苯胺紫:紫色改变世界

作者:胖瓜来源:蝌蚪五线谱发布时间:2018-05-15

一个小小的意外,开启了一个缤纷的世界。

回顾历史,紫色总是被视作一种尊贵的颜色,常是贵族和王室的象征。答案非常简单:物以稀为贵,在过去,紫色染料实在是太稀有、太昂贵了。

在1856年前,地中海旁泰尔(现为黎巴嫩的苏尔港)的一种海螺是紫色染料的主要来源。人们提取这种海螺鳃下腺分泌出的淡黄色粘液,暴晒后,粘液就会从淡黄色变成红绿色,然后变成深红色,最后再慢慢变成鲜艳的紫色。这就是骨螺紫(Tytian Purple)的来历。

这种“骨螺紫”美则美矣,但最大的问题是,提炼过程实在是太费劲了。人们想要提炼小小一克的紫色染料,需要采集上万只海螺作为原料,无论采集工作还是后来的加工程序,都是非常费时费力的,因此,骨螺紫的价格在当时真的比黄金还要昂贵。

而这种局面延续到1856年才被永久地改变了:人们掌握了人工合成紫色染料的方式。不过有趣的是,这其实还要源自一个无意的失误。

想要当化学家的商人儿子

1838年3月12日,威廉·亨利·帕金(William Henry Perkin)出生在伦敦。他的父亲是一位建筑商人,并希望儿子也能走自己的道路。

可是,帕金在14岁时,有一天去听科学家法拉第的学术讲座,之后便被法拉第的有趣实验所吸引。从此,他便决心选择化学研究作为自己终生的事业。

曾几何时,法拉第在听了一场学术讲座而激起了从事科学研究的热情,而14岁的帕金又因为法拉第的讲座而决心献身科学,历史就是这样有趣地重演着。

然而,当时英国的教育界不重视化学。在学校里,化学课总是安排在午休时间,因为多数学生都对化学课不感兴趣。只有位于伦敦的皇家化学学院(现为伦敦帝国学院)才设有比较正规的化学课程。争气的帕金很快就在皇家化学学院崭露头角,1856年,年仅18岁的他被来自德国的化学家奥古斯特·威廉·范·霍夫曼(August Wilhelm von Hofmann)教授挑选中成为他的有力助手。

用合成材料仿制天然物质是霍夫曼的最大兴趣。为了能在节假日也做上实验,帕金就在自己家里建了实验室。他把一间狭长的房间隔开,一半作卧室,一半作实验室。实验室很简陋,只有一张桌子和一些放试管烧杯的架子,连自来水和煤气都没有。

无数次的失败

19世纪中叶,欧洲流行疟疾,每天要死掉数以百计的人。许多科学家日以继夜在寻觅治疗疟疾的良药,以对付这种可怕的疾病。

那时,欧洲治疗疟疾的药,只有从金鸡纳树中提取的奎宁一种。但是金鸡纳树主要生长在南美洲,能供提取的奎宁很有限,远远不能满足需求。加上英国拥有殖民地,那里卫生条件差,疟疾泛滥,非常迫切需要大量的奎宁。

能否采用化学合成的方法来制取奎宁呢?霍夫曼有一天不经意地大声说道:“难道就不能用煤焦油里的化学物质来制造奎宁吗?”这句话引起了帕金极大的兴趣,他一心要研究这一课题。

然而帕金并不知道,在当时的科技条件下,这一目的是无法实现的。实验经历了无数次失败,可帕金并不灰心,仍然每天坚持实验。真是有心栽花花不开,无意插柳柳成荫:帕金却由于这项无望的研究而取得了意外的收获,结果不仅使自己立身扬名,而且,用创造奇迹的“神灯”照亮了神秘的化学世界。

这就是他于1856年发现的紫色物质“苯胺紫”,一种人工合成染料。

美丽的意外

1856年3月,当他在在家中实验室摆弄化学品时,帕金还不知道即将发生什么事。

他当时正在一如既往地试图制作抗疟药奎宁,在试验过程中需要用到煤焦油。实验结束后,虽然结果还是失败,但帕金发现烧瓶底部形成了一种奇怪的黑色沉淀物,于是便倒入酒精并摇晃烧瓶试图清除它们。

忽然他发现,经过酒精的溶解稀释之后,烧瓶底部出现了漂亮的蓝紫色。

帕金面对着这种紫色的物质在想:这东西到底有什么用处呢?

他随手从瓶子里取出一点儿放在手上,想仔细瞧瞧究竟是啥东西。一不留神,紫色物碰到他的白衣服,碰到的地方就变成了紫色。衣服搞脏了,帕金眉头也没有皱一下:他反而敏锐地意识到,这种紫色物质可以用来做染料。

有了这个念头,他立即重新做了刚才的实验。这次,他得到了更多的紫色物质,并把它调成了溶液,然后将一块白布浸入到溶液中。

几小时后,白布真的被染成了紫色,颜色鲜艳无比,水洗不掉,日晒不褪。人工合成染料制成了!

长时间的实验虽然没有制出奎宁,却意外地合成了染料,使帕金成为世界上第一位发明人工合成染料的人,而且还完全克服了天然染料褪色、掉色以及成本高昂的缺陷。

孤注一掷

帕金将苯胺紫寄到瑞典一家专业生产染料的公司,询问其是否有用。结果是令人满意的,那家公司回复说:“如果能廉价生产这种染料的话,是大有前途的。”

于是,帕金决定辞去大学的工作,成为一名实业家,并于1856年8月26日获得了生产这种染料的专利权。帕金要做出这一决定需要勇气和坚定的信心,因为这个选择遭到了恩师霍夫曼教授的反对,但是,他还是坚定地走自己所选择的道路。

帕金的父亲虽然是位搞建筑承包的商人,但是他很了解染料市场的行情。他对儿子的发明非常得意,并认准它能带来好运。于是,父亲和哥哥拿出自己一生的积蓄来支持帕金的事业。1857年,他们一家人共同创办世界上第一个合成染料企业——帕金父子公司。帕金克服了各种困难,独自设计并制造了所需要的各种装置,终于开始生产苯胺紫。

到了1860年他的工厂已经初具规模了,制造出第一批苯胺紫,推向市场,取得了极大的商业成功。他本人也赢得了极高的声誉,还要归功于维多利亚女王和其他皇室成员的大力扶持。他们纷纷穿上苯胺紫染制的紫色衣服,是最好的人形广告。

依据帕金的方法,可以通过化学的方法从工业垃圾煤焦油中大量提炼出苯胺紫,价廉物美,贫民百姓都能消费得起。因此,紫色很快就成为流行色,而且流行了十年之久,被称为“紫色的十年”,而帕金也因此一下子就变成了有名的富翁。

紫色改变世界

当初帕金那略显鲁莽的的选择得到了回报:人工合成的紫色染料开辟了一种新的行业,使得纺织业产生了重大变革,并促进了其他领域的发展,比如摄影和医学(包括化学疗法)。帕金在23岁就已经成了世界上的染料权威,他应邀到伦敦的化学大会做报告,而那时候,昔日的偶像法拉第也坐在听众席上。

此后帕金不断研制出各种颜色的合成染料,大约35岁左右又回归研究。作为一名研究者,帕金的一生也是硕果累累。1876年,他合成了芳香物质香豆素,从而指出了一条人工合成香素的途径。

各种荣誉接踵而来。1906年,是帕金发明苯胺紫五十周年纪念,这一年他被英国国王授予爵位称号,同时合成染料贸易继续风靡,而且逐渐取代了天然染料。在欧洲和美洲举行了表彰他的特别集会,在纽约为了纪念他还设立了“帕金奖”,专门授予那些在应用化学领域作出重大贡献的人。

出席集会的人都系着帕金工厂最初生产的苯胺紫染成的领带,那些荣获帕金奖的人也都郑重地系着这种领带。这一切使帕金达到了荣誉的顶峰。第二年,即1907年7月14日,帕金与世长辞了,终年69岁。

在帕金以前,人们的生活大都缺乏色彩。到他逝世时,世界却变得色彩缤纷了。这都和帕金发明的第一种合成染料有着千丝万缕的关系。另外,人工合成染料的成功,刺激着人们在其它领域进行新的努力,现在人工合成物质已遍及纤维、橡胶、药物乃至食品防腐剂、调味剂等各个领域。

今天,科学家们正在大胆地、充满信心地重新建设着大自然,人们将铭记着首创人工合成染料的帕金的丰功伟绩。

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