Azofarbstoff

    Azofarbstoffe sind synthetische Farbstoffe und bilden zahlenmäßig deren größte Gruppe. Es sind über 2.000 Vertreter bekannt. Azofarbstoffe sind durch eine oder mehrere Azobrücken (-N=N-) charakterisiert und werden in großen Mengen durch Diazotierung von aromatischen Aminen (z. B. Anilin) hergestellt.

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Verwendung

Azofarbstoffe werden zur Färbung vieler Textilien, Fette (dazu zählen auch Öle und Wachse), Stroh, Holz, Papier usw. sowie als Beschichtungsstoffe, etwa für CD-R, benutzt. Einzelne Azofarbstoffe sind als Lebensmittelfarbstoffe zugelassen. Diejenigen Azofarbstoffe, die erwiesenermaßen giftige bzw. krebserzeugende Amine freisetzen können, sind in Deutschland für Gebrauchsgegenstände wie Textilien, Schmuck oder Kosmetikartikel verboten. Des Weiteren bilden Azofarbstoffe die Grundlage für Lederfarbstoffe und finden auch einen großen Anwendungsbereich in der Medizin z.B. zum Anfärben von Krebszellen.

Synthese von Azofarbstoffen

Die Synthese erfolgt in zwei Schritten:

1. Diazotierung: Man geht von aromatischen Aminen (z. B. Anilin) und einer Natriumnitrit-Lösung aus. Diese Lösung wird mit Hilfe von Salzsäure angesäuert, dabei bildet sich ein Nitrosyl-Kation (NO⁺). Nun erfolgt eine elektrophile Substitution. Hierbei greift der negativ polarisierte Stickstoff des Anilin-Moleküls (R-NH₂) das Nitrosyl-Kation elektrophil an. Unter Abspaltung eines Protons (H⁺) entsteht eine N-Nitroso-Verbindung (R-NH-N=O), die sich in das instabile Phenyldiazohydroxid (R-N=N-OH) umlagert. Dieses zerfällt unter Abspaltung eines OH^--Ions und es entsteht ein Phenyldiazonium-Ion (R-N₂⁺). Bei der Diazotisierung sollte man immer unter 5 °C kühlen, da die Diazoniumsalze sonst Stickstoff abspalten (Explosionsgefahr).
2. Azokupplung: Die Azokupplung stellt eine elektrophile Zweitsubstitution dar. Die Substituenten, die einen +M-Effekt aufweisen, erhöhen die Elektronendichte und somit die Reaktivität. Zudem dirigieren sie die Zweitsubstituenten in para-Stellung. Die ortho-Stellung ist aus Gründen der sterischen Hinderung selten. Die nukleophile Kupplungskomponente erweist sich im alkalischen Bereich als reaktionsfähiger.

Gesundheitsgefährdung

Azofarbstoffe können aus einer Vielzahl an verschiedenen Aminen hergestellt werden. Es wurde bewiesen, dass der menschliche Körper in der Lage ist, aufgenommenen Azofarbstoff an der Azobrücke wieder in die Ausgangsstoffe zu spalten. Da auch Azofarbstoffe aus karzinogenen Aminen hergestellt werden können, wurden daraufhin alle Azofarbstoffe, die aus mindestens einem dieser gesundheitsgefährdenden Aminen hergestellt wurden, in Deutschland (Bedarfsgegenständeverordnung) und später auch in der EU (Richtlinie 2002/61/EG vom 19. Juli 2002 zur 19. Änderung der Richtlinie 76/769/EWG, Amtsblatt der EG L243/15 ff) zur Verwendung in Gebrauchsmitteln (Textilien und Leder, die mit der menschlichen Haut oder der Mundhöhle direkt und längere Zeit in Berührung kommen können), verboten. Durch diese Richtlinie sind zur Zeit 22 Amine verboten, von denen Benzidin (Benzidin-Farbstoffe) am bekanntesten ist. Nach dieser Richtlinie dürfen Azofarbstoffe, die durch reduktive Spaltung von Azogruppen derartige Amine mit mehr als 30 ppm im Fertigerzeugnis freisetzen können, nicht verwendet und die entsprechenden Textil- und Ledererzeugnisse nicht in den Verkehr gebracht werden. Die analytische Bestimmungsgrenze variiert je nach Amin um 5 ppm.

Beispiele und Zuordnung

Azofarbstoffe werden nach der Anzahl der Azobrücken unterteilt in Monoazo-, Bisazo-, Trisazo usw. -Farbstoffe. Als erster Farbstoff wurde im Jahr 1861 Anilingelb (4-Aminoazobenzol) synthetisiert, der heute noch als Ausgangsstoff für andere Azofarbstoffe verwendet wird und unter Colour Index Solvent Yellow 1 gelistet ist.

Als erster Bisazofarbstoff wurde 1884 Kongorot (Colour Index Direct Red 28) hergestellt.

Ein Beispiel für einen wasserunlöslichen Dispersionsfarbstoff ist Colour Index Disperse Yellow 8, der 1926 gefunden wurde. Dieser Farbstoff kann zum Färben von z. B. Polyester verwendet werden.

Siehe auch

• Azogruppe
• Diazotierung
• Azokupplung
• Azopigment