colorantes de antraquinona

Los colorantes de antraquinona constituyen un grupo abundante de colorantes que comparten una unidad de antraquinona como elemento estructural común. La antraquinona en sí es incolora, pero se obtienen colorantes de rojo a azul mediante la introducción de grupos donadores de electrones, como grupos hidroxilo o amino, en las posiciones 1, 4, 5 u 8. ^{[ 1 ]} Los colorantes de antraquinona están estructuralmente relacionados con los colorantes índigo y se clasifican junto con estos en el grupo de los colorantes carbonílicos . ^{[ 2 ]}

Los miembros de este grupo de colorantes se encuentran tanto en colorantes naturales como sintéticos . Los colorantes de antraquinona están presentes en colorantes mordientes y de tina , pero también en colorantes reactivos y dispersos . Se caracterizan por una muy buena solidez a la luz . ^{[ 3 ]}

Uno de los colorantes de antraquinona de origen vegetal más importantes es la alizarina , que se extrae de la rubia ( Rubia tinctorum ). La alizarina es el epónimo de varios colorantes estructuralmente relacionados que utilizan este compuesto (a veces sinónimo de colorantes de antraquinona). Fue el primer colorante natural para el que se desarrolló una síntesis industrial ya en 1869.

Los colorantes de antraquinona incluyen colorantes rojos de insectos derivados de cochinillas como el ácido carmínico , el ácido quermésico y los ácidos laccaicos . El colorante carmín , cuyo componente principal es el ácido carmínico, se utiliza, por ejemplo, como colorante alimentario aprobado E 120. ^{[ 4 ]} Los métodos tradicionales para la producción de carmín requieren mucha mano de obra, tierra e insectos. Debido a que se prevé un aumento en la demanda de colorantes rojos, los investigadores están explorando enfoques de ingeniería metabólica para la producción de ácido carmínico sintético. ^{[ 5 ] [ 6 ]}

La síntesis de la mayoría de los colorantes de antraquinona se basa en el ácido sulfónico de antraquinona ( 2 ) o la nitroantraquinona ( 3 ), que se obtiene por sulfonación o nitración de la antraquinona ( 1 ).

Síntesis de 1-aminoantraquinona

La sulfonación en posición α es reversible y tanto los grupos de ácido sulfónico como los grupos nitro pueden ser reemplazados con relativa facilidad por grupos amino, alquilamino, hidroxilo y alcoxilo . Por lo tanto, la aminoantraquinona ( 4 ) se obtiene mediante la reacción del ácido sulfónico de antraquinona con amoníaco o mediante la reducción de la nitroantraquinona. ^{[ 7 ]}

Un producto intermedio importante para muchos colorantes de antraquinona ácida es el ácido bromámico (ácido 1-amino-4-bromoantraquinona-2-sulfónico) ( 6 ), que se puede obtener a partir de 1-aminoantraquinona ( 4 ) mediante sulfonación con ácido clorosulfónico y posterior bromación .

Síntesis del ácido bromámico

Al reemplazar el sustituyente bromo con una amina alifática o aromática, se obtienen colorantes azules vibrantes. ^{[ 8 ]} Por ejemplo, el ácido bromámico se puede condensar con 3-(2-hidroxietilsulfonil)-anilina ( 7 ) para formar el colorante azul vibrante ( 8 ) (azul de oxisulfona), del cual se obtiene el colorante reactivo CI Reactive Blue 19 después de la esterificación con ácido sulfúrico .

Síntesis del CI Reactive Blue 19

El Azul Reactivo 19 es uno de los colorantes reactivos más antiguos y aún el más importante, ^{[ 9 ]} patentado en 1949. ^{[ 10 ]}

El primer colorante sintético de tina basado en antraquinona fue la indantrona (CI Vat Blue 4), cuya síntesis fue desarrollada por René Bohn en 1901:

Síntesis de indantrona

Mediante la dimerización de 2-aminoantraquinona ( 1 ) en condiciones fuertemente alcalinas a 220-235 °C, se obtiene el intermedio 3 en dos pasos, el cual se cicla intramolecularmente y se oxida a indantrona 5. ^{[ 11 ]}