальной астмы (см.). Некоторые жирорастворимые азокрасители (ди-метил аминоазобензол, амидоазотолуол) вызывали возникновение опухолей печени у подопытных животных.

Сернистые К. ядовиты. Они могут вызывать отравления, сходные с отравлением сероводородом (см.). Большое число нитро- и аминокрасителей обладает способностью при контакте проникать через кожу.

Наибольшее значение в профилактике профзаболеваний при работе с К. на производствах, связанных с их получением и использованием, имеют герметизация оборудования, устройство вентиляции и эффективное проветривание производственных помещений. Жидкие продукты (к-ты, щелочи, органические растворители) должны поступать в цеха по трубопроводам. Пролитые на пол хим. продукты немедленно убирают. Своевременный ремонт аппаратуры, смена набивки сальников насосов и устранение пропусков и течи в аппаратах, бесперебойная работа вентиляции имеют огромное значение для поддержания на надлежащем уровне сан.-гиг. условий в цехе. Рабочие должны быть обеспечены спецодеждой и средствами индивидуальной защиты (резиновые фартуки, перчатки и рукавицы, противогазы и респираторы), если это требуется по роду производимых операций. Перед едой обязательно тщательное мытье рук, а после окончания работы — всего тела.

Если выясняется, что рабочий обладает повышенной чувствительностью к веществам, применяемым в цехе, следует немедленный перевод на другую работу, не связанную с контактом с К. и их полупродуктами.

Библиография: Венкатараман К. Химия синтетических красителей, пер. с англ., т. 1—6, Л., 1956—1977; Вредные вещества в промышленности, под ред. Н. В. Лазарева и Э. Н. Левиной, т. 2, с. 491, Л., 1976; Коган И. М. Химия красителей, М., 1956, библиогр.; Пирс Э. Гистохимия, пер. с англ., М., 1962; Профилактика профессиональных опухолей, под ред. Л. М. Шабада, с. 57, М., 1976, библиогр.; Pабен А. С. и Антоньев А. А. Профессиональная дерматология, М., 1975, библиогр.; Степанов Б. И. Введение в химию и технологию органических красителей, М., 1977, библиогр.

В. А. Яковлев; В. Г. Мацак (гиг. тр.).