靛藍

化合物

靛藍(英語:Indigo)是一種還原染料,也是人類最早應用的天然染料之一,以其特徵性的靛藍色而得名。

靛藍
英文名 Indigo
別名 還原靛藍;靛青;還原深藍BG
識別
CAS號 482-89-3  checkY
ChemSpider 4477009
SMILES
 
  • O=c3c(=c2[nH]c1ccccc1c2=O)[nH]c4ccccc34
InChI
 
  • 1/C16H10N2O2/c19-15-9-5-
    1-3-7-11(9)17-13(15)14-16
    (20)10-6-2-4-8-12(10)18-14
    /h1-8,17-18H/b14-13+
InChIKey COHYTHOBJLSHDF-BUHFOSPRBQ
RTECS DU2988400
性質
化學式 C16H10N2O2
摩爾質量 262.27 g·mol⁻¹
外觀 藍色結晶粉末
密度 1.199 g/cm3
熔點 390~392 °C (升華)
溶解性 微溶於水
危險性
歐盟危險性符號
有害有害 Xn
警示術語 R:R36/37/38
安全術語 S:S26, S36
歐盟分類 207-586-9
若非註明,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。

歷史

靛藍主要是由板藍根等靛藍植物(藍染植物)加工製得。

1870年德國化學家阿道夫·馮·拜爾靛紅三氯化磷反應並進行還原,成功合成了靛藍。[1] 1878年馮·拜爾從苯乙酸合成靛紅,從而完成了靛藍的全合成。1880年他確定出靛藍的化學結構。1880年至1882年期間,馮·拜爾又發展了從肉桂酸鄰硝基苯甲醛Baeyer-Drewsen靛藍合成)分別合成靛藍的路線。而早在1881年,德國巴斯夫公司便開始少量生產靛藍,早期採用拜爾的合成法,但造價較高,生產工藝不夠成熟,狀況並不理想。

1890年瑞士蘇黎世的教授卡爾·休曼(Karl Heumann)發展了另一條從鄰氨基苯甲酸合成靛藍的路線,也就是先讓鄰氨基苯甲酸與氯乙酸縮合為N-(2-羧苯基)甘氨酸,然後再經鹼熔、脫羧、氧化得到靛藍。1897年BASF公司放棄了拜爾法,改用休曼法進行生產。


 


1901年,德國的約翰·福萊格(John Pfleger)改良了休曼的方法,改用從苯胺為原料經N-苯基甘氨酸3-吲哚酚生產靛藍。與休曼法相比,福萊格改進法有諸多優點,原料苯胺非常易得,而且反應產率也較高。目前靛藍幾乎全是由人工合成得到的,而合成方法就是以福萊格的改進法為基礎。


 

性質

靛藍是一種藍色粉末,能溶於熱苯胺,幾乎不溶於水和乙醇。在濃硫酸中呈黃綠色,稀釋後為藍色沉澱;在濃硝酸中呈靛紅色,而後變為紅光黃色。在鹼性保險粉還原液中呈淡黃色,在酸性液中無色。

靛藍不溶於水、酸、鹼,欲製成染液吸附織物,必須先經過還原作用,成為靛白。靛白可溶於鹼液,可以用它來對動物或植物纖維進行上色,染後在空氣中進行氧化,再生成靛藍,附着於纖維上,呈藍色。所以靛藍的染液必須要有還原劑和鹼液存在。

 
靛藍(氧化型)與靛白(還原型)。

生產

苯胺氯乙酸硫酸鐵存在下縮合為N-苯基甘氨酸鐵,而後加入氫氧化鉀進行母液轉化,然後與氨基鈉、混鹼進行鹼熔生成3-吲哚酚,後經空氣氧化過濾、粉碎、乾燥和商品化,得到商品染料靛藍成品。

用途

 
Indigo, historical dye collection of the Technical University of Dresden, Germany

靛藍主要用於染棉布或棉紗。農村染坊用發酵法染土布,牛仔褲大都由靛藍染經紗,與白紗交織而成。不經絲光染的棉布稱為毛藍布,可用保險粉法連續浸染,也可染羊毛和絲綢,在地毯和手工藝品有所應用。[2] 也用於制食品染料和有機顏料等。靛胭脂溴靛藍都是靛藍的衍生物。

參考資料

  1. ^ A. Bayer, A. Emmerling, "Reduktion des Isatins zu Indigoblau", Ber. Dtsch. Chem. Ges., 3, 514–517 (1870).
  2. ^ 化學工業出版社組織編寫. 中国化工产品大全 中卷. 北京: 化學工業出版社. 1994年7月: 1108–1109. ISBN 7-5025-1429-5.