indigo boya - Indigo dye

çivit
Hint çivit boyası yumru
İndigo boyanın iskelet formülü
İndigo boya molekülünün top ve çubuk modeli
İsimler
Tercih edilen IUPAC adı
[2(2′) E ]-[2,2′-Biindoliliden]-3,3′(1 H ,1′ H )-dion
Diğer isimler
2,2'-Bis(2,3-dihidro-3-oksoindoliliden), İndigotin
tanımlayıcılar
3B model ( JSmol )
CHEMBL
Kimyasal Örümcek
ECHA Bilgi Kartı 100.006.898 Bunu Vikiveri'de düzenleyin
RTECS numarası
ÜNİİ
  • 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+ KontrolY
    Anahtar: COHYTHOBJLSHDF-BUHFOSPRSA-N KontrolY
  • 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+
    Anahtar: COHYTHOBJLSHDF-BUHFOSPRBQ
  • c1ccc2c(c1)C(=O)/C(=C\3/C(=O)c4ccccc4N3)/N2
Özellikler
C 16 H 10 N 2 O 2
Molar kütle 262.27 g/mol
Dış görünüş koyu mavi kristal toz
Yoğunluk 1.199 g / cc 3.
Erime noktası 390 - 392 °C (734 - 738 °F; 663 - 665 K)
Kaynama noktası ayrışır
990 µg/L (25 °C'de)
Tehlikeler
207-586-9
R cümleleri (modası geçmiş) R36/37/38
S-ifadeleri (modası geçmiş) S26 - S36
Bağıntılı bileşikler
Bağıntılı bileşikler
İndoksil
Tyrian mor
indikan'ın
Aksi belirtilmedikçe, veriler standart durumdaki malzemeler için verilmiştir (25 °C [77 °F], 100 kPa'da).
KontrolY doğrulamak  ( nedir   ?) KontrolY☒n
Bilgi kutusu referansları

İndigo boya , belirgin bir mavi renge sahip organik bir bileşiktir . Tarihsel olarak indigo, Indigofera cinsinin bazı bitkilerinin, özellikle Indigofera tinctoria'nın yapraklarından elde edilen doğal bir boyaydı ; Boya içeren İndigofera bitkileri, tarihsel olarak bazı mavi boyarmaddelerin daha önce nadir bulunması nedeniyle ekonomik olarak önemli olan indigo boyar maddelerinin üretimi ile önemli bir ürün olarak tüm dünyada, özellikle Asya'da yaygın olarak yetiştirilip kullanılmıştır.

Bugün üretilen çoğu indigo boya sentetiktir ve her yıl birkaç bin ton oluşturur. En yaygın olarak , özellikleri taş yıkama ve asitle yıkama gibi etkilerin hızlı bir şekilde uygulanmasına izin verdiği denim kumaş ve mavi kot üretimi ile ilişkilendirilir .

kullanır

indigo boya

İndigo için birincil kullanım, çoğunlukla blue jeans için uygun denim kumaş üretiminde kullanılan pamuk ipliği için bir boyadır; ortalama olarak, bir kot pantolon sadece 3 gram (0.11 oz) ila 12 gram (0.42 oz) boya gerektirir. Yün ve ipek boyamada daha küçük miktarlar kullanılır.

İndigo olarak da bilinen indigo karmin , renklendirici olarak da kullanılan bir indigo türevidir. Yine ağırlıklı olarak blue jeans üretimi için yılda yaklaşık 20 bin ton üretilmektedir. Aynı zamanda bir gıda renklendiricisi olarak kullanılır ve Amerika Birleşik Devletleri'nde FD&C Blue No. 2 olarak listelenmiştir .

Kaynaklar

Doğal Kaynaklar

Tarih boyunca çeşitli bitkiler indigo sağladı, ancak çoğu doğal indigo, tropik bölgelere, özellikle Hint Alt Kıtasına özgü olan Indigofera cinsinden elde edildi . Asya'daki başlıca ticari indigo türü gerçek indigo'ydu ( I. sumatrana olarak da bilinen Indigofera tinctoria ). Japonya'nın Ryukyu Adaları ve Tayvan gibi nispeten daha soğuk subtropikal yerlerde kullanılan yaygın bir alternatif Strobilanthes cusia'dır .

Indigofera türlerinin güneyden tanıtılmasına kadar , Polygonum tinctorum ( Dyer's knotweed ) Doğu Asya'daki en önemli mavi boyar maddeydi; bununla birlikte, mahsul, ortalama indigo mahsulünden daha az boya maddesi üretti ve daha ekonomik olan İndigofera tinctoria bitkisinin lehine hızla geride kaldı . In Orta ve Güney Amerika, yetiştirilen türdür Indigofera suffruticosa olarak da bilinen, anil ve Hindistan'da, önemli türler oldu Indigofera arrecta , Natal indigo. Avrupa'da, yaygın olarak woad olarak bilinen Isatis tinctoria , indigo olarak da adlandırılan aynı boyama bileşiklerini içeren mavi kumaşları boyamak için kullanıldı.

Birkaç bitki, atmosferik oksijen gibi oksitleyici bir kaynağa maruz kaldığında indigo boyası üretmek üzere reaksiyona giren indigo içerir; bununla birlikte, bu bitkilerdeki nispeten düşük indigo konsantrasyonları, bu bitkilerde bulunan diğer boya maddeleri tarafından daha kolay lekelenen renkle birlikte çalışmayı zorlaştırır ve tipik olarak yeşilimsi bir renk tonuna yol açar.

İndigonun öncüsü , amino asit triptofanın renksiz, suda çözünür bir türevi olan indikandır . Indican, β-D- glukoz ve indoksili serbest bırakmak için kolayca hidrolize olur . Havaya maruz bırakılarak oksidasyon , indoksili indigo boyanın son noktası olan çözünmeyen mavi kimyasal olan indigotine dönüştürür. Indican, bu bileşiğin %0.2-0.8 kadarını içeren bitkinin yapraklarının işlenmesinden elde edilmiştir. Yapraklar suya batırıldı ve bitkide bulunan glikozit indikanını mavi boya indigotinine dönüştürmek için fermente edildi . Kül suyu gibi güçlü bir baz ile karıştırıldığında , kek haline getirildiğinde, kurutulduğunda ve toz haline getirildiğinde fermente yaprak çözeltisinden çökelirler . Toz daha sonra çeşitli başka maddelerle karıştırılarak farklı mavi ve mor tonları elde edildi.

Doğal indigo kaynakları arasında yumuşakçalar da bulunur; Murex deniz salyangozu birlikte bilinen mor tonları bir dizi üretmek indigo ve 6,6'-dibromoindigo (kırmızı) oluşan bir karışım üretir Tyrian mor . Boyama işleminin bir kısmı sırasında ışığa maruz kalma, dibromoindigoyu çivit mavisine dönüştürebilir, bu da kraliyet mavisi, sümbül moru veya tekhelet olarak bilinen mavi tonlarla sonuçlanır .

kimyasal sentez

Heumann'ın indigo sentezi
Pfleger'in indigo sentezi

Ekonomik önemi göz önüne alındığında indigo birçok yöntemle hazırlanmıştır. Baeyer-Drewson Indigo sentez tarih Bu siklizasyon indigo oksidatif dimerizasyonu, aseton ile o-nitrobenzaldehit bir aldol yoğunlaşmasını, içeren 1882 için geri. Bu yol, indigo ve türevlerinin birçoğunu laboratuvar ölçeğinde elde etmek için oldukça kullanışlıdır, ancak endüstriyel ölçekte sentez için pratik olmadığı kanıtlanmıştır. Johannes Pfleger ve Karl Heumann ( de ) sonunda endüstriyel seri üretim sentezini buldular.

İndigo üretmenin ticari olarak pratik ilk yolu, 1901'de Pfleger'e atfedilir . Bu işlemde, N- fenilglisin , erimiş bir sodyum hidroksit , potasyum hidroksit ve sodamit karışımı ile işlenir . Bu son derece hassas eriyik , daha sonra indigo oluşturmak üzere havada oksitlenen indoksil üretir . Bu yöntemin varyasyonları bugün hala kullanılmaktadır. İndigoya alternatif ve aynı zamanda uygulanabilir bir yol 1897'de Heumann'a atfedilir. N- (2-karboksifenil)glisin sodyum hidroksit ile atıl bir atmosferde 200 °C'ye (392 °F) ısıtılmasını içerir . İşlem, Pfleger yönteminden daha kolaydır, ancak öncüller daha pahalıdır. İndoksil-2-karboksilik asit üretilir. Bu malzeme, indigo oluşturmak üzere havada oksitlenen indoksili vermek üzere kolayca dekarboksilatlanır. İndigo boyanın hazırlanması, kolej laboratuvar sınıflarında orijinal Baeyer-Drewsen rotasına göre uygulanmaktadır.

indigo tarihi

İndigo, Dresden Teknik Üniversitesi'nin tarihi boya koleksiyonu , Almanya

6000 yıl öncesine ait bilinen en eski kumaş boyalı indigo , Peru , Huaca Prieta'da keşfedildi . Hindistan , Japonya ve Güneydoğu Asya ülkeleri gibi birçok Asya ülkesi, yüzyıllardır indigoyu boya (özellikle ipek boyası) olarak kullanmıştır . Boya ayrıca Mezopotamya , Mısır , İngiltere , Mezoamerika , Peru , İran ve Batı Afrika'daki eski uygarlıklar tarafından da biliniyordu . İndigo, aynı zamanda üretimi ve işlenmesi için en eski büyük merkez olan Hindistan'da da yetiştirildi. I. tinctoria türler Hindistan'da evcilleştirilmiş. Boya olarak kullanılan indigo, lüks bir ürün olarak değerlendirildiği Yunanlılara ve Romalılara kadar ulaşmıştır.

Hindistan, Greko-Romen dönemi kadar erken bir tarihte, Avrupa'ya indigonun birincil tedarikçisiydi. Hindistan'ın indigo ile ilişkisi, boya için Yunanca kelime olan indikón'da (Ἰνδικόν, Hintçe) yansıtılır. Romalılar, indicum terimini Latince'ye çevirerek İtalyanca lehçesine ve sonunda İngilizce'ye indigo kelimesi olarak geçti .

İndigo kek, yaklaşık 2 cm

Mezopotamya'da, MÖ yedinci yüzyıla ait neo-Babil çivi yazılı bir tablet, lapis renkli yünün ( uqnatu ) kumaşın tekrar tekrar daldırılması ve havalandırılmasıyla üretildiği yünün boyanması için bir reçete verir . İndigo büyük olasılıkla Hindistan'dan ithal edildi. Romalılar indigoyu boyama, tıbbi ve kozmetik amaçlar için bir pigment olarak kullandılar. Arap tüccarlar tarafından Hindistan'dan Akdeniz'e ithal edilen lüks bir eşyaydı.

İndigo, Orta Çağ boyunca Avrupa'da nadir bulunan bir mal olarak kaldı. Bunun yerine woad bitkisinden ( Isatis tinctoria ) elde edilen kimyasal olarak özdeş bir boya kullanıldı. 15. yüzyılın sonlarında Portekizli kaşif Vasco da Gama Hindistan'a giden bir deniz yolu keşfetti. Bu, Hindistan, Baharat Adaları , Çin ve Japonya ile doğrudan ticaretin kurulmasına yol açtı . İthalatçılar artık Pers , Levanten ve Yunan aracılarının getirdiği ağır vergilerden ve daha önce kullanılan uzun ve tehlikeli kara yollarından kurtulabiliyordu . Sonuç olarak, Avrupa'da indigo ithalatı ve kullanımı önemli ölçüde arttı. Asya'dan birçok Avrupa çivit rengi Portekiz, Hollanda ve İngiltere'deki limanlardan geldi. Tropikal iklimlerde Avrupalı ​​güçler tarafından birçok indigo plantasyonu kuruldu. İspanya, boyayı Orta ve Güney Amerika'daki kolonilerinden ithal etti ve köleleştirilmiş Afrikalılar ve Afrikalı Amerikalılar tarafından yapılan emeğin çoğu veya tamamı ile Haiti ve Jamaika'da önemli bir mahsuldü. İspanyol sömürge döneminde, modern El Salvador bölgesinde dünya pazarı için yoğun indigo üretimi, o kadar sağlıksız koşullara yol açtı ki, salgın koşullarda çalışmaya zorlanan yerel yerli nüfus yok oldu. İndigo plantasyonları Virgin Adaları'nda da gelişti . Ancak, Fransa ve Almanya, yerel woad boya endüstrisini korumak için 16. yüzyılda ithal çivit mavisini yasakladı.

İndigo boyalı tagelmust giyen Touaregler

İndigo, Batı Afrika'daki asırlık tekstil geleneklerinin temeliydi. Gönderen Tuareg ait göçebe Sahara için Kamerun , giysi çivit anlamına zenginliği ile boyanmış. Kadınlar ile, pek çok alanda bez boyalı Yoruba ait Nijerya ve Mandinka ait Mali özellikle kendi uzmanlık tanınır. Hausa erkek boyacıları arasında, ortak boya ocaklarında çalışmak, Kano antik kentinin zenginliğinin temeliydi ve bugün hala aynı çukurlarda ticaret yaptıkları görülüyor.

Japonya'da indigo özellikle Edo döneminde önemli hale geldi . Bunun nedeni, büyüyen bir tekstil endüstrisiydi ve halkın ipek giymesinin yasaklanması, artan pamuğun ve dolayısıyla indigonun - onu boyayabilen birkaç maddeden biri - yol açmasıydı.

Newton , 1675 tarihli Lectiones Opticae'deki gökkuşağının gözden geçirilmiş hesabında, orijinal olarak adlandırdığı beşe eklediği iki yeni ana renkten birini tanımlamak için "indigo"yu kullandı .

Kuzey Amerika'da indigo, koloninin ikinci en önemli nakit mahsulü olduğu (pirinçten sonra) Eliza Lucas tarafından sömürge Güney Carolina'ya tanıtıldı . Büyük bir ihracat ürünü olarak indigo, orada plantasyon köleliğini destekledi. Mayıs ve Haziran 1755 sayılarında Centilmen Dergisi , böyle bir operasyon başlatılması için gerekli ekipman ve olası bir bütçenin çizimler eşliğinde çivit ekimi hakkında detaylı bir açıklama ortaya çıktı ekici South Carolina tarafından kaleme Charles Woodmason . Daha sonra kitap olarak çıktı. 1775 yılına gelindiğinde, Güney Carolina'daki indigo üretimi 1.222.000 poundu aştı. Ne zaman Benjamin Franklin için Fransa'nın desteğini Kasım 1776 yılında Fransa'ya yelken Amerikan Bağımsızlık Savaşı , çivit 35 varil gemide olduğumuzu Reprisal fonuna savaş çabalarına yardımcı olacağını satışı olan. Sömürge Kuzey Amerika'da, ticari olarak önemli üç tür bulunur: yerli I. caroliniana ve tanıtılan I. tinctoria ve I. suffruticosa .

Ticari bir emtia olarak yüksek değeri nedeniyle indigo, genellikle mavi altın olarak anılırdı.

Köylüler Bengal tarafından haksız muameleye karşı isyan Doğu Hindistan Şirketi olarak tanındı ne tüccarlar / yetiştiricilerinin İndigo isyanı sırasında 1859 yılında, İngiliz Raj of India . Dinabandhu Mitra'nın Nil Darpan oyunu , indigo'nun köleliğe ve zorla ekimine dayanmaktadır.

19. yüzyılda çivit mavisine olan talep, 1897'de , özellikle Hindistan'da , 7000 km 2 (2,700 sq mi) indigo üreten bitkilerin yetiştirilmesine ayrılmış olması gerçeğiyle belirtilmektedir . Karşılaştırıldığında, Lüksemburg ülkesi 2,586 km 2'dir (998 sq mi).

sentetik geliştirme

BASF fabrikasında indigo boya üretimi (1890)

1865 yılında Alman kimyager Adolf von Baeyer indigo sentezi üzerinde çalışmaya başladı. İlk indigo sentezini 1878'de ( isatin'den ) ve ikinci sentezini 1880'de ( 2-nitrobenzaldehitten ) tanımladı . (Baeyer nihayet 1883'e kadar indigonun yapısını belirledi.) İndigo sentezi pratik değildi, bu nedenle Badische Anilin- und Soda-Fabrik (BASF) ve Hoechst'te alternatif başlangıç ​​malzemeleri arayışı devam etti. Johannes Pfleger ve Karl Heumann sonunda endüstriyel seri üretim sentezini buldular.

Elde edilmesi kolay anilinden N-(2-karboksifenil)glisin sentezi, yeni ve ekonomik olarak çekici bir yol sağladı. BASF, ticari olarak uygulanabilir bir üretim süreci geliştirdi ve 1897'de kullanılmaya başlandı ve bu sırada bitki kaynaklarından 19.000 ton indigo üretildi. Bu 1914 yılına kadar 1.000 tona düştü ve daralmaya devam etti. 2011 yılına kadar dünya çapında 50.000 ton sentetik indigo üretiliyordu.

boyama teknolojisi

İndigo beyazı (löko-indigo)
İndigo boya ile boyanmış iplik

çivit beyazı

İndigo suda çözünmediği için zorlu bir boyadır . Çözünmesi için kimyasal değişime ( redüksiyon ) uğraması gerekir . İndirgeme çiviti "beyaz çivit"e ( löko -indigo) dönüştürür. Suya batırılmış bir kumaş boya banyosundan çıkarıldığında, beyaz indigo havadaki oksijenle hızla birleşir ve çözünmeyen, yoğun renkli indigoya geri döner. 16. yüzyılda Avrupa'da ilk kez yaygın olarak kullanıma sunulduğunda, Avrupalı ​​boyacılar ve matbaacılar bu ayırt edici özelliğinden dolayı indigo ile mücadele ettiler. Ayrıca, bazıları toksik maddeler içeren birkaç kimyasal manipülasyon gerektirdi ve işçileri yaralamak için birçok fırsata sahipti. 19. yüzyılda İngiliz şair William Wordsworth , otobiyografik şiiri The Prelude'da memleketi Cockermouth'un indigo boya işçilerinin kötü durumuna atıfta bulundu . Korkunç çalışma koşullarından ve onlara duyduğu empatiden bahsederek şunları yazdı:

Şüphesiz, o zaman ortak sebep bulmalıydım
Ölen bazılarıyla; muhtemelen öldü
Zavallı bir yanlış ve şaşkın teklif
Miller mavisinin o çıplak ruhları tarafından bilinmiyor

Avrupa'da kullanılan indigo beyazının üretimi için bir sanayi öncesi süreç, indigoyu amonyak içeren bayat idrarda çözmekti. Daha uygun bir indirgeyici madde çinkodur. Japonya'da kullanılan bir başka sanayi öncesi yöntem, indigoyu termofilik , anaerobik bakteri kültürünün muhafaza edildiği ısıtılmış bir teknede eritmekti . Bu tür bakterilerin bazı türleri, çözünmeyen çivit mavisini çözünür çivit beyazına dönüştüren metabolik bir ürün olarak hidrojen üretir . Kumaş teknikleri ile dekore edilmiş bir teknesi içinde boyanmış shibori (tie-boya), Kasuri , katazome ve tsutsugaki . Bu tekniklerle boyanmış giysi ve afiş örnekleri Hokusai ve diğer sanatçıların eserlerinde görülebilir .

Doğrudan baskı

18. yüzyılda İngiltere'de çivit renginin doğrudan uygulanması için iki farklı yöntem geliştirildi ve 19. yüzyıla kadar kullanımda kaldı. Çoğunlukla kurşun kalem veya fırça ile uygulandığı için 'kalem mavisi' olarak bilinen ilk yöntem, koyu tonlar elde etmek için kullanılabilir. İndigo tekneye arsenik trisülfid ve bir koyulaştırıcı eklendi. Arsenik bileşiği, indigonun oksidasyonunu, boyayı kumaşlara boyamaya yetecek kadar geciktirdi.

Dondurularak kurutulmuş indigo boya kabı

İkinci yöntem, Çin mavi-beyaz porselenine benzerliğinden dolayı 'Çin mavisi' olarak biliniyordu. Doğrudan bir çivit mavisi çözeltisi kullanmak yerine, işlem, kumaş üzerine çözünmeyen çivit mavisi formunu basmayı içeriyordu. Daha sonra indigo, her daldırma arasında hava oksidasyonu ile bir dizi demir(II) sülfat banyosunda indirgendi . Çin mavisi işlemi keskin tasarımlar yapabilir, ancak kalem mavisi yöntemiyle mümkün olan koyu tonları üretemezdi.

1880 civarında, 'glikoz süreci' geliştirildi. Sonunda, indigo'nun kumaş üzerine doğrudan baskısını mümkün kıldı ve Çin mavisi yöntemiyle elde edilemeyen ucuz koyu indigo baskılar üretebildi.

2004'ten beri dondurularak kurutulmuş indigo veya anında indigo mevcut hale geldi. Bu yöntemde, çivit zaten indirgenmiş ve daha sonra bir kristal halinde dondurularak kurutulmuştur. Boya kabını oluşturmak için kristaller ılık suya eklenir. Standart bir indigo boya kabında olduğu gibi oksijenle karışmamasına özen gösterilmelidir. Dondurularak kurutulmuş indigo'nun kullanımı kolaydır ve kristaller neme maruz kalmadıkları sürece süresiz olarak saklanabilir.

Kimyasal özellikler

İndigo, boşluk doldurucu

İndigo boyama koyu mavi kristalli bir toz olduğu süblime 390-392 ° C (734-738 ° F). Suda, alkolde veya eterde çözünmez , ancak DMSO , kloroform , nitrobenzen ve konsantre sülfürik asitte çözünür . Kimyasal formülü indigo olan Cı- 16 , H 10 , N 2 O 2 .

Molekül, spektrumun turuncu kısmındaki ışığı emer ( λmax = 613 nm). Bileşik derin rengini çift ​​bağların konjugasyonuna borçludur , yani molekül içindeki çift bağlar bitişiktir ve molekül düzlemseldir. İndigo beyazda, molekül düzlemsel olmadığı için konjugasyon kesintiye uğrar.

çivit türevleri

Tyrian morunun yapısı
İndigo karmin yapısı.

İndigodaki benzen halkaları, çeşitli ilgili boyar maddeleri verecek şekilde modifiye edilebilir. İki NH grubunun S atomları ile değiştirildiği Thioindigo , koyu kırmızıdır. Tyrian moru , ortak bir Akdeniz salyangozu tarafından salgılanan donuk mor bir boyadır. Antik çağda çok değerliydi. 1909'da yapısının 6,6'-dibromoindigo (kırmızı) olduğu gösterildi. 6-bromoindigo (mor) da bir bileşendir. Hiçbir zaman ticari olarak üretilmemiştir. Bununla birlikte, ilgili Ciba mavisi (5,7,5',7'-tetrabromoindigo) ticari değere sahiptir.

İndigo ve molekül içi ve moleküller arası hidrojen bağı içeren türevleri, organik çözücülerde çok düşük çözünürlüğe sahiptir. Moleküller arası bağlanmayı baskılayan tBOC grubu gibi geçici koruma grupları kullanılarak çözünür hale getirilebilirler . tBOC indigo'nun ısıtılması, etkin termal korumanın kaldırılması ve ana H-bağlı pigmentin rejenerasyonu ile sonuçlanır.

Sülfürik asitle muamele, indigoyu, indigo karmin (sülfonatlı indigo) adı verilen mavi-yeşil bir türevine dönüştürür . 18. yüzyılın ortalarında kullanılabilir hale geldi. Gıda, ilaç ve kozmetikte renklendirici olarak kullanılır.

Organik bir yarı iletken olarak indigo

Indigo ve türevlerinden bazılarının, vakumlu buharlaştırma ile ince filmler olarak biriktirildiğinde ambipolar organik yarı iletkenler olduğu bilinmektedir .

Güvenlik ve çevre

İndigo bir ile düşük oral toksisite yer alır LD 50 5000 mg / kg arasında, memelilerde. 2009 yılında, mavi boyaların büyük sızıntıları mavi kot üreticisi mansabında olduğu bildirildi Lesotho .

Bileşik bir şekilde hareket bulunmuştur agonist bir aril hidrokarbon reseptörü .

Phnom Penh, Kamboçya, 2005'te çivit rengi su kirliliği

Referanslar

daha fazla okuma

Dış bağlantılar