- Εισαγωγή: Μύθοι και δεδομένα για ορισμένες ευτυχείς συγκυρίες στην επιστήμη της Χημείας
- Ορισμός της τυχαιότητας στην επιστήμη
- Το "μήλο" του Newton
- Το "φίδι" του Kekule
- Τυχαίες ανακαλύψεις που οδήγησαν στη διευκρίνιση της δομής του ατόμου
- Εκρηκτικά
- Γλυκαντικές ουσίες
- Τεχνητές υφάνσιμες ύλες
- Ουσίες με βιολογική δράση
- Χρωστικές ουσίες
Χρωστικές ουσίες
Mωβεΐνη
Η σύνθεση αρκετών από τις χρωστικές πραγματοποιήθηκε κατά λάθος. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελούν η μωβείνη και η φθαλοκυανίνη. Η μωβείνη είναι για την ακρίβεια η πρώτη χρωστική που συντέθηκε και μάλιστα εντελώς κατά λάθος αφού ο Perkin προσπαθούσε, σύμφωνα με προτροπή του καθηγητή του Hoffman να βρει τρόπο σύνθεσης της κινίνης που ήταν γνωστό και χρήσιμο φάρμακο κατά της ελονοσίας.
Η αντίδραση που επιχείρησε ήταν οξείδωση με διχρωμικό κάλιο ανιλίνης, η οποία όμως αντέδρασε με προσμίξεις τολουϊδίνης που περιείχε κι έδωσε ένα τυπικό «άχρηστο» μαύρο λάδι. Κατά τη διαδικασία καθαρισμού του σκεύους της αντίδρασης και την έκπλυση με αιθανόλη, ο Perkin διαπίστωσε ότι δημιουργήθηκε ένα ιώδες διάλυμα. Όταν διαπίστωσε ότι το διάλυμα αυτό μπορούσε να βάψει ίνες βαμβακιού και μεταξιού, επεξέτεινε την έρευνά του, βελτιστοποίησε τη διαδικασία σύνθεσης και έθεσε τις βάσεις για βιομηχανική του παρασκευή με την οποία ασχολήθηκε εμπορικά για μεγάλο χρονικό διάστημα.
Η χρονιά ήταν το 1856 και θεωρείται από πολλούς όχι μόνο η απαρχή της εφαρμοσμένης συνθετικής οργανικής χημείας ή της βιομηχανίας των χρωστικών αλλά ακόμη και της βιομηχανικής χημείας.
Iνδικό
Η χρωστική με το όνομα ινδικό είχε φυτική προέλευση και χώρα καταγωγής την Ινδία και συγκεκριμένα το φυτό με το όνομα Indigofera tinctoria. Η χρωστική ήταν γνωστή ήδη κατά τους Ελληνιστικούς χρόνους όπου και αποδίδεται η ονομασία της ως «ινδικόν» σύμφωνα με τις αντιλήψεις και τις συνήθειες των Ελλήνων. Η χρήση του διαδόθηκε στην Ευρώπη κατά τον 13ο αιώνα σε μεγάλη έκταση οπότε και αντικατέστησε κάποιες τοπικές χρωστικές ανάλογου χρώματος, έφθασε δε να θεωρηθεί από τον Newton ένα ξεχωριστό χρώμα στο φάσμα των γνωστών και αποδεκτών ως διακριτών χρωμάτων.
Η παραγωγή του αναφέρεται από κάποιες πηγές πως έφθασε τους 19.000 τόνους κατά το 1897. Ήδη από το 1865 ο Baeyer επιχειρούσε να παρασκευάσει συνθετικά τη χρωστική, ξεκινώντας από ισατίνη (1878) ή 2-νιτροβενζαλδεϋδη (1880) μεταξύ των άλλων, ωστόσο η βιομηχανική παρασκευή δεν ήταν πρακτική και οι ερευνητικές προσπάθειες συνεχιζόταν σε πολλές βιομηχανίες.
Όταν στα εργαστήρια της BASF ένας χημικός ονόματι Sapper προκάλεσε ένα ατύχημα, το θερμόμετρο που χρησιμοποιούσε έσπασε πάνω από ένα δοχείο όπου έβραζε ένα μείγμα ναφθαλινίου και ατμίζοντος θειικού οξέος. Ο θειικός υδράργυρος που σχηματίστηκε έδρασε ως καταλύτης στο σχηματισμό του φθαλικού ανυδρίτη.
Με βάση την παρατήρηση αυτή, ο Karl Neumann προχώρησε στη μετατροπή του ανυδρίτη στη χρωστική ινδικό σε βιομηχανική κλίμακα ήδη από το 1897, κλονίζοντας αρχικά και καταργώντας τελικά τη βιομηχανία παραγωγής φυσικού ινδικού. Σε τυχαίες καταρχήν παρατηρήσεις οφείλεται η ανακάλυψη αρκετών ακόμη χρωστικών, όπως για παράδειγμα των φθαλοκυανινών, κάτι που στηρίζεται στον εντελώς διαφορετικό προσανατολισμό των αρχικών πειραμάτων κατά τη διάρκεια των οποίων πραγματοποιήθηκαν οι πρώτες σχετικές παρατηρήσεις.
Φθαλοκυανίνες
Παράγωγα του φθαλικού οξέος ή του αντίστοιχου ανυδρίτη ήταν γνωστά από αρκετά παλιά και μάλιστα έχουν αναφερθεί οι συνθέσεις ενώσεων με κυανό κυρίως χρώμα ήδη από τις αρχές του 20ου αιώνα (A.Braun, J.Tcherniac, Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft, 1907, 40, 2709). Βρωμο- ή άμινο- υποκατεστημένα παράγωγα του οξέος καθώς και το αντίστοιχο νιτρίλιο έχουν λάβει μέρος σε αντιδράσεις κατά τις οποίες παρασκευάστηκαν ανάλογες χρωστικές, ωστόσο συχνά η μελέτη τους παρέμενε στις βασικές χημικές ιδιότητες και δεν προχωρούσε σε εφαρμογή τους (H. de Diesbach, E. von der Weid, Helevtica Chimica Acta, 1927, 10, 886).
Ωστόσο η ανακάλυψη των φθαλοκυανινών αποδίδεται στον A.G. Dandridge που εργαζόταν στην Scottish Dyes Ltd. αφού προχώρησε στη διερεύνηση της δομής του κυανού προϊόντος που εμφανίστηκε στο άκρο του χαρτιού που χρησιμοποίησε για να μεταφέρει τηγμένο φθαλικό ανυδρίτη. Η ένωση αποδείχθηκε ότι ήταν σύμπλοκο του σιδήρου και στη συνέχεια μελετήθηκε ως προς τη δυνατότητα σχηματισμού ανάλογων ενώσεων με άλλα μέταλλα από τα οποία ιδιαίτερο ενδιαφέρον είχε αυτή με τον χαλκό (είναι σε ευρεία χρήση και έχει το όνομα Monastral Blue). Ο σίδηρος είχε προκύψει στο αρχικό δείγμα επειδή η διαδικασία που πραγματοποιήθηκε ήταν σύνθεση φθαλιμιδίου και η απαιτούμενη υψηλή θερμοκρασία επιτυγχανόταν μέσα σε κλειστά σιδερένια δοχεία.
