Los colorantes antraquinónicos son un grupo abundante de colorantes que comprenden una unidad antraquinónica como elemento estructural compartido. La antraquinona en sí es incolora, pero los colorantes rojos a azules se obtienen introduciendo grupos donantes de electrones como grupos hidroxi o amino en la posición 1, 4, 5 u 8. [1] Los colorantes antraquinónicos están estructuralmente relacionados con los colorantes índigo y se clasifican junto con estos en el grupo de colorantes carbonílicos . [2]
Los miembros de este grupo de colorantes se pueden encontrar tanto en colorantes naturales como sintéticos . Los colorantes antraquinónicos están presentes en colorantes mordientes y tina , pero también en colorantes reactivos y dispersos . Se caracterizan por una muy buena resistencia a la luz . [3]
Uno de los colorantes antraquinónicos más importantes de origen vegetal es la alizarina , que se extrae de la rubia ( Rubia tinctorum ). La alizarina es el epónimo de varios colorantes estructuralmente relacionados que utilizan colorantes de alizarina (a veces sinónimos de colorantes antraquinónicos). Fue el primer colorante natural para el que se desarrolló una síntesis industrial ya en 1869.
Los colorantes de antraquinona incluyen colorantes rojos para insectos derivados de cochinillas, como el ácido carmínico , el ácido kermésico y los ácidos lacáicos . 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 son intensivos en mano de obra, tierra e insectos. Debido a que se prevé que la demanda de colorantes rojos aumente, 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 antraquinónicos se basa en el ácido antraquinonasulfónico ( 2 ) o nitroantraquinona ( 3 ), que se obtiene por sulfonación o nitración de la antraquinona ( 1 ).
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, hidroxi y alcoxi . La aminoantraquinona ( 4 ) es accesible por reacción del ácido antraquinonasulfónico con amoníaco o por reducción de nitroantraquinona. [7]
Un producto intermedio importante para muchos colorantes antraquinónicos ácidos es el ácido bromámico (ácido 1-amino-4-bromoantraquinona-2-sulfónico) ( 6 ), que puede obtenerse a partir de 1-aminoantraquinona ( 4 ) mediante sulfonación con ácido clorosulfónico y posterior bromación .
Al reemplazar el sustituyente bromo con una amina alifática o aromática, se obtienen colorantes azules vibrantes. [8] Por ejemplo, el ácido bromárico 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 .
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 a base de antraquinona fue la indantrona (CI Vat Blue 4), cuya síntesis fue desarrollada por René Bohn en 1901:
Por dimerización de la 2-aminoantraquinona ( 1 ) en condiciones fuertemente alcalinas a 220-235 °C, se obtiene la etapa intermedia 3 en dos pasos, que se cicla intramolecularmente y se oxida a indantrona 5. [11]