stringtranslate.com

Ализарин

Ализарин (также известный как 1,2-дигидроксиантрахинон , Mordant Red 11 , CI 58000 и Турецкий красный [2] ) представляет собой органическое соединение с формулой C.
14ЧАС
8О
4который использовался на протяжении всей истории как известный красный краситель , в основном для окраски текстильных тканей. Исторически его получали из корней растений рода марены . [3] В 1869 году он стал первым натуральным красителем, полученным синтетическим путем. [4]

Ализарин является основным ингредиентом для производства пигментов марены, известных художникам как розовая марена и малиновый ализарин . Ализарин в наиболее распространенном использовании этого термина имеет темно-красный цвет, но этот термин также является частью названия нескольких родственных некрасных красителей, таких как ализарин цианиновый зеленый и ализарин бриллиантовый синий. В наше время ализарин широко используется в качестве красителя в биологических исследованиях, поскольку он окрашивает свободный кальций и некоторые соединения кальция в красный или светло-фиолетовый цвет. Ализарин продолжает использоваться в коммерческих целях в качестве красного красителя для текстиля, но в меньшей степени, чем раньше.

История

Марену выращивали как краситель с древних времен в Центральной Азии и Египте , где ее выращивали еще в 1500 году до нашей эры. Ткань , окрашенная пигментом корня марены , была найдена в гробнице фараона Тутанхамона , [ 5] в руинах Помпеи , а также в древних Афинах и Коринфе . [6] В средние века Карл Великий поощрял выращивание марены. Марена широко использовалась в качестве красителя в Западной Европе в эпоху позднего средневековья. [7] В Англии 17 века ализарин использовался в качестве красного красителя для одежды парламентской армии Новой модели . Характерный красный цвет продолжали носить на протяжении веков (хотя он также производился с помощью других красителей, таких как кошениль ), что дало английским, а затем и британским солдатам прозвище « красные мундиры ».

ализариновый цвет

Краситель марены смешивают с протравой . В зависимости от того, какая протрава используется, конечный цвет может быть от розового до фиолетового и темно-коричневого. В 18 веке самым ценным цветом был ярко-красный, известный как «индейский красный». Комбинация протрав и общая техника, используемая для получения турецкого красного цвета, возникла на Ближнем Востоке или в Турции (отсюда и название). В ближневосточной формулировке это была сложная и многоэтапная техника, некоторые части которой были ненужными. [8] Этот процесс был упрощен в Европе конца 18-го века. К 1804 году изготовитель красителей Джордж Филд в Великобритании усовершенствовал технологию, позволяющую сделать озеро мареной путем обработки его квасцами и щелочью , [9] которая превращает водорастворимый экстракт марены в твердый нерастворимый пигмент. Полученная марена имеет более стойкий цвет, и ее можно использовать более эффективно, например, смешивая ее с краской . В последующие годы было обнаружено, что вместо квасцов можно использовать соли других металлов, в том числе содержащие железо , олово и хром , для получения пигментов на основе марены различных других цветов. Этот общий метод приготовления озер был известен на протяжении веков [10] , но был упрощен в конце 18 - начале 19 веков.

В 1826 году французский химик Пьер-Жан Робике обнаружил, что корень марены содержит два красителя: красный ализарин и более быстро тускнеющий пурпурин . [11] Компонент ализарин стал первым природным красителем, который был синтетически продублирован в 1868 году, когда немецкие химики Карл Гребе и Карл Либерман , работавшие на BASF , нашли способ производить его из антрацена . [12] Компания Bayer AG также берет свое начало от ализарина. [13] Примерно в то же время английский химик-краситель Уильям Генри Перкин независимо открыл тот же синтез, хотя группа BASF подала свой патент на один день раньше Перкина. Последующее открытие (сделанное Бруннером и Гутцховым в 1871 году) того, что антрацен можно извлечь из каменноугольной смолы, еще больше повысило важность и доступность искусственного синтеза ализарина. [14]

Синтетический ализарин можно было производить за небольшую часть стоимости натурального продукта, и рынок марены рухнул практически в одночасье. Основной синтез заключался в бромировании антрахинона бромом (в запаянной пробирке при 100 o C) с образованием 1,2-дибромантрахинона. Затем два атома брома были замещены на -ОН путем нагревания (170 o C) с КОН с последующей обработкой сильной кислотой. [15] Включение двух атомов брома в положения 1 и 2 не ожидается в результате ароматического электрофильного замещения и предполагает существование α,β ненасыщенной енольной формы антрахинона, которая подвергается электрофильному присоединению бромом.

Ализарин как краситель сегодня в значительной степени заменен более светостойкими хинакридоновыми пигментами, разработанными DuPont в 1958 году.

Структура и свойства

1,4-Дигидроксиантрахинон, также называемый хинизарином , является изомером ализарина. [4] [16]

Ализарин — один из десяти изомеров дигидроксиантрахинона . Он растворим в гексане и хлороформе , из последнего может быть получен в виде красно-фиолетовых кристаллов с температурой плавления 277–278 °С. [3]

Ализарин меняет цвет в зависимости от pH раствора, в котором он находится, что делает его индикатором pH . [17]

Приложения

Ализарин красный используется в биохимическом анализе для количественного колориметрического определения наличия отложений кальция клетками остеогенной линии. По существу, это маркер ранней стадии (10–16 дни культивирования in vitro) минерализации матрикса, решающий шаг на пути к образованию кальцинированного внеклеточного матрикса , связанного с настоящей костью. [ нужна цитата ]

Способности ализарина как биологического красителя были впервые отмечены в 1567 году, когда было замечено, что при кормлении животных он окрашивал их зубы и кости в красный цвет. В настоящее время это химическое вещество широко используется в медицинских исследованиях, связанных с кальцием. Свободные (ионные) формы кальция выпадают в осадок с ализарином, и блок тканей, содержащий кальций, сразу же окрашивается в красный цвет при погружении в ализарин. Таким образом, окрашиваться может как чистый кальций, так и кальций в костях и других тканях. Эти окрашенные ализарином элементы лучше визуализируются при флуоресцентном освещении с длиной волны 440–460 нм. [18] Процесс окрашивания кальция ализарином лучше всего работает в кислом растворе (во многих лабораториях он работает лучше при pH от 4,1 до 4,3). [19]

В клинической практике его используют для окрашивания синовиальной жидкости для определения кристаллов основного фосфата кальция . [20] Ализарин также использовался в исследованиях, связанных с ростом костей, остеопорозом, костным мозгом, отложениями кальция в сосудистой системе, клеточной передаче сигналов, экспрессией генов, тканевой инженерией и мезенхимальными стволовыми клетками. [19]

В геологии он используется в качестве пятна для различения минералов карбоната кальция , особенно кальцита и арагонита, в шлифах или полированных поверхностях. [21] [22]

Марена использовалась в качестве красного пигмента в картинах с древности. [23]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ аб Хейнс, Уильям М., изд. (2016). Справочник CRC по химии и физике (97-е изд.). ЦРК Пресс . п. 3.10. ISBN 9781498754293.
  2. ^ Каталог SigmaAldrich: Ализарин
  3. ^ ab Основным видом марены, из которого исторически получали ализарин, является Rubiatinctorum . См. также Ванкар П.С.; Шанкер, Р.; Маханта, Д.; Тивари, Южная Каролина (2008). «Экологически чистое крашение хлопка ультразвуком с использованием Rubia cordifolia Linn. Использование биопротравы». Красители и пигменты . 76 (1): 207–212. дои : 10.1016/j.dyepig.2006.08.023.
  4. ^ аб Бьен, Х.-С.; Ставиц, Дж.; Вундерлих, К. «Антрахиноновые красители и промежуточные продукты». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a02_355. ISBN 978-3527306732.
  5. ^ Пфистер, Р. (декабрь 1937 г.). «Les Textiles du Tombeau de Toutankhamon» [Текстиль из гробницы Тутанхамона]. Revue des asiatiques (на французском языке). 11 (4): 209. JSTOR  43475067 . Проверено 13 февраля 2021 г.
  6. ^ Фарнсворт, Мари (июль 1951 г.). «Розовая марена из Коринфа и Афин, второй век до нашей эры» . Американский журнал археологии . 55 (3): 236–239. дои : 10.2307/500972. JSTOR  500972 . Проверено 13 февраля 2021 г.
  7. ^ Многие примеры использования слова «марена», означающего корни растения Rubia тинкторум, используемого в качестве красителя, приведены в Среднеанглийском словаре, словаре позднесредневекового английского языка.
  8. ^ Ловенгард, С. (2006). «Промышленность и идеи: Турция красная». Создание цвета в Европе XVIII века . Гутенберг-E.org. ISBN 9780231503693.Дополнительная история 18-го века в «Красном крашении индейки в Блэкли - Красильная мастерская Делоне». ColorantsInHistory.org.
  9. ↑ Записи Джорджа Филда хранятся в Институте искусств Курто. См. «ФИЛД, Джордж (? 1777–1854)». Архивировано из оригинала 17 октября 2008 г. Проверено 4 августа 2012 г.
  10. ^ Томпсон, Д.В. (1956). Материалы и техника средневековой живописи . Дувр. стр. 115–124. ISBN 978-0-486-20327-0.
  11. ^ См.:
    • Пьер-Жан Робике и Жан-Жак Колен (1826) «Sur un nouveau principe immédiat des vègétaux (l'alizarin) obtenu de la garance» (О новом веществе из растений (ализарин), полученном из марены), Journal de Pharmacie et des аксессуары для науки , 2-я серия, 12  : 407–412.
    • Жан-Жак Колен и Пьер-Жан Робике (1827) «Nouvelles recherches sur la matierè colorante de la garance» (Новое исследование красящего материала марены), Annales de chimie et de Physique , 2-я серия, 34  : 225–253.
  12. ^ Примечание:
    • В 1868 году Гребе и Либерман показали, что ализарин можно превращать в антрацен. См.: К. Гребе и К. Либерманн (1868) «Ueber Alizarin, und Anthracen» (Об ализарине и антрацене), Berichte der Deutschen chemischen Gesellschaft zu Berlin , 1  : 49–51.
    • В 1869 году Гребе и Либерман объявили, что им удалось превратить антрацен в ализарин. См.: К. Гребе и К. Либерман (1869) «Ueber künstliche Bildung von Alizarin» (Об искусственном образовании ализарина), Berichte der Deutschen chemischen Gesellschaft zu Berlin , 2:14  .
    • Информацию об оригинальном процессе получения ализарина из антрацена, разработанном Гребе и Либерманном, см.: Чарльз Гребе и Чарльз Либерманн, «Улучшенный процесс получения ализарина», патент США №. 95 465 (выдано: 5 октября 1869 г.). (См. также их английский патент № 3850, выданный 18 декабря 1868 г.)
    • Более эффективный процесс получения ализарина из антрацена был разработан Каро, Гребе и Либерманом в 1870 году. См.: Каро Х., Гребе К. и Либерманн К. (1870) «Ueber Fabrikation von künstlichem Alizarin» (О производстве искусственного ализарина). ализарин), Berichte der Deutschen chemischen Gesellschaft zu Berlin , 3  : 359–360.
  13. ^ «История первых лет (1863–1881)» . Байер АГ . Проверено 4 февраля 2021 г.
  14. ^ Брённер, Дж.; Гуцков, Х. (1871). «Verfahren zur Darstellung von Anthracen aus dem Pech von Steinkohlentheer, und zur Darstellung von Farbstoffen aus Anthracen» [Способ получения антрацена из каменноугольного пека и приготовления красителей из антрацена]. Политехнический журнал Динглера (на немецком языке). 201 : 545–546.
  15. ^ Гребе, К.; Либерманн, К. (1869). «Ueber künstliches Alizarin». Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft . 2 (1): 332–334. дои : 10.1002/cber.186900201141. ISSN  0365-9496. S2CID  96340805.
  16. ^ Бигелоу, Луизиана; Рейнольдс, HH (1926). «Хинизарин». Орг. Синтез . 6 : 78. дои : 10.15227/orgsyn.006.0078.
  17. ^ Мелоан, СН; Пухтлер, Х.; Валентин, Л.С. (1972). «Щелочной и кислотный краситель Ализарин Красный S для выявления растворимых в щелочи и нерастворимых в щелочи отложений кальция». Архивы патологии . 93 (3): 190–197. ПМИД  4110754.
  18. ^ Смит, В. Лео; Бак, Чесни А.; Орней, Грегори С.; Дэвис, Мэтью П.; Мартин, Рене П.; Гибсон, Сара З.; Жирар, Мэтью Дж. (20 августа 2018 г.). «Улучшение изображений скелета позвоночных: флуоресценция и непостоянная установка очищенных и окрашенных образцов». Копейя . 106 (3): 427–435. дои : 10.1643/cg-18-047 . ISSN  0045-8511.
  19. ^ аб Пухтлер, Х.; Мелоан, С.Н.; Терри, MS (1969). «Об истории и механизме окрашивания ализарином Red S на кальций». Журнал гистохимии и цитохимии . 17 (2): 110–124. дои : 10.1177/17.2.110 . ПМИД  4179464.
  20. ^ Пол, Х.; Реджинато, Эй Джей; Шумахер, HR (1983). «Окрашивание ализарином Red S как скрининговый тест для обнаружения соединений кальция в синовиальной жидкости». Артрит и ревматизм . 26 (2): 191–200. дои : 10.1002/арт.1780260211 . ПМИД  6186260.
  21. ^ Грин, Орегон (2001). Руководство по практическим лабораторным и полевым методам палеобиологии. Спрингер. п. 56. ИСБН 978-0-412-58980-5.
  22. ^ Диксон, JAD (1966). «Идентификация и генезис карбонатов, выявленный с помощью окрашивания». Журнал осадочных исследований . 36 (4): 491–505. дои : 10.1306/74D714F6-2B21-11D7-8648000102C1865D.
  23. ^ Швеппе, Х., и Винтер, Дж. Мэддер и Ализарин в «Пигментах художников». Справочник по их истории и характеристикам, том 3: Э. У. Фитцхью (ред.), Oxford University Press, 1997, стр. 111 – 112
  24. ^ Смит, В. Лео; Бак, Чесни А.; Орней, Грегори С.; Дэвис, Мэтью П.; Мартин, Рене П.; Гибсон, Сара З.; Жирар, Мэтью Дж. (20 августа 2018 г.). «Улучшение изображений скелета позвоночных: флуоресценция и непостоянная установка очищенных и окрашенных образцов». Копейя . 106 (3): 427–435. doi : 10.1643/cg-18-047. ISSN  0045-8511. S2CID  91688529.

дальнейшее чтение

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы по теме Ализарина .