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摘要：靛蓝染料作为一种历史悠久的染料，长期、广泛地受到人们喜爱，常被称为“染料之王”。在查阅资料的基础上从天然靛蓝，化学合成靛蓝，天然靛蓝三个方面阐述了靛蓝的生产发展。这段发展教会我们需要正确评价化学生产的利弊，掌握正确办法利用化学。
关键词：染料；天然靛蓝；化学合成；生物合成；化学史
靛蓝染料是一种具有三千多年历史的蓝色染料，广泛应用于纺织业，牛仔裤（bluejeans）就是应用了这种染料。其生产发展主要经历了三个阶段：天然靛蓝、化学合成靛蓝、天然靛蓝。
一、靛蓝染料生产的发展背景
靛蓝英文名称Indigo，顾名思义，天然靛蓝原产地为印度。另一方面，在公元前3世纪，由我国的荀子在“劝学篇”中留下的名句：“青出于蓝而于蓝”，表明在中国不仅早就发现并应用天然靛蓝，而且还能调节染色中的色光，使其更加鲜艳美丽。
而这得益于自然界中含靛蓝原始成分的植物很多，包括许多草本植物与小灌木，其中以印度蓝小灌木有效成分最高。天然靛蓝最早就是从一种植物中提取出来的。
到了19世纪中叶以后，以纺织工业革命为先导的产业革命也促进染料的需求大幅度增加。其中牛仔裤的流行是重要原因之一。靛蓝染料主要应用于牛仔面料的染色，占牛仔企业染料使用量的95%以上。于是化学合成靛蓝的产生标志着人们对靛蓝染料的研究获得历史性突破。
近年来，化学合成染料由于其价格低廉、色谱全和牢度高等优点，得到了广泛的使用。但是一部分合成染料在合成和使用的过程中造成严重的环境污染，并且对身体有害。市场需求决定，高档的牛仔服装市场必定需求是绿色环保、有高附加值的产品。
二、靛蓝染料生产的发展历程
（一）从植物中提取天然靛蓝
天然靛蓝最早是从一种叫蓝草的植物中提取出来的。中国是世界上最早使用靛蓝染料的国家之一。植物靛蓝具体的制作过程包括四个步骤：建池、浸泡发酵、石灰处理、沉淀分离。天然靛蓝的制作复杂，且受到很多自然因素的影响，比如气候、地域等的不同，产生的靛蓝染料的力份、纯度差异很大。随着纺织工业的发展，仅仅依靠天然靛蓝已经无法满足大规模的生产需求，同时天然靛蓝的存在染色牢度低，匀染性、重现性差等问题也限制了其应用。
（二）化学合成靛蓝染料
19世纪中叶，靛蓝染料需求大幅度增加，拜耳率先提出靛蓝的结构式并研究出化学合成方法，但后来由于成本过高而收率较低被HP法代替。
1.拜耳与化学合成靛蓝
1865年拜耳开展了靛蓝研究，他首先认为靛蓝是一种含氧化合物，因而可能是某种“母体”物质的氧化产物。这种母体在某种程度上与苯胺相似，拜耳命名为吲哚，它的氧化产物应该是吲哚酚；更高一级的氧化产物则是吲哚醌，即结晶呈红色的靛红。
后来拜耳把实验时遇到的困难情况说给正在讲授化学工艺课程的同事Stahlschmidt时，从他那里得到一个重要信息，这就是过去一直用做油漆填料的锌粉，于是拜耳立即把它用在吲哚酚的还原上，，试着把二者一起放在燃烧管中加热，意想不到的是在燃烧管被加热到赤热时，真的获得了吲哚（1866年）。
1870年拜耳和他的学生一起把靛红用三氯化磷处理后生成的产物再以锌粉-盐酸还原时得到了靛蓝。1879年拜耳进一步发现，如果将邻硝基肉桂酸的溴化物与碱共煮，也能得到少量靛蓝，稍后又发现用邻硝基苯甲醛制取靛蓝的方法，并将这一发明在1880年3月19日申请到第一个关于合成靛蓝的专利。
2.化学合成靛蓝工业化——HP法
拜耳的第一个合成方法因其路线太长，收率很低，成本太高，且质量不佳，故只能停留在实验室阶段。第二个合成方法（用邻硝基苯丙醛制取靛蓝）由巴斯夫公司于1890年建厂投产，其产品已能与天然靛蓝竞争，但造价较高，生产工艺不够成熟，状况并不理想。
与此同时，瑞士联邦工业大学卡尔·休曼（KarlHeumann）教授发明了新的合成靛蓝方法（以下称胡曼法，或Heumann第一法）：一条从邻氨基苯甲酸合成靛蓝的路线，也就是先让邻氨基苯甲酸与氯乙酸缩合为N-（2-羧苯基）甘氨酸，然后再经碱熔、脱羧、氧化得到靛蓝。
同年（1890年）他又发明了第二个方法（Heumann第二法）：
至今整整100年过去了，HP法仍为全世界广泛采用的合成靛蓝主要方法。人们发现HP法仍为生产主流，可见这一发明的生命力极强，成为合成染料工业一个辉煌的典范。
（三）回归天然靛蓝——植物提取和生物合成
化学合成造成严重的环境污染。为了降低污染，天然靛蓝再次走入人们的视野。他的生产方法除了植物提取之外，出现了生物合成靛蓝。
植物提取是一种最原始的方法，因此相关研究者已大范围地研究开发其种植、生产、加工和染色技术。
关于生物合成，1983年，科学家就分析了生成靛蓝的基因，并发现靛蓝的生成是双加氧酶和色氨酸水解酶共同作用的结果，选育了产生靛蓝的菌株。1985年瑞士日内瓦大学Mermid找到了一种可以降解二甲苯酶的假单胞菌，利用二甲苯酶的作用将吲哚羟化成吲羟，经环化氧化后直接二聚成靛蓝。
在此基础上，科学家们进行了更深入的研究，并找出了更多的生物合成靛蓝的方法。
三、靛蓝染料生产发展的启示
化学合成造成的严重环境污染。随着各种合成染料的广泛使用，有10-15%的合成染料在生产和使用过程中释放到环境中，这些染料多数极其稳定，进入环境水域后难以自然降解，造成受污染水域色度增加，破坏水体的生态平衡。
靛蓝染料从天然到化学合成，最后又回到天然，这种曲折反复的发展历史并不是一种偶然，对许多物质的生产发展过程来说都是大同小异。化学合成本身并没有绝对的利与弊之分，而是我们对化学的关注点过于注重暂时的成功。人类发明化学的目的，就是为了满足人类的需要，制造出许多原本世界上并不存在的化学品，但是，制造化学品的同时，也同时制造了大量的污染品。人类正为自己所取得成就所毒害，并且影响了无辜的大自然的所有生命。
其实，化学到底带来了利还是弊，重点在我们如何去看待它，如果我们掌握正确的方法，对化学正确的加以利用，就能使化学造福于社会同时也使化学这门学科更加繁荣。
参考文献
[1]张志伯.我国古代植物靛蓝染色的探讨[J].上海纺织工学院学报，1979（04）：91-94.
[2]吴祺.拜耳与合成靛蓝[J].化学通报，2001（08）：527-528.
[3]戚军超，申艾君，韩凯英.袁世凯蓝呢礼服上蓝色染料的分析研究[J].中原文物，2011（05）：102-104.
[4]钱崇濂.靛蓝的片经染色[J].染料工业，1986（01）：57-58.
[5]赵熙花，王建平.浅谈靛蓝性质及其染色工艺J].山东纺织科技，1990（04）：9.
[6]李明威，宋双雪，武国山.漫话靛蓝今昔——纪念合成靛蓝一百周年[J].染料工业，1995（01）：21-25.
[7]童衡.靛蓝拾遗[J].江苏丝绸，1989（04）：51.
[8]辛嘉英，王艳，章俭，宋昊，夏春谷.生物合成靛蓝的研究进展[J].现代化工，2008（07）：31-32.
关键词：染料；天然靛蓝；化学合成；生物合成；化学史
靛蓝染料是一种具有三千多年历史的蓝色染料，广泛应用于纺织业，牛仔裤（bluejeans）就是应用了这种染料。其生产发展主要经历了三个阶段：天然靛蓝、化学合成靛蓝、天然靛蓝。
一、靛蓝染料生产的发展背景
靛蓝英文名称Indigo，顾名思义，天然靛蓝原产地为印度。另一方面，在公元前3世纪，由我国的荀子在“劝学篇”中留下的名句：“青出于蓝而于蓝”，表明在中国不仅早就发现并应用天然靛蓝，而且还能调节染色中的色光，使其更加鲜艳美丽。
而这得益于自然界中含靛蓝原始成分的植物很多，包括许多草本植物与小灌木，其中以印度蓝小灌木有效成分最高。天然靛蓝最早就是从一种植物中提取出来的。
到了19世纪中叶以后，以纺织工业革命为先导的产业革命也促进染料的需求大幅度增加。其中牛仔裤的流行是重要原因之一。靛蓝染料主要应用于牛仔面料的染色，占牛仔企业染料使用量的95%以上。于是化学合成靛蓝的产生标志着人们对靛蓝染料的研究获得历史性突破。
近年来，化学合成染料由于其价格低廉、色谱全和牢度高等优点，得到了广泛的使用。但是一部分合成染料在合成和使用的过程中造成严重的环境污染，并且对身体有害。市场需求决定，高档的牛仔服装市场必定需求是绿色环保、有高附加值的产品。
二、靛蓝染料生产的发展历程
（一）从植物中提取天然靛蓝
天然靛蓝最早是从一种叫蓝草的植物中提取出来的。中国是世界上最早使用靛蓝染料的国家之一。植物靛蓝具体的制作过程包括四个步骤：建池、浸泡发酵、石灰处理、沉淀分离。天然靛蓝的制作复杂，且受到很多自然因素的影响，比如气候、地域等的不同，产生的靛蓝染料的力份、纯度差异很大。随着纺织工业的发展，仅仅依靠天然靛蓝已经无法满足大规模的生产需求，同时天然靛蓝的存在染色牢度低，匀染性、重现性差等问题也限制了其应用。
（二）化学合成靛蓝染料
19世纪中叶，靛蓝染料需求大幅度增加，拜耳率先提出靛蓝的结构式并研究出化学合成方法，但后来由于成本过高而收率较低被HP法代替。
1.拜耳与化学合成靛蓝
1865年拜耳开展了靛蓝研究，他首先认为靛蓝是一种含氧化合物，因而可能是某种“母体”物质的氧化产物。这种母体在某种程度上与苯胺相似，拜耳命名为吲哚，它的氧化产物应该是吲哚酚；更高一级的氧化产物则是吲哚醌，即结晶呈红色的靛红。
后来拜耳把实验时遇到的困难情况说给正在讲授化学工艺课程的同事Stahlschmidt时，从他那里得到一个重要信息，这就是过去一直用做油漆填料的锌粉，于是拜耳立即把它用在吲哚酚的还原上，，试着把二者一起放在燃烧管中加热，意想不到的是在燃烧管被加热到赤热时，真的获得了吲哚（1866年）。
1870年拜耳和他的学生一起把靛红用三氯化磷处理后生成的产物再以锌粉-盐酸还原时得到了靛蓝。1879年拜耳进一步发现，如果将邻硝基肉桂酸的溴化物与碱共煮，也能得到少量靛蓝，稍后又发现用邻硝基苯甲醛制取靛蓝的方法，并将这一发明在1880年3月19日申请到第一个关于合成靛蓝的专利。
2.化学合成靛蓝工业化——HP法
拜耳的第一个合成方法因其路线太长，收率很低，成本太高，且质量不佳，故只能停留在实验室阶段。第二个合成方法（用邻硝基苯丙醛制取靛蓝）由巴斯夫公司于1890年建厂投产，其产品已能与天然靛蓝竞争，但造价较高，生产工艺不够成熟，状况并不理想。
与此同时，瑞士联邦工业大学卡尔·休曼（KarlHeumann）教授发明了新的合成靛蓝方法（以下称胡曼法，或Heumann第一法）：一条从邻氨基苯甲酸合成靛蓝的路线，也就是先让邻氨基苯甲酸与氯乙酸缩合为N-（2-羧苯基）甘氨酸，然后再经碱熔、脱羧、氧化得到靛蓝。
同年（1890年）他又发明了第二个方法（Heumann第二法）：
至今整整100年过去了，HP法仍为全世界广泛采用的合成靛蓝主要方法。人们发现HP法仍为生产主流，可见这一发明的生命力极强，成为合成染料工业一个辉煌的典范。
（三）回归天然靛蓝——植物提取和生物合成
化学合成造成严重的环境污染。为了降低污染，天然靛蓝再次走入人们的视野。他的生产方法除了植物提取之外，出现了生物合成靛蓝。
植物提取是一种最原始的方法，因此相关研究者已大范围地研究开发其种植、生产、加工和染色技术。
关于生物合成，1983年，科学家就分析了生成靛蓝的基因，并发现靛蓝的生成是双加氧酶和色氨酸水解酶共同作用的结果，选育了产生靛蓝的菌株。1985年瑞士日内瓦大学Mermid找到了一种可以降解二甲苯酶的假单胞菌，利用二甲苯酶的作用将吲哚羟化成吲羟，经环化氧化后直接二聚成靛蓝。
在此基础上，科学家们进行了更深入的研究，并找出了更多的生物合成靛蓝的方法。
三、靛蓝染料生产发展的启示
化学合成造成的严重环境污染。随着各种合成染料的广泛使用，有10-15%的合成染料在生产和使用过程中释放到环境中，这些染料多数极其稳定，进入环境水域后难以自然降解，造成受污染水域色度增加，破坏水体的生态平衡。
靛蓝染料从天然到化学合成，最后又回到天然，这种曲折反复的发展历史并不是一种偶然，对许多物质的生产发展过程来说都是大同小异。化学合成本身并没有绝对的利与弊之分，而是我们对化学的关注点过于注重暂时的成功。人类发明化学的目的，就是为了满足人类的需要，制造出许多原本世界上并不存在的化学品，但是，制造化学品的同时，也同时制造了大量的污染品。人类正为自己所取得成就所毒害，并且影响了无辜的大自然的所有生命。
其实，化学到底带来了利还是弊，重点在我们如何去看待它，如果我们掌握正确的方法，对化学正确的加以利用，就能使化学造福于社会同时也使化学这门学科更加繁荣。
参考文献
[1]张志伯.我国古代植物靛蓝染色的探讨[J].上海纺织工学院学报，1979（04）：91-94.
[2]吴祺.拜耳与合成靛蓝[J].化学通报，2001（08）：527-528.
[3]戚军超，申艾君，韩凯英.袁世凯蓝呢礼服上蓝色染料的分析研究[J].中原文物，2011（05）：102-104.
[4]钱崇濂.靛蓝的片经染色[J].染料工业，1986（01）：57-58.
[5]赵熙花，王建平.浅谈靛蓝性质及其染色工艺J].山东纺织科技，1990（04）：9.
[6]李明威，宋双雪，武国山.漫话靛蓝今昔——纪念合成靛蓝一百周年[J].染料工业，1995（01）：21-25.
[7]童衡.靛蓝拾遗[J].江苏丝绸，1989（04）：51.
[8]辛嘉英，王艳，章俭，宋昊，夏春谷.生物合成靛蓝的研究进展[J].现代化工，2008（07）：31-32.