Indigo

Indigo ( spanska  índigo ), 2-(1,3-dihydro-3-oxo-2H-indol-2-yliden)-1,2-dihydro 3H-indol-3-on, (δ 2,2'- biindolin) -3,3'-dion - violetta kristaller, svårlösliga i de flesta organiska lösningsmedel (något lösliga i nitrobensen , kloroform ). Den färglösa och vattenlösliga formen av indigo (leucoform eller vit indigo) används som ett blått karfärgämne . Leukoformen erhålls genom reduktion av alkalier med bildning av enol (kubning).

Indigo är en produkt med stora volymer (konsumeras i stora mängder), varav de flesta används för att färga fibrer vid tillverkning av denim .

När sulfonerad, indigokarmin erhålls , används den som en redoxindikator för beredning av bläck , blått och akvarellfärger . Också allmänt känt är 6,6'-dibromindigo , som är huvudkomponenten i purpura .

Naturlig indigo [2]

Fram till slutet av 1800-talet erhölls indigo från indigoväxter, en underfamilj av nattfjärilar , främst tropiska - Indigofera tinctoria , Isatis tinctoria , Polygonium tinctorium och andra, vars färgämneshalt (indican glucoside) nådde 0,5% - blad, 0,2 % - stjälkar. Under medeltiden odlades den indigobärande Isatis tinctoria ( woad ) även i södra Ryssland och i mellersta Tyskland, men färgämnesutbytet från denna råvara var mycket mindre än från den tropiska, vilket ledde till förekomsten av den koloniala produkten på den europeiska marknaden.

För att isolera färgämnet placeras nyskurna växter i gropar i 12-24 timmar, översvämmade med vatten. Jäsningsprocessen åtföljs av frisättning av koldioxid, och färgämnesbäraren passerar in i lösningen och färgar den gul. Den resulterande lösningen hälls i kar, där den under konstant omrörning kommer i kontakt med atmosfäriskt syre, vilket resulterar i att indigo bildas, som fälls ut i blå flingor. Den resulterande massan tvättas, pressas och formas. I de bästa sorterna av råvaror är indigotinhalten 90% (Bengal), i de värsta - 10-15% (woad, ecuadorianska råvaror).

Syntes

Syntesmetoder för indigo

För att övervinna beroendet av England, som importerade naturlig indigo från Indien, försökte europeiska kemister syntetisera färgämnet på konstgjord väg och utvecklade hundratals metoder för att få det. Krediten för att utveckla den första metoden för att erhålla indigo och studera dess kemiska formel tillhör Adolf Bayer , som först syntetiserade indigo 1870 [2] . Grunden för hans experiment var isatin, vid vars destillation med zinkdamm kemisten fick ett ämne som han kallade indol, från vars derivat han sedan lyckades isolera indigo. Eftersom själva basämnet fortfarande hade en växtbas fortsatte Bayer sina experiment och fick 1878 konstgjort isatin från fenylättiksyra. Men detta schema var dyrt och ineffektivt, så 1880 föreslog Bayer syntesen av indigo från fenylacetylenderivat och 1882, tillsammans med Drewsen  , från orto -nitrobensaldehyd. Detta fick kemister att leta efter metoder för kommersiell produktion av indigo, som efterträddes av schweizaren Karl Heumann , som syntetiserade indigo från ett tillgängligt anilinderivat - antranilsyra, som redan används allmänt för syntes av anilinfärgämnen, och från klorättiksyra, lätt framställt av ättiksyra, ett derivat av acetaldehyd. Med Heumanns patent 1897 började BASF och 1902 Höchst massproduktion av indigo. Således föll priset på indigo flera gånger, och i början av första världskriget ersatte syntetisk indigo nästan helt naturlig indigo från marknaden.

Industriell produktion

Den huvudsakliga industriella metoden för syntes av indigo är syntesen av N-fenylglycincyklisering enligt Claisen-kondensationstypen med bildning av indoxylat, som oxideras till indigo under inverkan av atmosfäriskt syre:

I en 750 ml rundbottnad kolv under återflöde placeras 14 g antranilsyra , 10 g monoklorättiksyra, 20 g vattenfritt natriumkarbonat och 200 ml vatten. Blandningen upphettas vid återflöde i 3 timmar, hälls sedan i en bägare, kyls, lite koncentrerad saltsyra tillsätts och får stå över natten. Den råa fenylglycin -o -karboxylsyran filtreras av och tvättas med vatten. Produkten renas genom omkristallisation från varmt vatten, till vilket en viss mängd aktivt kol tillsätts för att avlägsna färgade föroreningar, och torkas sedan vid +100 °C. Den resulterande fenylglycin -o -karboxylsyran har en smältpunkt på +208 °C, utbytet är 12 g.

I en nickeldegel (reagerar inte med smält alkali) placeras en blandning av 10 g fenylglycin -o -karboxylsyra, 30 g natriumhydroxidkulor och 10 ml vatten. Blandningen värms upp till +200…210 °С, blanda den väl med en termometer skyddad av en kopparspets. Reaktionsmassan smälter och får gradvis en orange färg. När blandningen blir orange får degeln svalna och legeringen löses i 200 ml vatten. När lösningen skakas med tillgång till luft oxideras reaktionsprodukten och förvandlas till indigo. Omvandlingen till indigo kan påskyndas genom tillsats av saltsyra följt av oxidation av lösningen med järn(III)klorid. Oxidation utförs tills ingen mer indigo fälls ut från lösningen. Den resulterande indigon sugs av på en Buchner-tratt, tvättas med vatten och torkas. Utgång - 7 g.

Den filtrerade indoxyllösningen kan oxideras genom att blåsa luft genom lösningen. Blåsning utförs tills en droppe av en vattenhaltig suspension av frisatt indigo, när den placeras mellan två ark filterpapper, lämnar en klar ring av fast indigo, och vätskan runt den inte längre blir blå när den exponeras för luft.

Anteckningar

1. ↑ Indigo // Kazakstan. Nationalencyklopedin . - Almaty: Kazakiska uppslagsverk , 2005. - T. II. — ISBN 9965-9746-3-2 .  (ryska) (CC BY SA 3.0)
2. ↑ 1 2 Indigo . — Teknisk uppslagsverk. - Directmedia, 2013. - S. 57-63. — 493 sid. - ISBN 978-5-4458-0574-8 .

Litteratur

• Chemical Encyclopedia / Red.: Knunyants I.L. och andra - M . : Soviet Encyclopedia, 1990. - T. 2 (Daf-Med). — 671 sid. — ISBN 5-82270-035-5 .

Länkar

• Flashillustration av reaktionsmekanismen för Bayer-Drevsen indigosyntes genom kondensation av orto -nitrobensaldehyd med aceton i ett alkaliskt medium .

Ordböcker och uppslagsverk	Stor ryss italienska Britannica (online) Pauly Wissowa Treccani
I bibliografiska kataloger BNF : 119554784 GND : 4161503-7 J9U : 987007545811705171 LCCN : sh85065667 NDL : 00942895 NKC : ph938812