Ализатрон — синтетический краситель¶

Ализатрон — общее название группы синтетических органических красителей антрахинонового ряда, используемых преимущественно для крашения целлюлозных волокон (хлопка, вискозы, льна) и получения пигментов. Наиболее известный представитель группы — ализариновый красный, или ализарин, исторически первый природный краситель, синтезированный искусственно. Ализатроны относятся к классу антрахиноновых красителей и занимают заметное место в истории химии красителей, поскольку их синтез в конце XIX века стал одним из первых промышленных успехов органического синтеза.

¶История

Ализарин — красящее вещество, издавна получаемое из корней марены красильной (Rubia tinctorum). Это растение культивировали в Европе и Азии тысячи лет: красные ткани, окрашенные мареной, известны в Древнем Египте, Индии, Персии и античном Средиземноморье. Пигмент давал устойчивый ярко-красный цвет, но требовал больших площадей под посевы и сложной переработки корней.

В 1868 году немецкие химики Карл Гребе и Карл Либерман установили структуру ализарина и показали, что его можно получить из антрацена. В 1869 году синтез был осуществлён одновременно несколькими исследователями, в том числе Уильямом Перкином в Англии и коллективом BASF в Германии. Промышленное производство синтетического ализарина началось в 1869—1870 годах и уже к концу 1870-х годов практически вытеснило природное сырьё: цены на марену резко упали, а её посевы в Европе были свёрнуты. Это событие часто приводят как ранний пример того, как химический синтез полностью вытесняет сельскохозяйственное сырьё.

В дальнейшем на основе антрахинона были созданы многочисленные производные — собственно ализатроны, а также близкие группы красителей (ализариновые и антрахиноновые кислоты, ализариновые синие и другие).

¶Химическая природа

Ализарин представляет собой 1,2-дигидроксиантрахинон — производное антрахинона с двумя гидроксильными группами в положениях 1 и 2. Это кристаллическое вещество оранжево-красного цвета, плохо растворимое в воде, но образующее растворимые соли с щелочами. Именно способность гидроксильных групп связываться с ионами металлов лежит в основе его красящего действия.

Ализатроны в широком смысле — это производные антрахинона, содержащие гидроксильные, амино- или сульфогруппы, которые обеспечивают сродство к волокну и образование комплексов с металлами. Введение сульфогрупп повышает растворимость в воде и переводит краситель в категорию кислотных или прямых красителей.

¶Механизм крашения

Ключевая особенность ализарина и его аналогов — образование прочных комплексных соединений с ионами металлов. При крашении по так называемому протравному способу ткань сначала обрабатывают солями металлов (протравами), чаще всего солями алюминия, железа, хрома или олова, а затем погружают в раствор красителя. Металл выступает посредником: он связывается и с гидроксильными группами красителя, и с волокном, образуя устойчивый нерастворимый комплекс — лак.

От природы металла зависит цвет получаемого лака:

Эта особенность делает ализариновые красители универсальными: один и тот же пигмент при разных протравах даёт целую гамму оттенков. Кроме того, ализарин применяют в качестве кислотно-протравного красителя для шерсти и шёлка.

¶Применение

Основные области применения ализатронов:

• Текстильная промышленность — крашение хлопчатобумажных, вискозных, льняных тканей, а также шерсти и шёлка; получение прочных окрасов, устойчивых к свету и стирке.
• Производство пигментов и лаков — ализариновые лаки используются как художественные пигменты (например, краплак — ализариновый лак на основе алюминия) и в полиграфии.
• Индикаторы и аналитическая химия — ализарин и его производные применяют как реагенты для качественного и количественного определения ионов металлов, в частности алюминия, кальция, циркония, фтора.
• Гистология — некоторые ализариновые красители используются для окрашивания биологических препаратов, например для выявления отложений кальция в тканях.
• Индикация в анализе — ализарин красный S и родственные соединения служат металлоиндикаторами в комплексонометрическом титровании.

¶Значение

Синтез ализарина стал одним из первых примеров промышленного органического синтеза, потеснившего природное сырьё, и способствовал становлению немецкой химической промышленности как мирового лидера конца XIX века. На примере ализарина были отработаны принципы протравного крашения, которые затем применялись к другим классам красителей. В истории химии этот синтез рассматривается как важный этап перехода от эмпирического красильного ремесла к научно обоснованному производству.

С развитием анилиновых и реактивных красителей в XX веке значение ализатронов в текстильной промышленности снизилось, однако они сохранили применение в аналитической химии, производстве пигментов и специальных областях.