Индиго

Количество синтезированных красителей все увеличивалось. В 1867 г. Карл Александр Марциус получил «желтый Марциуса» — нафталиновый краситель, а в 1876 г. Г. Каро синтезировал «метиленовый синий» — краситель, содержащий серу. Однако «короля» красителей — индиго получали, как и прежде, традиционным путем — из индигоносных растений. Стоимость этого красителя была высокой, а потребление его во всем мире составляло около 5 млн. кг в год.

В 1866 г. исследованием строения индиго занялся А. Байер. Адольф Байер родился в 1835 г. в Берлине; отец его был ученым-геодезистом, получившим чин генерала. Байер был учеником Бунзена и Кекуле, работал в ремесленном училище в Берлине и в военной академии. В 1872 г. Байер стал профессором Страсбургского университета, а в 1875 г.— преемником Либиха на кафедре в Мюнхенском университете. Байер был типичным экспериментатором классической школы. Поэтому по мере развития структурной химии главную задачу ее он видел в выяснении строения органических соединений. В 1866−1868 гг., используя созданный им метод восстановления цинковой пылью, Байер открыл индоксил — исходное вещество для получения индиго. Байеру принадлежит также открытие методов получения фталеина и конденсации альдегида. В 1885 г. Байер выдвинул «теорию напряжения» при циклообразовании органических соединений. В 1905 г. он получил Нобелевскую премию по химии.

Венцом экспериментальных работ Байера было установление строения индиго и получение синтетического индиго.

К числу работ, предваривших это открытие, относится исследование Байером изатина — продукта окисления ин­диго— и его синтез. В 1869 г. Байер писал, что для синтеза индиго следует ввести в бензол двучленную углеродную цепь и атом азота и соединить их между собой. Такой вывод он сделал, изучая нитрокоричную кислоту. В результате многочисленных синтезов ему удалось в 1870 г. получить индоксил, в 1883 г.— индиго, а вслед за этим установить его строение. На установление молекулярного строения и синтеза этих столь необходимых красителей ушло почти два десятилетия, а для создания их промышленного производства понадобилось еще 15 лет. Лабораторный синтез Байера, в котором исходным веществом была коричная кислота, не мог быть внедрен в промышленность из-за высокой стоимости исходного продукта. Только Карлу Хейману удалось разработать рентабельный метод, который в 90-е годы был использован компанией БАСФ и «Предприятиями „Хёхст» по изготовлению красителей». К. Хейман установил, что индиго можно получить при сплавлении фенилгликоколя (фенилглицина) с едким кали. Исходными веществами являлись имеющиеся в достаточном количестве анилин, уксусная кислота, хлор и щелочь.

Тем не менее, вначале промышленный эксперимент закончился неудачно: выходы были слишком незначительными, чтобы можно было сбить цены на природный растительный индиго. К этому надо добавить, что рентабельность метода была гарантирована лишь позднее благодаря использованию амида натрия в качестве конденсирующего агента. К. Хейман нашел, что высоких выходов можно достичь при использовании антраниловой кислоты в качестве исходного материала. Вскоре химики начали поиски удобного метода синтеза этой кислоты, которую получали из фталевой кислоты. Наконец, удалось получить фталевую кислоту при нагревании нафталина с концентрированной серной кислотой в присутствии катализатора — солей ртути. К этому времени благодаря контактному методу, использовавшемуся на предприятиях БАСФ, серную кислоту уже можно было получать в больших количествах. В 1897 г. на предприятиях БАСФ началось промышленное изготовление синтетического индиго. На «Предприятиях ,,Хёхст» по изготовлению красителей» химики вскоре нашли еще один выгодный метод получения индиго, в котором исходными веществами служили бензол или «анилиновое масло».

В 1901 г. был открыт другой класс кубовых красителей, которые окрашивали растительные и искусственные волокна без предварительного протравливания. Рене Бон, ведущий химик БАСФ, положил начало синтезу этого вида красителей, создав синий краситель, названный им индантреном. Получали индантрен при щелочном плавлении 2-аминоантрахинона при температуре 150-200° С с добавлением нитрата калия. За этим красителем последовали другие кубовые красители, например флавантрен и пирантрен. Благодаря их светоустойчивости и нечувствительности к влаге они пользовались широким спросом у потребителей.