Buchstabensäuren

Bedeutung und Einsatz

Buchstabensäuren sind amin- und/oder hydroxysubstituierte Naphthalinsulfonsäuren. Sie sind wichtige Zwischenprodukte der Farbstoffchemie. Ihre Bezeichnungen bestehen meist aus einem vorangestellten Buchstaben, zum Beispiel H-Säure. Die historische Vergabe der Buchstaben ist nicht immer nachvollziehbar. Einige Verbindungen heißen nach ihrem Entdecker, etwa Brönner-Säure, oder nach der Firma ihrer ersten Herstellung, etwa Cassella-Säure; auch diese Verbindungen zählen zu den Buchstabensäuren.

Buchstabensäuren werden als Diazo- oder Kupplungskomponenten in Azokupplungen eingesetzt. Außerdem können sie als Substituenten dienen, beispielsweise zur Substitution eines Chloratoms in Cyanurchlorid. Eine Diazokomponente wird dabei in Form eines Diazoniumsalzes eingesetzt, während eine Kupplungskomponente mit diesem Reaktionspartner zu einem Azofarbstoff gekoppelt wird.

Herstellung aus Naphthylaminen und Naphtholen

Aus den beiden Naphthylaminen α-Naphthylamin und β-Naphthylamin entstehen durch Sulfonierung je nach Reaktionsbedingungen eine oder mehrere Naphthylaminsulfonsäuren. Durch Nitrierung und anschließende Béchamp-Reduktion lassen sich höher aminierte Verbindungen herstellen.

Zu den Aminonaphthalinsulfonsäuren gehören unter anderem Naphthionsäure (4-Aminonaphthalin-1-sulfonsäure), Cleve-γ-Säure (4-Aminonaphthalin-2-sulfonsäure), Cleve-β-Säure (5-Aminonaphthalin-2-sulfonsäure), Tobias-Säure (2-Aminonaphthalin-1-sulfonsäure) und Dahl-Säure (6-Aminonaphthalin-1-sulfonsäure). Tobias-Säure und Sulfo-Tobias-Säure werden als Diazokomponenten verwendet. C-Säure (3-Aminonaphthalin-1,5-disulfonsäure) kann sowohl als Diazo- als auch als Kupplungskomponente dienen.

Aus Naphtholen erhält man durch Sulfonierung, ebenfalls abhängig von den Reaktionsbedingungen, eine oder mehrere Naphtholsulfonsäuren. Durch Nitrierung und anschließende Bechamp-Reduktion entstehen aminierte Verbindungen. Beispiele sind Baum-Säure oder α-Schäffer-Säure (1-Hydroxy-2-naphthalinsulfonsäure), L-Säure (5-Hydroxynaphthalin-1-sulfonsäure), F-Säure oder Cassella-Säure (7-Hydroxynaphthalin-2-sulfonsäure) und Chromotropsäure (4,5-Dihydroxynaphthalin-2,7-disulfonsäure).

Aminohydroxynaphthalinsulfonsäuren

Eine weitere Gruppe bilden Aminohydroxynaphthalinsulfonsäuren, die sowohl Amino- als auch Hydroxygruppen und eine oder mehrere Sulfonsäuregruppen enthalten. Beispiele sind:

• M-Säure: 8-Amino-4-hydroxynaphthalin-2-sulfonsäure.
• I-Säure, der Name von Iso-γ-Säure: 7-Amino-4-hydroxynaphthalin-2-sulfonsäure. Sie ist eine wichtige Kupplungskomponente für scharlach-rote Monoazo- und rot-braune Bisazo-Farbstoffe.
• Sulfo-I-Säure oder I-Di-Säure: 2-Amino-5-hydroxynaphthalin-1,7-disulfonsäure; sie dient als Kupplungskomponente.
• γ-Säure: 6-Amino-4-hydroxynaphthalin-2-sulfonsäure. Sie ist wichtig für rote, als Kupplungskomponenten lichtechte Monoazo-Farbstoffe.
• RR-Säure, auch 2R-Säure oder Columbia-Säure: 3-Amino-5-hydroxynaphthalin-2,7-disulfonsäure.
• K-Säure: 4-Amino-5-hydroxynaphthalin-1,7-disulfonsäure; sie wird als Kupplungskomponente für rote, lichtechte Monoazo-Farbstoffe verwendet.
• H-Säure: 4-Amino-5-hydroxynaphthalin-2,7-disulfonsäure. Sie ist sehr wichtig als Kupplungskomponente für rote Monoazo- und blaue Bisazo-Farbstoffe.
• SS-Säure oder Chicago-SS-Säure: 4-Amino-5-hydroxynaphthalin-1,3-disulfonsäure.
• Boeniger-Säure oder 1,2,4-Säure: 4-Amino-3-hydroxynaphthalin-1-sulfonsäure.

Namen und Bezeichnungen

Die Verbindungen werden seit langer Zeit als Zwischenprodukte bei der Herstellung von Azofarbstoffen verwendet. Weil die systematischen Namen häufig unübersichtlich sind, tragen die meisten Verbindungen Trivialnamen. Die Salze der Sulfonsäuren heißen Sulfonate und werden üblicherweise nach dem Stamm-Trivialnamen bezeichnet: Aus H-Säure wird H-Salz, gegebenenfalls mit Angabe des Kations, zum Beispiel Natrium-H-Salz.

Die Trivialnomenklatur wird durch die Bezifferung der Substituenten zusätzlich erschwert. Historisch und herstellungstechnisch bedingt wird nicht einheitlich das Kohlenstoffatom, das die Hydroxygruppe trägt, oder dasjenige, das die Aminogruppe trägt, mit dem Lokanten 1 versehen. Die Trivialnamen entstanden überwiegend im deutschen Sprachraum. Im Englischen werden sie meist 1 : 1 übersetzt, zum Beispiel Brönner-Säure zu Broenner's Acid.

Bei einzelnen Namen bestehen Doppelbezeichnungen oder mögliche Überschneidungen. D-Säure kann 4-Hydroxynaphthalin-1,6-disulfonsäure (CAS-Nr. 6361-37-1) oder Dahl-Säure beziehungsweise Dahl-Säure I, 6-Aminonaphthalin-1-sulfonsäure (CAS-Nr. 81-05-0), bedeuten. T-Säure bezeichnet 8-Aminonaphthalin-1,3,6-trisulfonsäure, ist aber nicht identisch mit 2,4,5-Trichlorphenoxyessigsäure, die ebenfalls T-Säure genannt wird.

Weitere Beispiele und Identifikationsdaten

Die Beispieltabelle unterscheidet Hydroxynaphthalinsulfonsäuren, Aminonaphthalinsulfonsäuren und Aminohydroxynaphthalinsulfonsäuren. Sie führt neben Trivialnamen die systematischen Bezeichnungen nach IUPAC und CAS-Nummern auf. Zu den weiteren Hydroxyverbindungen zählen Neville-Winther-Säure (4-Hydroxynaphthalin-1-sulfonsäure, CAS-Nr. 84-87-7), δ-Säure oder CS-Säure (4-Hydroxynaphthalin-1,5-disulfonsäure, CAS-Nr. 117-56-6), ε-Säure oder Andresen-Säure (8-Hydroxynaphthalin-1,6-disulfonsäure, CAS-Nr. 117-43-1), Schäffer-Säure (β) (6-Hydroxynaphthalin-2-sulfonsäure, CAS-Nr. 93-01-6), Croceinsäure (7-Hydroxynaphthalin-1-sulfonsäure, CAS-Nr. 132-57-0) und G-Säure (7-Hydroxynaphthalin-1,3-disulfonsäure, CAS-Nr. 118-32-1).

Weitere Aminoverbindungen sind Perisäure oder Forsling-Säure I (8-Aminonaphthalin-1-sulfonsäure, CAS-Nr. 82-75-7), Kalle-Säure (1-Aminonaphthalin-2,7-disulfonsäure, CAS-Nr. 486-54-4), Freund-Säure (1,3,6) (4-Aminonaphthalin-2,7-disulfonsäure, CAS-Nr. 6251-07-6), Alen-Säure beziehungsweise Freund-Säure (1,3,7) (4-Aminonaphthalin-2,6-disulfonsäure, CAS-Nr. 6362-05-6), Amino-ε-Säure (8-Aminonaphthalin-1,6-disulfonsäure, CAS-Nr. 129-91-9), Broenner-Säure oder Brönner-Säure (6-Aminonaphthalin-2-sulfonsäure, CAS-Nr. 93-00-5), Amino-R-Säure (3-Aminonaphthalin-2,7-disulfonsäure, CAS-Nr. 92-28-4), Amino-I-Säure oder Amino-J-Säure (6-Aminonaphthalin-1,3-disulfonsäure, CAS-Nr. 118-33-2), Amino-G-Säure (7-Aminonaphthalin-1,3-disulfonsäure, CAS-Nr. 86-65-7) und 2R-Amino-Säure (7-Aminonaphthalin-1,3,6-trisulfonsäure, CAS-Nr. 118-03-6).