茜素的制备和应用

酸碱指示剂通常只随着溶液pH值的改变而伴随着颜色变化的一类物质，是化学分析领域不可缺少的化学物品，这种指示性的变化实际是一种“互变异构体”结构变化的结果。这种互变异构体具有共轭酸碱对的性质，彼此处于一种平衡状态。pH值改变时便会影响他们的平衡，平衡移动并伴随有结构的改变，出现了失去或得到质子的酸式或碱式的相互转化，此时的指示剂也就是我们研究pH指示剂。在实际应用中，通常希望指示剂的变色范围越狭窄越好，这样即使溶液pH有较小的变化也能使指示剂产生敏锐的变化。

　　茜素亦称“1，2-二羟基蒽醌”，由乙醇中得橙色或红色三棱针状晶体，熔点289～290℃，沸点430℃(升华)、110℃升华(266.6Pa)。溶于乙醇、乙醚、丙酮、苯，微溶于水，不溶于氯仿，还可溶于NaOH和碳酸盐。其碱性水溶液呈蓝色，溶于浓盐酸呈棕色。与硝酸作用生成酞酸，与硫酸和二氧化锰反应生成1，2，4-三羟基蒽醌，可被锌粉还原为蒽，与Zn/NH3作用生成3，4-二羟基蒽酮。制法：由2-蒽醌磺酸钠经碱熔方法制得，用途：用于棉的染色和印花，用铝媒染剂时，可得到鲜艳红色；用铬媒染剂时，可得到黄光红色等，也用于羊毛和蚕丝的染色，及制造茜素色淀。此外可作酸碱指示剂[pH5.5(黄)～6.1(红)]，及作铝、铟、汞等点滴试验指示剂。

　　一、制备 [1]

　　方法1：从茜草根部提取，然后单离。

　　方法2：以蒽醌-2-磺酸为原料，将其与50%的氢氧化钠溶液及硝酸钠一起加热至180～200℃，并在1.0MPa压力下反应20h，反应物用水稀释，用硫酸调节pH=1.2～2，过滤，滤渣用水洗涤至中性，干燥，可得粗制茜素。升华或在乙醇中重结晶精制，可获得精制茜素。

　　方法3：以蒽醌-2-磺酸、氢氧化钠、氯酸钾(或硝酸钾)共同加热熔融，将熔融物倾入热水中，再用盐酸酸化，使茜素沉淀出来，可制得茜素。

　　二、应用 [2-3]

　　茜素酸、碱指示剂，染料及颜料，用于棉的染色及印花；用铝媒染时，得到鲜红色；用铬媒染时，得到红光棕色；用铁媒染时，得到紫色；用锡媒染时，得到黄光棕色；也可制成色淀。

　　1)制备一种茜素络合剂。

　　步骤如下：⑴将茜素、乙醇混合，再加入氢氧化钠溶液混合后，再搅拌下于20℃加入已溶入亚氨基二乙酸的氢氧化钠的溶液和甲醛溶液，缓慢升温70-75℃反应16小时，反应完全后加入水稀释，放置4-6小时，过滤；将滤液在45℃以下用盐酸中和至pH值1-2，析出结晶，过滤出结晶得粗品；⑵将粗品置于水中，用固体醋酸钠调节pH值为3-4，经搅拌待其全部溶解后过滤至滤液清亮；滤液用10%盐酸中和至pH值为1-2，析出沉淀，过滤出沉淀并用水洗涤，干燥，得成品茜素络合剂。我们采用的合成方法实用易行可靠，用茜素、乙醇、氢氧化钠、甲醛、亚氨基二乙酸进行缩合反应，再乙醇重结晶得到产品。

　　2)制备一种炭质页岩抑制剂。

　　所述炭质页岩抑制剂由茜素和木质素磺酸钙组成。该方法以硫化钼与炭质页岩浮选混合精矿为原料，采用茜素和木质素磺酸钙抑制炭质页岩，浮选硫化钼矿物，进行硫化钼矿物与炭质页岩浮选分离。茜素中的羰基和羟基与炭质页岩中的铝原子形成亲水的络合物，同时木质素磺酸钙的亲油基能吸附在炭质页岩表面产生非极性固体表面单层吸附，另一端的亲水基亲水，从而使炭质页岩亲水，抑制炭质页岩；本发明简化了硫化钼与炭质页岩浮选分离的工艺流程，取得了良好的分离效果。

　　主要参考资料

　　[1] 化合物词典

　　[2] CN201210443005.2茜素络合剂的制备方法

　　[3] CN201310129120.7一种炭质页岩抑制剂以及一种硫化钼与炭质页岩浮选混合精矿的浮选分离方法