Как фиолетовый краситель изменил мир?

Если бы ученые могли построить машину времени, которая могла бы вернуться в Англию 16-го века, вы бы старались как можно меньше носить пурпурное, что доставило бы вам много неприятностей во времена правления королевы Елизаветы I. Почему это так? Потому что сотни лет назад фиолетовый считался цветом британской королевской семьи, и носить фиолетовую одежду могли только члены королевской семьи и высокопоставленные религиозные люди. В 1856 году 18-летний студент-химик случайно открыл сиреневый краситель и полностью изменил мир. Что такого особенного в фиолетовом? Как открытие фиолетового цвета изменило мир?

Жители финикийского прибрежного города Тир производят пурпурный краситель под названием Тир из измельченных морских моллюсков — улиток, чьи эндокринные железы выделяют пурпурную слизь.

Около 1600 г. до н. э. производство пурпурной краски было «вонючим и тяжелым» занятием, и в восточном Средиземноморье существовала древняя цивилизация, которую греки называли «Финикия (Пурпурная земля)», земля, породившая великие изобретения. Финикийская цивилизация открыла хрусталь, что положило начало популяризации стекла. Он также изобрел систему финикийского алфавита и постепенно вывел еврейский алфавит, арабский алфавит, греческий алфавит, латинский алфавит и т. д. В то же время финикийцы также создали пурпурную краску, которая существует в природе и впервые была превращена в краску финикийцами.

Жители финикийского прибрежного города Тир используют измельченные морские моллюски для производства фиолетовой краски под названием «Тир». Эндокринные железы этого моллюска выделяют фиолетовую слизь. Процесс производства долгий и утомительный. Прежде всего, при производстве красителей Шану пришлось собрать десятки тысяч моллюсков, из которых можно было извлечь только 1 грамм пурпурного красителя, собранные раковины моллюсков нужно было раздробить, железы моллюсков удалить, и их поместили в свинцовый резервуар, наполненный соленой водой, а затем варили на медленном огне в течение 10 дней.

После длительной обработки в горшке остается неприятно пахнущая слизь, которую нужно сушить и измельчать, чтобы получить краситель, а любая ткань, в которой используется этот фиолетовый краситель, стоит дорого, а иногда даже не по карману членам королевской семьи. . Говорят, что римский император Аврелиан не позволил императрице даже купить пурпурную шаль из Тира, которая была эквивалентна цене того же веса золота.

На этом желанная связь цвета и биологии не заканчивается. В Центральной Америке инки получали пурпурный краситель путем высушивания и измельчения насекомого под названием кошениль, самки кошенильного насекомого, которое часто обитает в кактусах и производит нопаловую кислоту. , это ярко-красное вещество, которое можно использовать для окрашивания тканей в различные оттенки красного, розового и фиолетового цвета. Краситель кошениль чувствителен к изменению pH, поэтому при добавлении кислого вещества, такого как лимонный сок, краситель дает оранжевый цвет, красный краситель становится фиолетовым при добавлении железа.

В 16 веке Испания открыла для себя процесс производства пурпурного красителя, когда тот приземлился на американском континенте, и начала торговать кошенильным красителем с местными жителями. Позже кошениль также стали разводить и продавать фиолетовый краситель по всей Европе, создавая некий сенсационный эффект. Хотя этот процесс был проще, чем извлечение пурпурного красителя Тиля, он по-прежнему оставался трудоемкой и ресурсоемкой операцией, и в результате фиолетовый краситель оставался дорогим и символом статуса до середины 19 века.

Во время глобальной экспансии Британии в 19 веке многие британцы заразились малярией от комаров в тропиках. В то время единственным эффективным средством лечения малярии был цинхоналин, извлеченный из хинного дерева в Южной Америке, за синтез которого отвечали британские ученые. Это искусственное вещество цинхонаин.

В 1856 году химику по имени Август Хоффманн пришла в голову смелая идея узнать, можно ли извлечь хинное дерево из каменноугольной смолы, обычного мусора во время промышленной революции, когда ему было 18 лет. Перкин, присоединившийся к исследовательской группе Хоффмана, знал, что молекулярная формула цинхонаина — C20H24N2O2, и попытался синтезировать его в лаборатории, используя простое «химическое сложение и вычитание».

Одна из схем реакции, предложенная Хоффманом, заключается в использовании дихромата калия для окисления анилина (C6H5NH2) и его сульфатных производных. Ожидается, что в результате этой реакции будет получена хинная основа и вода, но конечным результатом будет черное липкое вещество. Когда он стирал липкое вещество, он обнаружил, что использование алкоголя может сделать липкое вещество фиолетовым, а некоторые вещества, пролитые на его одежду, окрасились в фиолетовый цвет, а затем он попытался постирать одежду с мылом и высушить ее на солнце, но фиолетовый цвет не потускнел.

Перкин сразу осознал, какое блаженство могла принести авария, и под руководством Хоффмана за несколько дней усовершенствовал препараты и запатентовал свою технологию красителей, став первым, кто синтезировал и изобретателем коммерциализации красителей. Из-за высокой популярности лаванды увлечение лавандой распространилось как лесной пожар, и впервые за столетия простые жители могут позволить себе фиолетовый текстиль. Пурпурный краситель, разработанный Перкином, получил название «маувин».

Вдохновленные успешной разработкой анилиновых фиолетовых красителей, многие химики начали разрабатывать синтетические красители из органических молекул, и открытие красителей не только изменило индустрию моды, но и способствовало быстрому развитию органической химической промышленности. В конечном итоге краситель заложил основу для новых лекарств и медицинских красителей. Искусственные красители сделали биологические образцы, такие как хромосомы и болезнетворные микробы, четко видимыми под микроскопом. Изобретение Перкина также сыграло ключевую роль в исследованиях химиотерапии.

Представьте себе, насколько утомительной была бы жизнь без этих красочных цветов вокруг нас, и вся наша одежда могла бы по-прежнему быть не совсем белой или коричневой, если бы Перкин не наткнулся на фиолетовый краситель.