楊學富,鄭麗敏,劉勇
(沈陽感光化工研究院,沈陽 110015)
目前,世界每年消耗X光膠片約10多億平方米。而國內有X射線相機約30萬臺,CT相機約20萬臺,年消耗醫(yī)用和工業(yè)用膠片約8000萬平方米 (約占市場總額的8%)。醫(yī)用和工業(yè)探傷X光膠片年消費量達120億元,這是一個非常巨大的市場。隨著我國人民經濟收入的增長和生活水平的提高,人們將會越來越關注自己的健康,平時多檢查,有病早發(fā)現(xiàn)、早治療,以預防為主的健康理念將會深入人心,醫(yī)用膠片的需用量將會大幅增加。
在國內X光膠片市場中,醫(yī)用約6000萬平方米、工業(yè)用約2000萬平方米。醫(yī)療上使用感綠X光片,感藍X光片[1,2]則主要用于動物醫(yī)療和工業(yè)探傷,并且被感綠X光片取代的速度逐步加快。
感綠X光片具有如輻射強度低,影像清晰度高、動態(tài)分辨本領強、準確性高,膠片含銀量低、制造成本低等優(yōu)點。
使用防光暈染料可以解決感綠X光片中稀土增感屏產生熒光散射(500~600nm)、漫射產生光暈,也可以吸收乳劑層中的反射光暈,從而提高影像邊界的銳利度和清晰程度[3]。
在感綠X光片中使用的吸光染料應具備[4]:吸收波長500~600nm,主峰540~550nm;在膠片中穩(wěn)定,即對鹵化銀乳劑是惰性的;水溶性好,無殘色污染。關于對稱防光暈染料的合成,科技工作者已經作了大量的工作,而不對稱染料的研究還不多見。通過不對稱染料的合成,可以擴大染料的篩選范圍。由于不對稱染料能夠更好得調節(jié)波長范圍,從而找到最佳波長的防光暈染料,這樣可降低防光暈染料的用量,達到提高影像的清晰度和銳度的目的[3]。
試劑均為分析純或化學純。
HITACHI-80 質譜儀
Shimidazu Lc-vp 島津高效液相色譜儀
Nicolet Magna-IR550 紅外測試儀
NMR 核磁共振波譜儀
UV 紫外光譜儀
2.2.1 3-甲基-1-(4-磺酸苯基)-4-(1-苯胺基烯丙基叉)-5-吡唑啉酮的合成[5]
三口甁加入5.03g(0.0099mol) 1-(4-磺酸苯基)-3-甲基吡唑啉-5-酮、5.17g(0.01mol)三甲川縮和劑鹽酸鹽、30ml丙酮,開動攪拌,用冰水冷卻到10~30℃之間,緩慢滴加5ml三乙胺,控制溫度在30℃以下反應3小時。反應完畢,得到反應混合液。
燒杯中加入40ml甲醇、6g(0.06mol)醋酸鉀,當醋酸鉀完全溶解后,加入上述反應混合液,在室溫下攪拌過夜。過濾,用10ml甲醇淋洗,將物料中的醋酸鉀洗凈,再用丙酮淋洗兩次,干燥,得到棕紅色固體粉末,用甲醇-丙酮-水重結晶得到棕紅色晶體,λmax=448.2nm。
NMR:δ=2.18ppm(s CH3);δ=7.08~7.11ppm(t=(CH)-CH=(CH-NH)-);δ=7.27~7.30ppm(t苯胺基間位氫)δ=7.34~7.40ppm(m 苯胺基鄰位及對位);δ=7.55~7.58ppm(t=CH-(CH=CH-NH)-及苯磺酸間位氫);δ=7.90~7.92ppm(t苯磺酸鄰位氫);δ=8.3~8.42ppm(m=(CH-CH)=CH-(NH)-)。
2.2.2 染料的合成(以NO.1為例)[6,7]
三口瓶中加入0.16g (5.0×10-4mol)1-(4-磺酸苯基)-3-乙氧羰基-5-吡唑啉酮,0.21g(5.0×10-4mol) 3-甲基-1-(4-磺酸苯基)-4-(1-苯胺基烯丙基叉)-5-吡唑啉酮和5ml甲醇,控制溫度25℃以下慢慢滴加0.6ml三乙胺,反應放熱劇烈,待固體完全溶解后加熱至回流,計時反應3小時。自然冷至室溫,得到暗紅色的反應混合溶液。燒杯中加入10ml甲醇和0.5g醋酸鉀,攪拌至醋酸鉀完全溶解,控制溫度在25℃以下加入上面得到的反應混合溶液,室溫攪拌過夜。過濾、用甲醇洗凈。甲醇-丙酮重結晶得到綠色粉末狀固體0.23g,y=67.8%,含量94.3%,λmax=535.6nm(H2O)。其它染料的合成按此法合成,見下表1。
表1 染料1~4
由上表可以看出,不對稱染料在明膠中的最大吸收波長在540~550nm之間,與其在水中的最大吸收波長相比紅移5~25nm,是理想的吸收波長。
染料的吸收波長在水溶液中測定,在明膠或乳劑中的吸收波長紅移5~15nm。文中所合成的不對稱染料在水溶液中最大吸收波長為538.4nm,紅移后恰恰在希望的540~550nm之間,滿足最佳吸收波長的條件。
由于不對稱染料補充對稱染料最大吸收波長缺損部分,擴大放光暈染料最大吸收波長的覆蓋范圍。通過合成不對稱染料,選擇最適宜波長,可以降低防光暈染料的用量,使合成防光暈染料有了更大的選擇性,具有研究價值。
合成了4個不對稱染料,其最大吸收波長在515~540nm之間。不對稱染料的合成,可以擴大染料的篩選范圍。由于不對稱染料能夠更好地調節(jié)波長范圍,從而找到最佳波長的防光暈染料,這樣可降低防光暈染料的用量,達到提高影像的清晰度和銳度的目的。
[1]Buchanan R.A.Improve X-ray Intensifying Screen.IEEE[1]Trans.Nucl.Sci.1972,19(1),81-6.
[2]伊藤忠.X線用ハロゲン化銀寫真感光材料[P].JP平01-[1]289942,1989-11-02.
[3]Leslie Shuttle worth;Paul B.Merkel;Glenn M.Brown,Filter[3]Dyes for Photographic Elements[P].US4923788,1990-05-[3]08.
[4]久野恒一;吉田哲夫;岡田正広;大野茂.ハロゲン化銀寫真[1]感光材料[P].JP平1-191133,1989-08-01.
[5]香川宣明;川島保彥;田中真理.ハロゲン化銀寫真感光[1]材料[P].JP平1-147452,1989-06-09.
[6]大松秀樹.ハロゲン化銀寫真感光材料とそれを用ぃた[1]放射線畫像形成法ぉょび處理方法[P].JP平7-28202,[1]1995-01-31.
[7]楊學富;于凱;張大德;姚祖光.感綠X光片用防光暈染料[1]的合成.影像技術.2004,2:20-21.