Indigo

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 16. august 2021; verifikation kræver 1 redigering .
Indigo
Generel
Traditionelle navne indigotin
Chem. formel C16H10N2O2 [ 1 ] _ _ _ _ _
Fysiske egenskaber
Stat solid
Molar masse 262,27 g/ mol
Massefylde 1.199 g/cm³
Termiske egenskaber
Temperatur
 •  smeltning +390…392 °C
Klassifikation
Reg. CAS nummer 482-89-3
PubChem 135436515
Reg. EINECS nummer 207-586-9
SMIL   O=c3c(=c2[nH]c1ccccc1c2=O)[nH]c4ccccc34
InChI   InChI=1S/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+COHYTHOBJLSHDF-BUHFOSPRSA-N
RTECS DU2988400
ChemSpider 4477009
Data er baseret på standardbetingelser (25 °C, 100 kPa), medmindre andet er angivet.
 Mediefiler på Wikimedia Commons

Indigo ( spansk  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 - violette krystaller, tungtopløselige i de fleste organiske opløsningsmidler (lidt opløselige i nitrobenzen , chloroform ). Den farveløse og vandopløselige form af indigo (leuco-form eller hvid indigo) bruges som et blåt karfarvestof . Leukoformen opnås ved reduktion af alkalier med dannelse af enol (kubning).

Indigo er et højvolumen (forbrugt i store mængder) produkt, hvoraf det meste bruges til at farve fibre i produktionen af ​​denim .

Når sulfoneret, opnås indigokarmin , det bruges som en redoxindikator til fremstilling af blæk , blues og akvareller . Også almindeligt kendt er 6,6'-dibromindigo , som er hovedbestanddelen af ​​purpura .

Naturlig indigo [2]

Indtil slutningen af ​​det 19. århundrede blev indigo opnået fra indigoplanter, en underfamilie af møl , hovedsageligt tropisk - Indigofera tinctoria , Isatis tinctoria , Polygonium tinctorium og andre, farvestofindholdet (indican glucosid), hvori nåede 0,5% - blade, 0,2. % - stængler. I middelalderen blev den indigo-bærende Isatis tinctoria ( woad ) også dyrket i det sydlige Rusland og i det centrale Tyskland, men farvestofudbyttet fra dette råmateriale var meget mindre end fra det tropiske, hvilket førte til udbredelsen af det koloniale produkt på det europæiske marked.

For at isolere farvestoffet placeres friskskårne planter i gruber i 12-24 timer, oversvømmet med vand. Fermenteringsprocessen ledsages af frigivelse af kuldioxid, og farvestofbæreren passerer ind i opløsningen og farver den gul. Den resulterende opløsning hældes i kar, hvor den under konstant omrøring kommer i kontakt med atmosfærisk oxygen, som et resultat af hvilken der dannes indigo, som udfældes i blå flager. Den resulterende masse vaskes, presses og støbes. I de bedste varianter af råvarer er indigotinindholdet 90% (Bengal), i de værste - 10-15% (woad, ecuadorianske råvarer).

Syntese

Syntesemetoder for indigo

For at overvinde afhængigheden af ​​England, som importerede naturlig indigo fra Indien, forsøgte europæiske kemikere at syntetisere farvestoffet kunstigt og udviklede hundredvis af metoder til at opnå det. Æren for at udvikle den første metode til at opnå indigo og studere dens kemiske formel tilhører Adolf Bayer , som først syntetiserede indigo i 1870 [2] . Grundlaget for hans eksperimenter var isatin, hvis destillation med zinkstøv kemikeren opnåede et stof, som han kaldte indol, fra hvis derivat det lykkedes ham at isolere indigo. Da selve basisstoffet stadig havde en plantebase, fortsatte Bayer sine eksperimenter og opnåede i 1878 kunstig isatin fra phenyleddikesyre. Denne ordning var imidlertid dyr og ineffektiv, så i 1880 foreslog Bayer syntesen af ​​indigo fra phenylacetylenderivater og i 1882, sammen med Drewsen  , fra ortho -nitrobenzaldehyd. Dette fik kemikere til at lede efter metoder til kommerciel produktion af indigo, som blev efterfulgt af schweizeren Karl Heumann , der syntetiserede indigo fra et tilgængeligt anilinderivat - anthranilsyre, der allerede er meget brugt til syntese af anilinfarvestoffer, og fra chloreddikesyre, let fremstillet af eddikesyre, et derivat af acetaldehyd. Med Heumanns patent i 1897 begyndte BASF og i 1902 Höchst masseproduktion af indigo. Således faldt prisen på indigo flere gange, og ved begyndelsen af ​​Første Verdenskrig erstattede syntetisk indigo næsten fuldstændig naturlig indigo fra markedet.

Industriel produktion

Den vigtigste industrielle metode til syntese af indigo er syntesen af ​​N-phenylglycin-cyklisering ifølge Claisen-kondensationstypen med dannelse af indoxylat, som oxideres til indigo under påvirkning af atmosfærisk oxygen:

I en 750 ml rundbundet kolbe under tilbagesvaling anbringes 14 g anthranilsyre , 10 g monochloreddikesyre, 20 g vandfrit natriumcarbonat og 200 ml vand. Blandingen opvarmes til tilbagesvaling i 3 timer, hældes derefter i et bægerglas, afkøles, lidt koncentreret saltsyre tilsættes og henstår natten over. Den rå phenylglycin - o -carboxylsyre frafiltreres og vaskes med vand. Produktet renses ved omkrystallisation fra varmt vand, hvortil en vis mængde aktivt kul tilsættes for at fjerne farvede urenheder, og tørres derefter ved +100 °C. Den resulterende phenylglycin - o -carboxylsyre har et smeltepunkt på +208 °C, udbyttet er 12 g.

I en nikkeldigel (reagerer ikke med smeltet alkali) anbringes en blanding af 10 g phenylglycin -o -carboxylsyre, 30 g natriumhydroxidkugler og 10 ml vand. Blandingen varmes op til +200…210 °С, blandes godt med et termometer beskyttet af en kobberspids. Reaktionsmassen smelter og får gradvist en orange farve. Når blandingen bliver orange, får diglen lov til at køle af, og legeringen opløses i 200 ml vand. Når opløsningen rystes med adgang til luft, oxideres reaktionsproduktet og bliver til indigo. Omdannelsen til indigo kan fremskyndes ved tilsætning af saltsyre efterfulgt af oxidation af opløsningen med ferrichlorid. Oxidation udføres, indtil der ikke mere udfældes indigo fra opløsningen. Den resulterende indigo suges af på en Buchner-tragt, vaskes med vand og tørres. Udgang - 7 g.

Den filtrerede indoxylopløsning kan oxideres ved at blæse luft gennem opløsningen. Blæsning udføres, indtil en dråbe af en vandig suspension af frigivet indigo, når den placeres mellem to ark filterpapir, efterlader en klar ring af fast indigo, og væsken omkring den ikke længere bliver blå, når den udsættes for luft.

Noter

  1. ↑ Indigo // Kasakhstan. National Encyclopedia . - Almaty: Kasakhiske encyklopædier , 2005. - T. II. — ISBN 9965-9746-3-2 .  (CC BY SA 3.0)
  2. ↑ 1 2 Indigo . — Teknisk Encyklopædi. - Directmedia, 2013. - S. 57-63. — 493 s. - ISBN 978-5-4458-0574-8 .

Litteratur

Links

  Gå til Wikidata-elementet  Ordbøger og encyklopædier