Введение
Химическое соединение и гистологическое окрашивание.
|Section7=
|Section8=
Alizarin (also known as 1,2 dihydroxyanthraquinone, Mordant Red 11, C. I. 58000, and Turkey Red) is an organic compound with formula that has been used throughout history as a prominent red dye, principally for dyeing textile fabrics. Historically it was derived from the roots of plants of the madder genus. In 1869, it became the first natural dye to be produced synthetically. in the ruins of Pompeii, and ancient Athens and Corinth. In the Middle Ages, Charlemagne encouraged madder cultivation. Madder was widely used as a dye in Western Europe in the Late Medieval centuries. In 17th century England, alizarin was used as a red dye for the clothing of the parliamentary New Model Army. The distinctive red color would continue to be worn for centuries (though also produced by other dyes such as cochineal), giving English and later British soldiers the nickname of "redcoats". The madder dyestuff is combined with a dye mordant. Depending on which mordant is used, the resulting color may be anywhere from pink through purple to dark brown. In the 18th century, the most valued color was a bright red known as "Turkey Red". The combination of mordants and overall technique used to obtain the Turkey Red originated in the Middle East or Turkey (hence the name). It was a complex and multi step technique in its Middle Eastern formulation, some parts of which were unnecessary. The process was simplified in late 18th century Europe. By 1804, dye maker George Field in Britain had refined a technique to make lake madder by treating it with alum, and an alkali, that converts the water soluble madder extract into a solid, insoluble pigment. This resulting madder lake has a longer lasting color, and can be used more efficaciously, for example by blending it into a paint. Over the following years, it was found that other metal salts, including those containing iron, tin, and chromium, could be used in place of alum to give madder based pigments of various other colors. This general method of preparing lakes has been known for centuries but was simplified in the late 18th and early 19th centuries. In 1826, the French chemist Pierre Jean Robiquet found that madder root contained two colorants, the red alizarin and the more rapidly fading purpurin. The alizarin component became the first natural dye to be synthetically duplicated in 1868 when the German chemists Carl Graebe and Carl Liebermann, working for BASF, found a way to produce it from anthracene. The Bayer AG company draws its roots from alizarin as well. About the same time, the English dye chemist William Henry Perkin independently discovered the same synthesis, although the BASF group filed their patent before Perkin by one day. The subsequent discovery (made by Broenner and Gutzhow in 1871) that anthracene could be abstracted from coal tar further advanced the importance and affordability of alizarin's artificial synthesis. The synthetic alizarin could be produced for a fraction of the cost of the natural product, and the market for madder collapsed virtually overnight. The principal synthesis entailed bromination of anthraquinone by bromine (in a sealed tube at 100 oC) to give 1,2 dibromoanthraquinone. Then the two bromine atoms were substituted by OH by heating (170 oC) with KOH, followed by treatment with strong acid. The incorporation of two bromine atoms in 1 and 2 position is not expected by an aromatic electrophilic substitution, and suggest the existence of an α,β unsaturated enol form of anthraquinone which suffer electrophilic addition by bromine. Alizarin, as a dye, has been largely replaced today by the more light resistant quinacridone pigments developed at DuPont in 1958.
Ализарин (также известный как 1,2 дигидроксиантрахинон, Мордант Красный 11, C. I. 58000 и турецкий красный) – органическое соединение с формулой, которое на протяжении истории использовалось как яркий красный краситель, преимущественно для окрашивания текстильных тканей. Исторически его получали из корней растений рода марена. В 1869 году ализарин стал первым натуральным красителем, произведенным синтетически. Следы его использования обнаружены в руинах Помпей, а также в Древних Афинах и Коринфе. В Средние века Карл Великий поощрял культивацию марены. Марена широко применялась как краситель в Западной Европе в период позднего Средневековья. В Англии XVII века ализарин использовался для окрашивания одежды парламентской армии Нового образца. Этот отличительный красный цвет продолжали носить на протяжении веков (хотя его получали и другими красителями, такими как кошениль), что дало английским, а затем и британским солдатам прозвище "красные мундиры". Краситель из марены комбинируется с мордрантом. В зависимости от используемого мордранта, получаемый цвет может варьироваться от розового до темно-коричневого. В XVIII веке наиболее ценился яркий красный цвет, известный как "турецкий красный". Сочетание мордрантов и общая техника, используемая для получения турецкого красного, возникли на Ближнем Востоке или в Турции (отсюда и название). Это был сложный и многоступенчатый процесс в ближневосточной версии, некоторые этапы которого были излишними. В конце XVIII века процесс был упрощен в Европе. К 1804 году британский производитель красителей Джордж Филд разработал метод получения лакового красителя из марены, обрабатывая ее квасцами и щелочью, что превращало растворимый в воде экстракт марены в твердый, нерастворимый пигмент. Полученный лак марены обладает более стойким цветом и может быть использован более эффективно, например, путем добавления в краску. В последующие годы было установлено, что вместо квасцов можно использовать другие соли металлов, включая соли железа, олова и хрома, для получения пигментов на основе марены различных цветов. Этот общий метод приготовления лаков известен на протяжении веков, но был упрощен в конце XVIII и начале XIX веков. В 1826 году французский химик Пьер Жан Робике обнаружил, что корень марены содержит два красителя: красный ализарин и пурпурин, который выцветает быстрее. Ализарин стал первым натуральным красителем, который был синтезирован в 1868 году, когда немецкие химики Карл Грейбе и Карл Либерман, работавшие в BASF, нашли способ получить его из антрацена. Компания Bayer AG также ведет свою историю от ализарина. Примерно в то же время английский химик-краситель Уильям Генри Перкин независимо открыл тот же синтез, однако группа BASF подала заявку на патент на один день раньше Перкина. Последующее открытие (сделанное Брённером и Гутшоу в 1871 году), что антрацен можно извлекать из каменноугольной смолы, еще больше повысило значимость и доступность искусственного синтеза ализарина. Синтетический ализарин можно было производить за значительно меньшую стоимость, чем натуральный продукт, и рынок марены практически мгновенно рухнул. Основной синтез заключался в бромировании антрахинона бромом (в запаянной трубке при 100 °C) с образованием 1,2-дибромантрахинона. Затем два атома брома были замещены на OH путем нагревания (170 °C) с KOH, после чего проводилась обработка сильной кислотой. Включение двух атомов брома в 1-е и 2-е положения не соответствует ароматическому электрофильному замещению и указывает на существование α,β-ненасыщенной енольной формы антрахинона, которая подвергается электрофильному присоединению брома. В настоящее время ализарин как краситель в значительной степени заменен более светостойкими пигментами хинакридона, разработанными в DuPont в 1958 году.
|Section7=
|Section8=
Alizarin (also known as 1,2 dihydroxyanthraquinone, Mordant Red 11, C. I. 58000, and Turkey Red) is an organic compound with formula that has been used throughout history as a prominent red dye, principally for dyeing textile fabrics. Historically it was derived from the roots of plants of the madder genus. In 1869, it became the first natural dye to be produced synthetically. in the ruins of Pompeii, and ancient Athens and Corinth. In the Middle Ages, Charlemagne encouraged madder cultivation. Madder was widely used as a dye in Western Europe in the Late Medieval centuries. In 17th century England, alizarin was used as a red dye for the clothing of the parliamentary New Model Army. The distinctive red color would continue to be worn for centuries (though also produced by other dyes such as cochineal), giving English and later British soldiers the nickname of "redcoats". The madder dyestuff is combined with a dye mordant. Depending on which mordant is used, the resulting color may be anywhere from pink through purple to dark brown. In the 18th century, the most valued color was a bright red known as "Turkey Red". The combination of mordants and overall technique used to obtain the Turkey Red originated in the Middle East or Turkey (hence the name). It was a complex and multi step technique in its Middle Eastern formulation, some parts of which were unnecessary. The process was simplified in late 18th century Europe. By 1804, dye maker George Field in Britain had refined a technique to make lake madder by treating it with alum, and an alkali, that converts the water soluble madder extract into a solid, insoluble pigment. This resulting madder lake has a longer lasting color, and can be used more efficaciously, for example by blending it into a paint. Over the following years, it was found that other metal salts, including those containing iron, tin, and chromium, could be used in place of alum to give madder based pigments of various other colors. This general method of preparing lakes has been known for centuries but was simplified in the late 18th and early 19th centuries. In 1826, the French chemist Pierre Jean Robiquet found that madder root contained two colorants, the red alizarin and the more rapidly fading purpurin. The alizarin component became the first natural dye to be synthetically duplicated in 1868 when the German chemists Carl Graebe and Carl Liebermann, working for BASF, found a way to produce it from anthracene. The Bayer AG company draws its roots from alizarin as well. About the same time, the English dye chemist William Henry Perkin independently discovered the same synthesis, although the BASF group filed their patent before Perkin by one day. The subsequent discovery (made by Broenner and Gutzhow in 1871) that anthracene could be abstracted from coal tar further advanced the importance and affordability of alizarin's artificial synthesis. The synthetic alizarin could be produced for a fraction of the cost of the natural product, and the market for madder collapsed virtually overnight. The principal synthesis entailed bromination of anthraquinone by bromine (in a sealed tube at 100 oC) to give 1,2 dibromoanthraquinone. Then the two bromine atoms were substituted by OH by heating (170 oC) with KOH, followed by treatment with strong acid. The incorporation of two bromine atoms in 1 and 2 position is not expected by an aromatic electrophilic substitution, and suggest the existence of an α,β unsaturated enol form of anthraquinone which suffer electrophilic addition by bromine. Alizarin, as a dye, has been largely replaced today by the more light resistant quinacridone pigments developed at DuPont in 1958.
Структура и свойства
Ализарин — один из десяти изомеров дигидроксиантрахинона. Он растворим в гексане и хлороформе и может быть получен из хлороформа в виде красно-фиолетовых кристаллов с температурой плавления 277–278 °C.
Приложения
Ализарин Red используется в биохимическом анализе для количественного определения, посредством колориметрии, наличия кальциевых отложений клетками остеогенного ряда. Таким образом, он является ранним маркером стадии (10–16 дней культивирования in vitro) минерализации матрицы, важнейшего этапа формирования кальцифицированной внеклеточной матрицы, связанной с истинной костной тканью. О способности ализарина служить биологическим красителем впервые было отмечено в 1567 году, когда было замечено, что при кормлении животных он окрашивал их зубы и кости в красный цвет. В настоящее время это вещество широко используется в медицинских исследованиях, связанных с кальцием. Свободный (ионный) кальций образует осадки с ализарином, и тканевый блок, содержащий кальций, немедленно окрашивается в красный цвет при погружении в раствор ализарина. Таким образом, можно окрашивать как чистый кальций, так и кальций, содержащийся в костях и других тканях. Эти окрашенные ализарином элементы лучше визуализируются под флуоресцентным светом с возбуждением 440–460 нм. Процесс окрашивания кальция ализарином наиболее эффективен при проведении в кислой среде (во многих лабораториях он лучше работает при pH 4,1–4,3). В клинической практике он используется для окрашивания синовиальной жидкости с целью оценки наличия кристаллов основного фосфата кальция. Ализарин также применялся в исследованиях, посвященных росту костей, остеопорозу, костному мозгу, отложениям кальция в сосудистой системе, клеточной сигнализации, экспрессии генов, тканевой инженерии и мезенхимальным стволовым клеткам. Красный пигмент, получаемый из марены красильной (madder lake), использовался в живописи с древних времен.