Los colorantes azoicos son compuestos orgánicos que llevan el grupo funcional R−N=N−R′, en los que R y R′ suelen ser arilo y grupos arilo sustituidos. Son una familia comercialmente importante de compuestos azo , es decir, compuestos que contienen el enlace CN=NC. [1] Los colorantes azoicos son colorantes sintéticos y no se producen de forma natural. [2] [3] La mayoría de los colorantes azo contienen solo un grupo azo, pero hay algunos que contienen dos o tres grupos azo, llamados "colorantes diazo" y "colorantes triazo", respectivamente. Los colorantes azoicos representan entre el 60% y el 70% de todos los colorantes utilizados en las industrias alimentaria y textil . [3] Los colorantes azoicos se utilizan ampliamente para tratar textiles , artículos de cuero y algunos alimentos. Los derivados químicamente relacionados de los colorantes azoicos incluyen pigmentos azoicos, que son insolubles en agua y otros disolventes. [4] [5]
Se conocen muchos tipos de colorantes azoicos y existen varios sistemas de clasificación. Algunas clases incluyen tintes dispersos, tintes de complejos metálicos , tintes reactivos y tintes sustantivos . También llamados tintes directos, los tintes sustantivos se emplean para textiles a base de celulosa, que incluyen el algodón. Los tintes se unen al tejido mediante fuerzas no electrostáticas. En otra clasificación, los colorantes azoicos se pueden clasificar según el número de grupos azo.
Como consecuencia de la π- deslocalización , los compuestos arilazo tienen colores vivos, especialmente rojos, naranjas y amarillos. Un ejemplo es Disperse Orange 1 . Algunos compuestos azo, por ejemplo, el naranja de metilo , se utilizan como indicadores ácido-base . La mayoría de los discos DVD-R / +R y algunos CD-R utilizan tinte azoico azul como capa de grabación.
Los colorantes azoicos son sólidos. La mayoría son sales, siendo normalmente el componente coloreado el anión, aunque se conocen algunos colorantes azoicos catiónicos. El carácter aniónico de la mayoría de los tintes surge de la presencia de 1 a 3 grupos de ácido sulfónico, que están completamente ionizados al pH del artículo teñido:
La mayoría de las proteínas son catiónicas, por lo que el teñido del cuero y la lana corresponde a una reacción de intercambio iónico . El tinte aniónico se adhiere a estos artículos mediante fuerzas electrostáticas. Los colorantes azoicos catiónicos suelen contener centros de amonio cuaternario .
La mayoría de los colorantes azoicos se preparan mediante acoplamiento azo , lo que implica una reacción de sustitución electrófila de un catión aril diazonio con otro compuesto, el compañero de acoplamiento. Generalmente, los compañeros de acoplamiento son otros compuestos aromáticos con grupos donadores de electrones: [7]
En la práctica, las amidas acetoacéticas se utilizan ampliamente como compañeros de acoplamiento:
Los colorantes azoicos también se preparan mediante la condensación de compuestos aromáticos nitrados con anilinas seguida de la reducción del intermedio azoxi resultante :
Para el teñido de textiles, un compañero de acoplamiento de nitro típico sería el 4,4′-dinitrostilbeno-2,2′-disulfonato de disodio . A continuación se muestran los compañeros de anilina típicos. Dado que las anilinas se preparan a partir de compuestos nitro, algunos colorantes azoicos se producen mediante reducción parcial de compuestos nitro aromáticos. [5]
Muchos colorantes azoicos se producen mediante reacciones de compuestos azoicos preexistentes. Las reacciones típicas incluyen la complejación y acilación de metales.
Los pigmentos azoicos son similares en estructura química a los colorantes azoicos, pero carecen de grupos solubilizantes. Debido a que son prácticamente insolubles en todos los disolventes, no se purifican fácilmente y, por tanto, requieren precursores altamente purificados.
Los pigmentos azoicos son importantes en una variedad de plásticos, cauchos y pinturas (incluidas las pinturas de artista). Tienen excelentes propiedades colorantes, principalmente en la gama de amarillo a rojo, así como una buena resistencia a la luz . La resistencia a la luz depende no sólo de las propiedades del compuesto azo orgánico, sino también de la forma en que se han absorbido en el soporte del pigmento.
Entre los pigmentos alimentarios, los pigmentos azoicos son los más antiguos y también los más utilizados. Fueron descubiertos por Peter Griess en 1858. [8]
Para que los tintes sean útiles, deben poseer un alto grado de estabilidad química y fotolítica. Como resultado de esta estabilidad, la fotólisis no se considera una vía de degradación de los colorantes azoicos. Para prolongar la vida útil de los productos teñidos con colorantes azoicos, es esencial garantizar la estabilidad frente al ataque microbiano, y las pruebas han demostrado que los colorantes azoicos se biodegradan de forma insignificante en pruebas a corto plazo en condiciones aeróbicas. Sin embargo, en condiciones anaeróbicas se puede observar decoloración como consecuencia de la biodegradación. [9]
Muchos pigmentos azoicos no son tóxicos, aunque algunos, como el naranja de dinitroanilina , el naranja de ortonitroanilina o el pigmento naranja 1, 2 y 5, son mutagénicos y cancerígenos . [10] [11]
Los colorantes azoicos derivados de la bencidina son cancerígenos ; la exposición a ellos se ha asociado clásicamente con el cáncer de vejiga . [12] En consecuencia, la producción de colorantes azoicos de bencidina se interrumpió en la década de 1980 en muchos países occidentales. [5]
Ciertos colorantes azoicos se degradan en condiciones reductoras para liberar cualquiera de un grupo de aminas aromáticas definidas . Desde septiembre de 2003, la Unión Europea prohíbe la fabricación o venta de bienes de consumo que contengan las aminas enumeradas. Dado que sólo una pequeña cantidad de tintes producían esas aminas, relativamente pocos productos se vieron realmente afectados. [4]