История Индиго и Байера

Введение

Нобелевская премия по химии 1905 года была присуждена немецкому химику. Адольфу фон Байеру за выдающийся вклад в синтез индиго и гидрирование ароматических углеводородов.

Древний краситель: индиго

Индиго в повседневной жизни и истории

Синие джинсы, изготовленные из джинсовой ткани, окрашенной в цвет индиго, в конце 1970-х годов быстро стали популярными во всем мире. Об их популярности можно судить по резкому увеличению производства индиго.

• В 1950-е годы годовое производство индиго в США составляло 15 000 тонн.

• К середине 1960-х годов производство практически прекратилось.

• К концу 1970-х годов производство восстановилось: только Объединенная химическая компания производила 3000 тонн в год.

• С тех пор мировое производство выросло темпами, превышающими 100%.

Индиго использовался на протяжении веков. Древние египетские мумии носили одежду, окрашенную индиго, а синяя льняная ткань, обнаруженная в Мавандуе в Китае, также содержала краситель индиго. Более 200 лет назад индиго использовался на флагах во время Французской революции и Войны за независимость в США. Его превосходная стойкость цвета и светостойкость принесли ему титул «Короля красителей».

Природные источники индиго

Индиго получают из растений группы Indigofera , таких как:

• Исатис синий

• Полигонум красильный

• Индигофера красильная

Эти растения когда-то широко культивировались в Китае и Индии. Их листья, корни ( корень исатиса ) и переработанный осадок ( Indigo naturalis ) также использовались в медицине.

Процесс окрашивания индиго

Процесс окрашивания включает в себя:

1. Нарезаем растения на мелкие кусочки.

2. Замачивание их в чанах с водой для брожения.

3. Ферментированная жидкость содержит лейко-твердое вещество (на основе индола).

4. Ткань пропитывают этой жидкостью, а затем сушат на воздухе.

5. Окисление воздухом превращает лейко-твердое вещество в нерастворимый индиго, закрепляя его на ткани.

Поскольку это окрашивание происходит в чанах с минимальным контактом с воздухом, индиго классифицируется как краситель для чана.

Синтез индиго

Ранние химические исследования

До работы Байера химики определили:

• Эмпирическая формула: C₈H₅NO.

• Молекулярная формула: C₁₆H₁₅N₂O₂.

Они также обнаружили его реакцию:

• С едким поташем → антраниловая кислота

• При высокой температуре → анилин

• Окисленный → красный индиго

Но в то время структуру невозможно было определить из-за ограниченности молекулярной теории.

Исследовательское путешествие Байера

• В 1865 году Кекуле предложил бензольную кольцевую структуру. В том же году Байер начал исследования индиго.

• Он предложил индол в качестве «родительского» вещества индиго.

• В 1866 году Байер успешно получил индол путем нагревания производных индиго с порошком цинка , что стало прорывом.

  
  

Этот метод восстановления цинка позже помог ученику Байера К. Гребе определить структуру ализарина и расширить его производство (1871 г.), что стимулировало красочную промышленность.

Первое искусственное индиго

• 1870: Байер и его студенты обработали индиго трихлоридом фосфора и восстановили его с помощью цинка/HCl → получили искусственное индиго.

• 1878: Из фенилуксусной кислоты синтезирован индиго.

• 1879–1880: Байер открыл новые пути синтеза с помощью о-нитрокоричной кислоты и о-нитрофенилпропионовой кислоты.

• 19 марта 1880 г.: Первый патент на синтетический индиго.

• Декабрь 1880 г.: Первая научная статья о синтезе индиго.

• 1883: Предложена структурная формула (позже уточненная в 1928 году с помощью рентгеновской дифракции).

  
  

Промышленное производство и влияние

Хотя лабораторный синтез Байера не был промышленным путем, метод К. Хоймана (1890) с использованием анилина и уксусной кислоты. основой для крупномасштабного производства стал

К концу 19 века:

• Фабрики по производству синтетического индиго заменили фермы по производству натурального индиго по всему миру.

• Индустриализация индиго и ализарина стимулировала рост органической химической промышленности Германии..

• Многие лидеры этой новой отрасли прошли обучение под руководством Байера, что закрепило за ним роль химика-первопроходца и влиятельного педагога.

Заключение

История индиго — это путешествие от древних традиций естественного окрашивания к современной промышленной химии. Когда-то индиго, кропотливо извлеченный из растений, стал символом культурной самобытности: от древнего текстиля до революционных флагов, а позже и мировой моды через джинсовую ткань.

Систематические исследования Адольфа фон Байера не только раскрыли структуру и синтез индиго, но и заложили основу современной органической химической промышленности. Его вклад, увенчавшийся Нобелевской премией 1905 года, преодолел разрыв между традиционным мастерством и промышленным производством красителей.

Сегодня индиго остается одним из самых знаковых красителей в мире — символом наследия и научного прогресса, продолжающим наследие инноваций и открытий, которые изменили химию и мировую промышленность.

Чтобы узнать более подробную информацию о синем индиго, свяжитесь с Tiankun Chemical по адресу info@tiankunchemical.com