靛蓝的原产地是印度。天然植物靛蓝的历史非常遥远,从印度4000多年前出土的麻布上面就分析出了靛蓝的成分。我国应用靛蓝的历史也很长,3000年前战国思想家荀子在《劝学篇》中就留下了一句醒世名言:“青,取之于蓝,而青于蓝。”他说的是从蓝草中提炼出来的靛青色比蓝草更深。青,是指靛青,即靛蓝;蓝是指蓝草,是可以用于制作靛蓝染料的数种植物的统称,如菘蓝、蓼蓝、木蓝等。这句名言是指靛青染料从蓝草中提炼出来的,但颜色比蓝草更深。后世一般把“青出于蓝而胜于蓝”用来形容学生胜过老师,与长江后浪推前浪的意思相似。
从蓼蓝草中提取靛蓝印花布
植物的颜色一般都是绿色的,那是含有叶绿素的缘故。靛青的颜色却并不是叶绿素构成,而是由两分子吲哚酚缩合成为的深蓝色的靛蓝分子。因此,“青(靛青)”的颜色自然要比“蓝(蓝草)”的自然绿色要深得多。这就是青出于蓝而胜于蓝的道理。
早在秦汉之前,人们尚不知道靛蓝染料的还原染色机理,只是在菘蓝收获的季节,将蓝草割下后切碎浸泡出色液之后,尽快将此染液用于染色,以利游离出的色素在布面上缩合生成不溶于水的靛蓝染料,形成蓝色。这个过程一般很短,时间稍长后,染液中的吲哚酚一旦全部缩合,就会变成蓝色的沉淀而不再有利用价值。因此,当时在蓝草收获季节,染匠们是十分繁忙的,要没日没夜地加紧染色,否则染液就要报废。
有一次,一个染坊的两位染匠累了一天,还是没有把要染的布染完,而池子里的染液却眼看要全部变成蓝色的泥浆了,两人又气又累,吃饭时多喝了几杯,结果酩酊大醉,其中一人竟然趴在染池边上呕吐起来,吐完之后两人就在池边呼呼大睡。第二天,本打算接受老板惩罚的两位师傅一看,染池上面浮着许多泡沫,用染棒一搅,昨天的蓝泥不见了!两人十分惊奇,连忙用一块白布放进去浸泡,结果拿出来一看,不是原来的蓝色而是黄褐色,正在失望之际,那黄褐色的布却慢慢地变成了蓝色!
嘿!这可是没有料到的好事。有了这种办法,再也用不着担心蓝草染液沉淀了,而且正可以利用它生成沉淀的原理来长期保存这种染料。由于是蓝色染料生成的沉淀,因此这种染料被称为“蓝淀”。后来专门造了一个形声字供它使用:靛。意思青色(蓝)的沉淀。(www.daowen.com)
当然,后来的染匠师傅不可能总是往染池中呕吐,那样的话恐怕染出的布就不大好卖了。而是根据这个原理,在这种蓝色沉淀中加入酒糟(其中含有多种还原作用的酵素),使不溶于水的靛蓝泥还原成可溶性的靛白隐色酸,染在布上之后,经空气氧化后再变回不溶性的蓝色染料。现代染料化学工业中把这种类型的染料称为氧化还原染料,简称还原染料,把上述染料的制作和还原染色过程用进程图可表示为:
蓝草→浸泡→菘蓝→水解→吲哚酚→吲哚酮→缩合→蓝淀→酒糟→氢化酵素→还原→吲哚酚→石灰(提供碱性)→靛白隐色盐→靛蓝。
时至今日,印染厂中仍然还在大量使用靛蓝染料,当然,今天的靛蓝并非植物靛蓝而是化学合成靛蓝。人工合成靛蓝的历史要追溯至1878年,德国化学家拜耳利用植物靛蓝进行氧化,生成了靛红,然后又利用靛红氧化再转化为靛蓝。虽然这种通过自己来合成自己的方法肯定没有实用价值,但是它却揭示了天然靛蓝的化学结构,为进一步人工合成靛蓝打下了理论基础。
1882年,拜耳设计出了第二条合成靛蓝的线路,采用邻硝基苯甲醛为基本原料,通过取代、还原、氧化合成出了真正意义上的合成靛蓝。1890年,德国巴斯夫公司首家正式投产合成靛蓝,但工艺线路不够成熟,生产状况不够理想。1890年,瑞士化学家胡曼教授发明了新的合成靛蓝的方法,他采用的是邻硝基苯甲酸为基本原料,在氯代乙酸的作用下发生取代反应,再经处理,最后经氧化生成靛蓝。1897年,巴斯夫放弃了拜耳法,改用胡曼的新法生产靛蓝。1901年,德国的皮斐格将胡曼的另一种合成线路进行改进,采用苯胺为基本原料生产靛蓝,此法被称为胡曼—皮斐格法,简称HP法。此后虽然巴斯夫公司和瑞士的嘉基公司分别在1907和1914年研究出了新的合成线路,但是最终都因安全问题而宣告失败。至今整整100多年过去了,HP法仍为全世界广泛采用的合成靛蓝的主要方法。
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