合成染料开出绚烂之花

合成染料开出绚烂之花

因为染色技术非常不发达，所以在大约100多年前，生活的色彩还没有今天这样丰富多样。谁要想把布料染成自己喜爱的颜色，只能用茜草、郁金、靛蓝、大黄、红花等植物的根、叶和皮之类的汁儿来染色。这些天然染料种类不多，数量也有限，而且染出来的东西色泽又不够明亮，还容易褪色。直到化学合成染料出现后，才解决了人们对色彩的需求。而这项化学上重要的发明，是由英国人帕琴在偶然中首先完成的。

非洲的英国殖民地曾流行疟疾。奎宁是治疗疟疾的特效药。然而天然的奎宁产量少，满足不了需要。

当时，为了用人工方法合成奎宁，任英国皇家化学院院长的霍夫曼开始研究从煤焦油中提取奎宁的办法。1856年，霍夫曼收了一个积极热情的18岁研究生，这就是帕琴。

在自家庭院角落的一间小屋里，帕琴夜以继日地进行实验，连节假日也不休息。他从煤焦油中制取了一种苯的化合物——甲苯胺，想使它再通过一些化学变化变成奎宁，但失败却接踵而至。

因此，他又从煤焦油的另一个成分——苯胺盐想办法。在合成的最后阶段加重铬酸钾进行氧化时，他没得到所希望的白色奎宁结晶，却得到了一种黑色的粘稠液体！

但帕琴并没有灰心丧气，他想看看这种黑色沉淀物到底是什么。于是，他向瓶子里加了点酒精。顿时，黑色液体沉淀溶解成了鲜艳的紫红色。这一来，更证明它不会是奎宁。试验失败了，但聪明的帕琴却注意到了那鲜艳漂亮的紫红色。他想，能不能用它来作染料呢？于是，帕琴拿块布片放进去进行试验。结果，布片被染成了同样的色彩，而且美观鲜艳，这就是第一种合成染料——苯胺紫。

获得合成染料的发明专利后，帕琴就说服他的父亲，在哈罗附近建起了一个印染厂。经过改进，生产出一种淡紫色染料，深受女士们的欢迎。就连当时的英国女王维多利亚也非常喜欢这种颜色，有一次她穿了这种颜色的裙子出席一个集会，不料产生了强烈的广告效应，人们竞相模仿，风靡一时。帕琴35岁时，就因生产这种染料而成为巨富。后来他不愿再继续经营染料工厂，便重操旧业，开始从事化学研究工作。

尽管苯胺紫的发现虽具偶然性，但这一发现却是人工合成染料的一个重大突破，它开辟了新的研究道路和新的化学工业，为人类生活增添了绚丽的色彩。

当时苯分子的环状结构还没有提出，苯胺紫的结构当然无从确定。理论的滞后使帕琴不能合成出更多更好的染料。

直到1868年，在新的有机结构理论指导下，德国化学家格雷贝和里贝曼合作，对茜草中的茜素进行研究，发现它是蒽的衍生物——二羟基蒽醌。

于是他们以煤焦油中的蒽为原料，合成了茜素。第二年，茜素就投入工业化生产，并得到迅速发展，很快取代了茜草的种植园生产。茜素的人工合成，反过来证明了凯库勒有关苯分子结构理论的正确性；它鼓舞了更多的化学家进一步有计划、有步骤地合成有机物。

另一种重要的染料靛蓝，原来也是从植物中提取的。在合成茜素十年后，凯库勒的学生、德国化学家拜耶尔初步判明了靛蓝的结构，并在实验室中合成了它。在对染料的研究过程中，拜耶尔提出了著名的碳环张力学说——五元环和六元环的内角接近109°28′而稳定。他因此获得了1905年的诺贝尔化学奖。

在德国，许多有机化学家和化工企业合作，合成了大量天然的以及自然界原来没有的染料，使德国的染料工业在19世纪后期赶上并超过了英国。这些成就还是要感谢德国化学大师李比希所开创的吉森学派对有机物结构理论的深入研究。