1、染料化学教学大纲课程中文名称：染料化学课程代码：13511课程英文名称：Dyes Chemistry 课程类别与性质：专业必修课总学时：32 学时学分：2先修课程： 有机化学面向对象：轻化工程染整方向本科学生开课系（室）：轻化工程系一、课程教学目标染料化学是轻化工程染整工程专业的一门专业基础课，为必修课程。课程简单介绍了染料的基本知识和染料中间体及其单元合成反应，讲述了染料结构与颜色、染色性能和染色牢度的关系，着重讲述了不同应用类别的染料的结构与颜色、结构与染色性能、结构与染色牢度的关系。其目的是通过染料化学的学习，使学生掌握染料和颜料的基本知识，为学习染整工艺原理（染色、印花）等专业课奠定基
2、础。（一）知识目标通过染料化学的学习，使学生比较全面掌握染料的基本知识（染料的分类、命名、牢度、商品化等） ，了解染料合成的基本反应和方法（偶氮染料的制备原理、各类染料合成的基本途径和常用反应） ，掌握染料结构与颜色的关系，以及外界因素对染料结构和颜色的影响，掌握染料结构与性能 、牢度(上染速率、上染率、匀染性、色牢度等) 的关系，初步具有按纤维性质和染整要求合理选择染料，并能从染料结构角度分析染整加工中的一些基本问题的能力，对新型染料、功能性染料有所了解。（二）能力目标通过染料化学课程教学，应注意培养学生以下几种能力：1. 独立获取知识的能力：逐步掌握科学的学习方法，阅读并理解与染料化学相关
3、的教材、参考书和科技文献。不断地扩展知识面，增强独立思考的能力，更新知识结构。 2. 分析问题和解决问题的能力：运用所学知识提高染料应用方面的分析问题、解决问题和开发创新的能力。并对所涉问题能有一定深度的理解，能结合所学理论分析、判断染料实际应用问题及研究结果的合理性。（三）素质目标通过染料化学课程教学，培养学生严谨求实的科学态度和刻苦钻研的作风，注意培养学生善于分析、总结、归纳的科学学习方法，为以后走上染料生产与应用相关领域的科学研究、生产技术管理等岗位打下坚实的基础。二、课程内容及学时分配知识单元 1：染料基本知识参考学时：2 学时学习目标： 1. 理解染料化学在专业知识结构中的重要地位；
4、2. 熟悉染料种类及结构；3. 掌握染料的基本知识（染料的命名、牢度、商品化等） ；4. 了解染料发展历史和趋势。教学内容：1. 染料概述2. 染料分类知识要点：染料的分类方法及其各分类方法的特点；按不同方法分类的染料种类。3. 染料命名4. 染料牢度5. 染料的商品化、Color Index 及其它。重点：染料的结构分类、应用分类和命名。分析思考讨论题：1按纺织纤维分类，列表说明各类纤维染色适用的染料（应用分类名称） 。2染料的结构分类、应用分类的依据及优缺点。知识单元 2：中间体及重要单元反应参考学时：2 学时学习目标：1. 熟悉常用染料合成中间体及其合成的重要单元反应；2. 掌握重氮化反
5、应和偶合反应的机理、基本方法和影响因素。教学内容：1. 重要单元反应知识要点：磺化反应；硝化反应；卤化反应；胺化反应；羟基化反应；烷基化和芳基化反应；考尔培反应；氨基酰化反应；氧化反应；成环缩合反应。2. 常用苯系、萘系及蒽醌中料知识要点：苯系中料；萘系中料；蒽醌系中料。3. 重氮化反应知识要点：重氮化反应机理；影响重氮化反应因素；重氮化反应方法；重氮化合物性质。4. 偶合反应知识要点：偶合反应机理；耦合剂；影响偶合反应的因素。5. 偶氮染料的性质重点：重氮化反应和偶合反应的机理、基本方法。分析思考讨论题：1试述重氮化反应机理，并讨论影响重氮化反应的因素。2试述偶合反应的 pH 值对偶合反应速
6、率的影响。知识单元 3：染料结构与颜色参考学时：3 学时学习目标：1. 理解染料发色的原理；2. 掌握染料结构与颜色的关系；3. 了解外界因素对染料结构和颜色的影响。教学内容：1. 光与颜色的基本概念知识要点：光；颜色；吸收定律；吸收光谱曲线。2. 发色理论（电子吸收光谱的量子概念）知识要点：吸收波长和能级；激发能；吸收强度和选律；电子跃迁。3. 染料的结构与颜色知识要点：染料分子发色的分子轨道理论；共轭双键效应；取代效应；位阻效应。4. 外界因素对染料颜色的影响重点：染料发色原理；染料结构与颜色的关系。分析思考讨论题：1以量子概念，分子激化理论解释染料对光选择性吸收的原因。2将下列各组染料分
7、别按颜色深浅排列，并简单说明原因。（注：染料结构式略）知识单元 4：直接染料参考学时：2 学时学习目标：1. 掌握染料直接性的概念；2. 熟悉直接染料的结构特点、基本合成方法和性能特点；3. 理解直接染料结构与染料直接性的关系；4. 理解直接染料结构与颜色、染色性能和染色牢度关系。教学内容：1. 直接染料简介知识要点：直接染料的特点、共性；染料直接性概念与表示法。2. 直接染料的结构、合成、分类和性能知识要点：单偶氮直接染料；双偶氮直接染料；三偶氮直接染料；杂环直接染料和酞菁染料。3. 直接染料结构与颜色4. 直接染料结构与直接性、牢度重点：各类偶氮型结构的直接染料的结构及其合成；直接染料结构
8、与颜色、染色性能和染色牢度关系。分析思考讨论题： 1直接染料结构有何特征？按结构分，直接染料主要分为哪几类？试各举一例，并写出合成路线。2比较偶氮结构的酸性染料与直接染料在结构、染色对象，染色性能（匀染性、牢度）以及合成染料中间体方面的异同点。知识单元 5：不溶性偶氮染料参考学时： 2 学时学习目标：1. 掌握色酚、色基、色盐、稳定不溶性偶氮染料的结构特点；2. 熟悉不溶性偶氮染料基本合成方法和性能特点。教学内容：1. 不溶性偶氮染料简介2. 色酚知识要点：2-羟基-3- 甲酰基芳胺及其衍生物；乙酰乙酰芳胺（-酮基酰胺）衍生物；其它邻羟基芳甲酰芳胺类；色酚与纤维的直接性；色酚化学性质。3. 色
9、基、色盐4. 印花用不溶性偶氮染料知识要点：快色素染料；快磺素染料；快胺素染料；中性素染料。5. 不溶性偶氮染料的性能。重点：色酚和色基结构特点；色酚结构与直接性关系；印花用不溶性偶氮染料制备方法。分析思考讨论题： 1试述色酚的主要结构类型。2试说明快磺素染料制备的基本原理和应用方法。知识单元 6：还原染料参考学时：2 学时学习目标：1. 掌握靛族染料、稠环酮类还原染料、可溶性还原染料的结构特点；2. 熟悉还原染料基本合成方法和性能特点；3. 理解还原染料结构与颜色、染色性能和染色牢度关系。教学内容：1. 还原染料及其发展2. 还原染料的分类知识要点：靛族类还原染料；蒽醌类还原染料；其它蒽醌型
10、还原染料；可溶性类还原染料。3. 还原染料结构与颜色知识要点：染料隐色体、靛族类还原染料结构与颜色；蒽醌类还原染料结构与颜色。4 还原染料结构与牢度知识要点：光脆现象及其与染料结构的关系。重点：靛族染料和稠环酮类染料的结构与颜色、染色性能和染色牢度关系。分析思考讨论题： 1何谓还原染料？还原染料有何结构特征？按结构分，还原染料可分为哪两大类？（举例说明）2写出兰蒽酮及靛蓝的分子结构式、合成途径、颜色、染色性能。知识单元 7：硫化染料参考学时：1 学时学习目标：1. 掌握硫化染料的结构特点、基本合成方法和性能特点；。2. 理解硫化染料结构与颜色、染色性能和牢度关系。教学内容：1. 硫化染料结构特
11、征2. 硫化染料的分类3. 硫化染料结构与颜色、性能重点：硫化染料的结构与颜色、应用性能关系。分析思考讨论题： 硫化染料的结构特征及硫化染料结构与应用性能关系。知识单元 8：酸性染料参考学时： 2 学时学习目标：1. 掌握强酸性染料、弱酸性染料的结构特点、基本合成方法和性能特点；2. 理解强酸性染料、弱酸性染料的结构与颜色、染色性能和染色牢度关系；3. 了解酸性染料发展趋势。教学内容：1. 酸性染料简介2. 酸类染料结构分类知识要点：偶氮类酸性染料；蒽醌类酸性染料；其它类的酸性染料。3. 酸性染料结构与性能知识要点：染料分子结构与耐光性能；染料分子结构与湿处理坚牢度；染料分子结构与匀染性能。4
12、. 酸性染料的发展趋势知识要点：发展现有染料的新剂型，开发含杂环基团的新型酸性染料；锦纶专用酸性染料的进展；酸性染料的应用领域。重点：酸性染料结构特点、结构与颜色、染色性能和染色牢度关系。分析思考讨论题： 1比较强酸性染料与弱酸性染料的结构、性能特点及其适用性。2试比较酸性染料、弱酸性染料湿牢度、鲜艳度。知识单元 9：酸性媒染染料与酸性含媒染料参考学时：2 学时学习目标：1. 掌握酸性媒介染料、酸性含媒染料的结构特点、基本合成方法和性能特点；2. 理解酸性媒介染料、酸性含媒染料的结构与颜色、染色性能和染色牢度关系。教学内容：1. 酸性媒染染料分类2. 酸性媒染染料结构与颜色、性能知识要点：偶氮
13、类酸性媒染染料；蒽醌酸性媒染染料；三芳甲烷类酸性媒染染料；氧蒽类酸性媒染染料。3. 酸性含媒染料分类4. 酸性含媒染料结构与性能重点：酸性媒介染料、酸性含媒染料结构特点，染料结构与颜色、染色性能和染色牢度关系。分析思考讨论题： 1比较酸性媒介染料、酸性含媒染料的结构、性能特点及其适用性。2试比较酸性媒介染料、酸性含媒染料的结构特点、染色性能、湿牢度、鲜艳度。知识单元 10：活性染料参考学时：6 学时学习目标：1. 掌握活性染料活性基团分类及反应性能；2. 掌握活性染料的结构特点、基本合成方法；3. 理解活性染料与纤维的反应、水解机理。教学内容：1. 活性染料简介2. 活性染料活性基团与分类知识
14、要点：以亲核取代机理进行的反应性活性基团；以亲核消除加成反应机理进行的活性基团。3. 活性染料母体4. 活性染料的合成5. 活性染料与纤维的反应性知识要点：纤维素纤维的染色机理；影响活性染料与纤维素纤维反应速率的因素；蛋白质纤维的染色机理。6. 活性染料与纤维间共价键的稳定性重点：活性染料的活性基，反应活性和机理、 “染料-纤维”键的稳定性。分析思考讨论题： 1比较一氯均三嗪、二氯均三嗪、二氟一氯嘧啶、甲砜嘧啶、三氯嘧啶型活性染料的反应活泼性，说明理由。2试述 K 型及 KN 型活性染料染纤维素纤维的反应机理。 “染料纤维”键在酸碱性介质中的断键反应机理。3比较 K 型和 F 型活性染料染纤维
15、素纤维的反应活泼性。 “染料纤维”键的水解稳定性，并试从这些机理出发，对近几年在改进和提高卤代杂环活性染料的反应性能和染料纤维键稳定性方面的品种发展加以讨论（举例说明） ；4用于蛋白质纤维染色用的活性染料有何要求？宜选用哪些类型？它们的结构特征如何？5试写出 溴丙烯酰胺活性基的染料与蛋白质纤维的成键过程。知识单元 11：分散染料参考学时：4 学时学习目标：1. 掌握分散染料的结构特点、基本合成方法；2. 理解分散染料结构与颜色、染色性能和染色牢度的关系。教学内容：1. 分散染料简介2. 分散染料结构与分类知识要点：偶氮类；蒽醌类；杂环类。3. 分散染料基本性能知识要点：溶解特性；结晶现象；染色
16、特性。4. 分散染料结构与颜色5. 分散染料结构与牢度6. 分散染料商品化7. 分散染料近期发展重点：偶氮结构和蒽醌结构的分散染料的结构与颜色，结构与性能（特别耐热（升华）性能、耐光牢度）的关系。分析思考讨论题： 1.何谓分散染料？分散染料有何结构特征？按结构分，分散染料可分为哪二大类？（举例说明） 。2. 叙述分散染料的结构与升华牢度、耐晒牢度的关系？（举例说明）知识单元 12：阳离子染料参考学时： 2 学时学习目标：1. 掌握阳离子染料的结构特点、基本合成方法；2. 理解阳离子染料结构与颜色、染色性能和染色牢度的关系。教学内容：1. 阳离子染料分类知识要点：隔离型阳离子染料；共轭型阳离子染
17、料；新型阳离子染料（迁移型阳离子染料，改性合成纤维用阳离子染料，分散性阳离子染料，活性阳离子染料新型发色团阳离子染料） 。2. 阳离子染料结构与颜色3. 阳离子染料结构与性能知识要点：阳离子染料的溶解性；对 pH 值的敏感性；阳离子染料的配伍性；阳离子染料的耐晒性能。4. 阳离子染料的发展重点：阳离子染料的结构与配伍性性。分析思考讨论题： 1按结构分，阳离子染料主要可分为哪几大类？2何谓阳离子染料的配伍性？它有何实际意义？知识单元 13：有机颜料参考学时：1 学时学习目标：1. 掌握有机颜料的结构特点；2. 理解有机颜料结构与性能关系。教学内容：1. 有机颜料的分类知识要点：偶氮类颜料；非偶氮
18、类颜料。2. 有机颜料结构与性能知识要点：有机颜料的化学结构与耐晒牢度和耐气候牢度的关系；有机颜料化学结构与耐溶剂性能与耐迁移性能的关系。重点：有机颜料结构与性能关系。分析思考讨论题： 1. 有机颜料与染料的异同点？2. 举例说明有机颜料在印染中的应用。知识单元 14 荧光增白剂参考学时： 1 学时学习目标：掌握荧光增白原理、常用荧光增白剂的结构和性能特点。教学内容：1. 荧光增白剂的分类知识要点：按结构分类；按用途分类。2. 荧光增白剂的应用性能及商品加工知识要点：荧光增白剂的一般性能；影响荧光增白剂性能的一些因素；荧光增白剂的商品加工。重点：荧光增白原理，荧光增白剂的结构与性能关系。分析思
19、考讨论题： 1荧光增白剂的作用原理。2常用荧光增白剂的结构类型。三、课程学时分配与教学方法 （一）理论性教学内容课时分配表理论讲授 习题课 讨论课备注 小 计知识单元 1：染料基本知识 2 2 学时知识单元 2：中间体及重要单元反应 2 2 学时知识单元 3：染料结构与颜色 3 3 学时知识单元 4：直接染料 2 2 学时知识单元 5：不溶性偶氮染料 2 2 学时知识单元 6：还原染料 2 2 学时知识单元 7：硫化染料 1 1 学时知识单元 8：酸性染料 2 2 学时知识单元 9：酸性媒染染料与酸性含媒染料2 2 学时知识单元 10：活性染料 6 6 学时知识单元 11：分散染料 4 4 学
20、时知识单元 12：阳离子染料 2 2 学时知识单元 13：有机颜料 1 1 学时知识单元 14：荧光增白剂 1 1 学时教学时数课程内容（知识单元）教学方式总 计 32 32 学时（二）说明1. 教学方法课程教学以教师教授为主，学生自学为辅，讲课中采用启发式讲解、集体讨论式等多种行之有效的教学方法，加强师生之间、学生之间的交流，引导学生独立思考、分析和归纳问题。理论结合实际，应用工业生产、日常生活活动中的实例，引导学生加深对所学染料知识的理解和应用，提高学生学习本课程的兴趣和积极性。2. 手段应发挥好课堂教学主渠道的作用，教学手段应服务于教学目的，提倡有效利用多媒体技术。应积极创造条件，充分利
21、用计算机辅助教学、网络教学等现代化教育技术的优势，扩大教学信息量，适当介绍与染料相关的化工领域的最新进展，提高教学质量和效率。3. 习题课习题课上精选一些能培养学生分析和解决问题基本能力、巩固所学知识的题目和部分疑难作业题目，让学生举一反三，力争熟能生巧。四、课程自主学习（一）课外作业课外习题是引导学生学习、检查教学效果的重要环节，也是体现课程要求的标志，习题的选取应围绕教学要求强调基本习题训练，降低技巧性习题要求，应尽量精选一些既能培养学生分析和解决问题能力、巩固所学知识、又较贴近应用实际可激发学生学习兴趣的作业。（二）自主学习提高学生自学能力和获取知识能力是重要环节，适当布置学生自学的讲授
22、内容。利用学生的校园网，提供丰富教学资源，延伸了课堂教学的时空领域，提供了课外学习服务。学生可以利用网络课堂进行自学、复习、个性化学习。网站平台可以提供在线作业，答疑系统、考试系统、交流平台，教师可以答疑学生问题。校院图书馆对学生开放借阅图书资料，但为了使学生更好自主学习，原本只对教师开放借阅图书资料的系资料室中的专业书籍，也对学生开放借阅，有利于学生自主学习，培养学生个性发展和创新思想。（三）课外指导课外指导主要是切实做好课后对学生辅导答疑和质疑，以及开展第二课堂。原则上规定每讲授 2-3 学时，答疑 1 学时。辅导答疑时间可安排在晚上学生自习时间，解答学生本章学习存在的问题，如有普遍性问题
23、可集体辅导。五、课程考核方式采取平时作业成绩和期末考试成绩结合的方式。期末考试方式为闭卷考试，总评成绩：平时作业占 40%，期末考试占 60%。六、推荐教材及参考书教材：何瑾馨编著：染料化学 ，中国纺织出版社，2004 年出版。参考书： 1H. Zollinger, Color Chemistry, VCH Publishers, Inc., New York, 2001 年。2钱国坻编著：染料化学 ，中国纺织出版社，北京，1988 年。3. 陈荣圻等编著：染化化学 ，中国纺织工业出版社，1989 年4. 侯毓汾等编著：染料化学，化学工业出版社，北京，1994。5王菊生 主编：染整工艺原理（第三册） ，中国纺织出版社，1984 年。6陈荣圻等编著：生态纺织品与环保染化料 ，中国纺织工业出版社，2002 年。7刘广文编著：染料加工技术 ，化学工业出版社，北京，1999 年。8 染料工业 、 上海染料 、 精细化工等刊物。执笔：吴明华 审稿：余志成 审定：材纺学院教学委员会修订日期：2008 年 11 月 21 日
