анилиновый краситель что это такое
Что такое анилиновые красители и как их использовать
Сегодня для окрашивания тканей, кожи и разных изделий используют натуральные и искусственные вещества. Из-за технологической сложности и экологической опасности промышленность отказывается изготавливать натуральные краски, отдавая предпочтение дешевым и безопасным синтетическим пигментам. К этой группе относятся анилиновые краски. Где они применяются и насколько безопасны для здоровья – описано в этой статье.
Что являют собой анилиновые красители
Это органические соединения, которые возникают в результате окисления анилина или его солей. Основной компонент, анилин, был получен сначала из натурального индиго, а затем путем химического синтеза. Ученые выявили, что на его основе можно получать яркие краски, которые отлично подходят для окрашивания многих изделий.
Первый анилиновый краситель синтезировали из каменноугольной смолы в 50 гг. XIX века. После некоторых исследований удалось получить другие популярные красители: ярко-фиолетовый мовеин, фуксин и уже в конце XIX века органическая химия умела создавать черный, желтый, голубой, оранжевый, красный и другие красители.
Анилиновые красители широко применяются в медицине при клинико-лабораторной диагностике и для лечения некоторых заболеваний. Но наиболее часто они используются в текстильной промышленности для окраски тканей.
Для чего применяют анилиновые краски
Анилиновые красители легко растворяются в воде и обычно применяются для непосредственного окрашивания натуральных волокон растительного происхождения (лен, хлопок), животного (шелк, шерсть), искусственных тканей (вискоза), некоторых видов синтетических и смешанных материалов. Кроме того, эти краски иногда используют для окраски бумаги, кожи, овчины.
Красители для ткани
Эти красители придают тканям насыщенные яркие оттенки. Но, к сожалению, они чувствительны к солнцу и довольно быстро выгорают. Также рисунки, сделанные анилиновыми красками, очень портятся от воды. Современные производители красок для тканей постоянно работают над этими недостатками и начали выпускать более качественные красители. Но все же некоторая степень чувствительности к воде и солнечным лучам осталась.
Анилиновые красители для тканей можно свободно найти в продаже. Их производят многие химзаводы России и Украины. Самые известные производители этих красок – Центр Давыдова и московское предприятие «Гамма». Они выпускают анилиновые краски в виде концентрированного раствора, который практически готов к непосредственному нанесению на ткань. Также некоторые предприятия производят анилиновые краски в виде порошков. Такой тип красителя требует предварительной подготовки и запаривания.
Работать анилиновыми красителями на ткани очень удобно. Дело в том, что они долго высыхают, поэтому художник имеет возможность подправить рисунок, разбавить слишком насыщенный цвет или убрать не получившиеся детали. Для этого достаточно нанести немного воды и размыть окрашенное место. Переносить анилиновый раствор на ткань рекомендуется мягкими кистями.
Анилин быстро растекается, создавая абстрактные рисунки без четких контуров. По желанию художника к красящей жидкости можно добавить трагантовый клей в соотношении 1:3. В качестве альтернативы можно загрунтовать ткань желатиновым раствором. После такой предварительной обработки рабочей поверхности анилиновые краски растекаться уже не будут.
Анилиновые краски для кожаных изделий
Для окраски кожи также существует большой выбор анилиновых красителей разной цветовой гаммы. Если кожа целостная и не имеет дефектов, ее можно окрашивать в любой цвет. Перед окраской поверхность кожи ничем не обрабатывают, так как после пигментации могут появиться пятна. Плохую кожу с заметными пятнами лучше красить в черный цвет.
Анилиновые красители для кожи делятся на основные и кислотные. Для обработки изделия можно использовать только один тип. Смешивать основные и кислотные краски нельзя.
Красители для пряжи и шерстяных изделий
Анилиновые красители для шерсти пользуются большой популярностью как для покраски тканей, так и для декорирования готовых изделий. Окрашивание проводят согласно инструкции, используя эмалированную посуду. В готовый раствор добавляют немного уксусной эссенции, а в некоторых случаях и поваренную соль.
Шерсть перед покраской следует тщательно почистить. Если есть загрязнения, изделие нужно постирать и хорошо прополоскать.
Нередко анилиновые краски покупают для восстановления цвета шерстяной пряжи. Для этого из нити связывают не очень плотные мотки и нанизывают на один шнур, за который можно будет переворачивать и вынимать обрабатываемую пряжу.
Сразу после завершения всех этапов окраски шерстяное изделие надо осторожно отжать и расстелить на горизонтальной поверхности.
Бывают случаи, когда шерсть окрашивается неравномерно. Чтобы исправить этот дефект, можно приготовить раствор нашатырного спирта, нагреть его до 50 ºС и поместить туда окрашенную вещь на полчаса.
Безопасность для здоровья
Изделия, окрашенные анилиновыми красителями, безопасны для человеческого здоровья. Но работа с концентратом или порошками требует особой внимательности и аккуратности, поскольку они содержат ядовитые вещества.
Так, во время работы с анилиновыми красками следует придерживаться таких мер безопасности:
Посуду и другие предметы, которые использовались в процессе окраски, лучше выбросить.
Анилиновые красители
Анилиновые красители — органические соединения, образующиеся при окислении анилина или его солей; широко используются в гистологической технике, обладают бактерицидным, а некоторые — канцерогенным действием.
Содержание
История
Анилин, основной структурный компонент анилиновых красителей, получили независимо друг от друга Унфердорбен, Фрицше и Зинин (1826, 1840, 1841 — вначале из натурального индиго, затем химическим синтезом). Оказалось, что на его основе можно получать органические соединения, обладающие яркой и разнообразной окраской, и пригодные для окрашивания.
После того, как Рунге обнаружил анилин в каменноугольной смоле, он синтезировал первый краситель из каменноугольной смолы — розоловую кислоту. В 1850 г. был получен краситель из анилинового масла; Натансон в 1855 г. в г. Юрьеве (ныне Тарту) получил другой краситель, в 1856 г. Перкин синтезировал яркий фиолетовый краситель — мовеин, а в 1857 г. Верген синтезировал фуксин.
В конце XIX века, следуя запросам промышленности, стремительно развивалась органическая химия, были созданы анилиновый чёрный, голубой, жёлтый, оранжевый и другие красители.
Анилино-красочная промышленность позволила отказаться от дефицитного и дорогого природного сырья (индиго, марена, кошениль, пурпур). Первоначально анилиновые красители использовались в основном в текстильной промышленности, и в 1913 г. их потребление составило 11,9 тыс. т. Производство было сосредоточено преимущественно в Германии и России — так, в России в 1913 г. было произведено около 8,5 тыс. т.
Со временем понятие «анилиновые красители» стало употребляться неправильно, его распространили на органические синтетические красители вообще.
Анилиновые красители широко использовались в промышленном производстве с 1860-х гг., несмотря на то, что многие из них непрочны, разрушаются от воздействия света и воды. Исключением является очень стойкий краситель — анилиновый чёрный.
Свойства и применение анилиновых красителей
Анилиновые красители представляют собой искусственные красители, которые относятся к группе соединений ароматического ряда, таким как дефенилметан или трифенилметан.
В настоящее время в окрашивании тканей и других изделий применяются разнообразные искусственные ли натуральные компоненты. По причине технологических трудностей и токсичности в промышленности почти не изготавливаются натуральные краски. Таким образом, предпочтение отдается недорогим и полностью безопасным синтетическим красящим веществам. Именно к этой группе также относятся анилиновые краски.
Данный тип красок формируется в процессе окисления анилина и солей анилина. Главное вещество – изначально получается из природного индиго и впоследствии подвергается химическому синтезу. Ученые установили, что благодаря ему можно изготовить яркие цвета красок, прекрасно окрашивающие множество типов изделий.
Раньше художникам было достаточно сложно. Речь идет о времени первоначального изобретения анилинового красочного производства, потому что их производили в форме сыпучего порошка.
Хозяйки во времена Советского Союза часто применяли красители для различных бытовых целей – например, для преображения состарившихся вещей и для придания им второй жизни посредством покраски в другие более насыщенные цвета. Но весь этот креатив обладал одним основным недостатком – окрашенные вещи быстро утрачивали свою яркость при попадании солнечных лучей и при стирке. Несмотря на это, анилиновые красители для ткани давали возможность экспериментировать, к примеру, с узелковыми техниками окрашивания.
Свойства вещества
Анилин обладает прекрасной способностью растекаться – это дает возможность просто и быстро создать абстрактный рисунок, получая красивые оригинальные сочетания и переходы оттенков. При этом к краске не потребуется добавлять дополнительных компонентов, практически так же, как и во время нанесения краски из баллончика.
Анилин позволяет добавить ткани насыщенный оттенок, но он не устойчив к солнцу, поэтому очень быстро выгорает под его влиянием. Помимо этого полученные анилиновые рисунки сильно портятся под воздействием воды. Современные компании изготовители этих красок для ткани постоянно пытаются улучшить их свойства и сделать менее выраженными их недостатки, поэтому со времен своего первого появления анилиновые красители заметно улучшили свое качество, но некоторая степень неустойчивости к солнцу и воде все-таки сохранилась и до настоящего момента.
При желании раствор анилиновых красителей можно с легкостью приобрести. Их выпускают многие химические заводы в России и за рубежом. Самые популярные производители делают их в форме особого сильно концентрированного раствора, который уже почти готов к использованию на ткани. Естественно, что продаже, как и раньше, можно с легкостью найти краски в форме порошков. Но порошок предполагает проведение подготовки перед нанесением и проведение запаривания.
Варианты использования анилиновых красок
Эти вещества отлично поддаются растворению в воде и, как правило, предполагают проведение
окрашивания натуральных волокон разного происхождения: растительного – льна и хлопка, животного – шерсти и шелка, искусственного – вискозы, а также множества других полунатуральных материалов и синтетики.
Работать анилиновыми веществами очень комфортно на любой ткани. Так происходит благодаря долгому высыханию, в процессе которого художник получает возможность своевременно поправить рисунок, осветлить слишком яркий цвет или убрать лишние детали.С целью внесения поправок потребуется добавить на изделие небольшое количество воды, размывая покрашенную область.
Рекомендуется переносить раствор анилина на ткань мягкими кистями. Анилин склонен растекаться, тем самым создавая разнообразные необычные узоры без четких контуров. По желанию мастера к окрашивающей жидкости может быть добавлен трагантовый клей – одна часть клея на три части анилинового красителя. Как альтернативу, допустимо использовать грунтовку полотна раствором из желатина. После реализации подобной подготовки рабочего полотна краски перестают растекаться.
Часто анилиновые краски приобретают с целью восстановления насыщенных цветов шерстяных тканей. Для получения ожидаемого результата нить связывают в не очень крепкие мотки и продевают через один шнур, за который впоследствии переворачивают и вынимают обработанные изделия
Влияние на здоровье
Материалы и ткани, окрашенные при помощи анилиновых красок, совсем не опасны для здоровья человека. Но работа с порошком или концентратом потребует большого внимания и аккуратности, так как, несмотря на всю безопасность, анилин имеет долю ядовитых веществ в своем составе.
Таким образом, во время работы понадобиться соблюдать следующие несложные меры предосторожности:
Синька лечит. Зачем врачам понадобился краситель «метиленовый синий»
Зачем врачам понадобился краситель «метиленовый синий»
Патологоанатомам случается видеть странные вещи. Среди них — человеческий мозг нежного фисташкового оттенка. Это не признак отравления, а отголосок интенсивного лечения метиленовым синим. Однако точный диагноз «на глаз» не поставить: это вещество применяют при самых разных заболеваниях, среди которых малярия, приапизм, болезнь Альцгеймера и даже COVID-19. Давайте разберемся в том, как биологическая краска стала таким многозадачным лекарством и есть ли от нее толк.
мозги фисташкового цвета (на манер «король «Оранжевое лето» гр. Браво).
такой цвет мозговая ткань приобретает при длительном лечении метиленовым синим pic.twitter.com/geXUr1XDwA
От хинина до анилина
Лечить малярию корой хинного дерева врачи додумались еще в XVII веке, если не раньше. Но означенное дерево росло только в Южной Америке, причем исключительно на склонах Анд, и к XIX веку стало окончательно ясно, что на весь мир запасов коры не хватит. Предприимчивые европейцы решили вывезти семена хинного дерева в Индию и Австралию, а правительство Перу, защищая свою монополию, шпионило за ними, устраивало на контрабандистов засады и бросало в тюрьмы. И пока перуанские правоохранители бегали за одними европейцами по предгорьям Анд, другие пытались получить хинин искусственным путем, чтобы не утруждать себя отношениями с южноамериканскими стражами порядка.
Один из них, Уильям Перкин, немного промахнулся с реакцией синтеза и получил на выходе фиолетовый раствор. Так появился первый синтетический анилиновый краситель — мовеин. Целебными свойствами хинина он не обладал, но стойко красил ткань в замечательный яркий цвет, и поэтому заставил других исследователей ринуться на поиск других синтетических красок.
Окрашенный мовеином шелковый лоскут Перкин отправил вместе с письмом сыну (на фото)
Henry Rzepa / wikimedia commons / CC BY-SA 2.0
Через 20 лет, в 1876 году, немец Генрих Каро получил метиленовый синий. В отличие от анилиновых красителей, он не прижился в текстильной промышленности, зато быстро нашел свое место в лаборатории патологоанатома Карла Вайгерта, который приспособил его для окрашивания гистологических срезов — а оттуда уже попал к кузену Вайгерта, начинающему иммунологу Паулю Эрлиху.
Именно метиленовый синий приблизил ученого к Нобелевской премии: освоив новый краситель, Эрлих научился различать в мазке крови отдельные типы клеток. От препаратов он быстро перешел к экспериментам с животными и обнаружил, что метиленовый синий особенно хорошо оседает в нервных волокнах и головном мозге. Исходя из этого, Эрлих предположил, что краситель может работать анальгетиком и блокировать передачу болевых сигналов — что вскоре подтвердил на практике. Вместе с коллегой-психиатром Артуром Эппманном Эрлих задумывался и о том, что метиленовый синий можно было бы использовать и при психических расстройствах — но они так и не решились сделать следующий шаг и проверить эту идею на людях.
Мозг пациентки, которую не спасло лечение метиленовым синим
Seth Lummus et al. / Journal of Neuropathology & Experimental Neurology, 2013
Тем временем, оказалось, что синий краситель годится не только для животных тканей, но и для паразитов — в том числе, для того самого малярийного плазмодия, который оставался непобежденным. Тогда Эрлих высказал новую идею: если краска накапливается внутри паразита в таких количествах, что выделяет его на фоне других клеток, то она может оказаться для него губительной — подобно тому, как, связываясь с болевым волокном, она тормозит передачу импульса. И действительно, вскоре, в 1891 году, Эрлиху вылечил с помощью метиленового синего двух больных малярией. Так метиленовый синий стал первым лекарством, синтезированным искусственно.
Синяя краска была не самым надежным средством от малярии. Но, за неимением лучшего, продержалась на позиции спасительного средства еще сорок лет, пока усилиям химиков-органиков не поддался наконец настоящий хинин и его производные (самый известный из которых — хлорохин). Метиленовым синим лечили, например, солдат во времена мировых войн, а те были жутко недовольны, поскольку, кроме малярийного плазмодия, лекарство окрашивало в характерный цвет белки глаз, кожу и мочу.
Впрочем нелюбимый солдатами побочный эффект был скорее на пользу — позволял проследить, действительно ли пациент принял лекарство. Поэтому метиленовый синий использовали для контроля за приемом таблеток в психиатрических клиниках, где пациенты особенно ненадежны. И до сих пор продолжают применять в странах Африки. Особенно удобно назначать краситель детям: по синим каплям на одежде или подгузнике всегда видно, чьи родители честно выполняют назначения врача.
Три кольца
Эрлих и Эппманн не рискнули проверить действие метиленового синего на людях с психиатрическими диагнозами. Их итальянский коллега, Пьетро Бодони, оказался смелее: в 1899 году он накормил красителем 14 пациентов с психозом и отчитался — все они быстро успокоились.
Впрочем, опыты Бодони не вызвали большого ажиотажа, и возможно, метиленовый синий так и не привлек бы внимания психиатров, если бы не его родственники. В попытках получить другие противомалярийные препараты химики произвели на свет целую линейку веществ того же семейства — фенотиазинов. Все они от плазмодия спасали с трудом, зато неплохо помогали успокоить пациентов перед операцией. Самый, пожалуй, известный из них — хлорпромазин — до сих пор используют как транквилизатор в психиатрических клиниках.
Сверху: серотонин и хлорпромазин, снизу анилин и метиленовый синий
CC0
В основе всех фенотиазинов (и метиленового синего в том числе) лежат три кольца: два чисто углеродных, ароматических, и еще одно с вкраплениями азота и серы. Такая структура, с одной стороны, делает эти вещества гидрофобными и помогает им проходить через мембрану клеток, а значит, преодолевать барьер между кровью и нервной тканью мозга. С другой стороны, своими кольцами они похожи на моноаминовые нейромедиаторы, например, дофамин и серотонин. Поэтому фенотиазины способны связываться с разными рецепторами для нейромедиаторов и с веществами, которые участвуют в их обмене (например, моноаминоксидазой) — а значит, могут влиять на передачу сигналов в мозге и его работу.
Среди своих психоактивных родичей метиленовый синий лучше всех изучен и проверен временем. Поэтому, как только стало ясно, на что способны фенотиазины, синий краситель бросились проверять на другие неожиданные неврологические качества. Метиленовый синий пытались применять при разных видах психоза, обнаружили у него (как и у других блокаторов моноаминоксидазы) свойства антидепрессанта и даже замахнулись было на шизофрению. Правда, до сих пор не появилось никаких убедительных данных о том, что краситель как-то от нее помогает.
Позже метиленовый синий, конечно, проверили и против болезни Альцгеймера. Выяснилось, что он мешает молекулам белка тау собираться в токсичные агрегаты внутри нейронов — и это дало основу для клинических испытаний терапии, которые идут сейчас.
Кроме того, оказалось, что метиленовый синий повышает результаты тестов на когнитивные функции не только у тех, кто лечится от деменции, но и у здоровых людей — по крайней мере, в том, что касается концентрации внимания и рабочей памяти. Так метиленовый синий стал еще и кандидатом в ноотропы и объектом внимания биохакеров. Впрочем, даже они не забывают напоминать, что технология еще не отработана, а при передозировке возможны побочные эффекты — например, серотониновый синдром, который в редких случаях смертелен.
Жонглируя электронами
Когда Эрлих заметил, что его новая краска скапливается в нервных тканях, он еще не знал о существовании моноаминоксидазы и нейромедиаторов. У него на этот счет была своя теория. Он довольно быстро выяснил, что метиленовый синий может работать как окислитель и восстановитель: он может отдать электрон, теряя при этом цвет, а потом становится синим снова, если отберет электрон у кислорода. Именно поэтому, думал Эрлих, краситель тяготеет к нервной ткани — она потребляет много кислорода, а значит, там есть запас электронов.
Кое в чем Эрлих снова оказался прав. Метиленовый синий действительно вступает в окислительно-восстановительные реакции (поэтому, например, окрашенные им ткани синеют на воздухе, а потом постепенно блекнут). Именно это свойство — в нужный момент поделиться своими электронами и вызвать в клетке окислительный стресс — позволило ему победить малярийного плазмодия, а затем и других паразитов. Поэтому сегодня, например, врачи прописывают метиленовый синий для лечения бактериальных урологических инфекций.
Это же свойство — отдавать электроны — оказалось полезно и в другом контексте, при метгемоглобинемии. Метгемоглобин — это форма гемоглобина, в которой он не может связывать кислород, поскольку железо в его составе находится в неправильной степени окисления (не +2, как обычно, а +3). Такая форма может возникать и в норме, но обычно составляет несущественный процент от всего гемоглобина в эритроцитах. А вот при отравлении некоторыми веществами такого гемоглобина становится много, и насыщение крови кислородом резко падает. От этого как раз и спасает метиленовый синий, отдавая атому железа свой электрон.
В редких случаях метгемоглобинемия бывает наследственной — тогда дефицит кислорода становится постоянным, а кожа человека приобретает синеватый оттенок. Такие формы тоже лечат с помощью метиленового синего: именно он, как это ни парадоксально, помог порозоветь семейству синих людей из Кентукки, которые передавали метгемоглобинемию из поколения в поколение.
На этом достижения метиленового синего не заканчиваются. Благодаря своим электронам — то лишним, то недостающим — он блокирует производство двух важных провоспалительных веществ: оксида азота и арахидоновой кислоты. Поэтому его можно применять в самых разных случаях, когда речь идет об избыточном воспалении: при анафилактическом и септическом шоке, при пониженном давлении и ишемии, его пробовали использовать даже при приапизме и анальном зуде. Неудивительно, что о нем снова вспомнили и в начале коронавирусной пандемии: первая фаза клинических испытаний метиленового синего против COVID-19 должны завершиться в сентябре.
Таким образом, обладатель фисташкового мозга, прославившийся недавно в твиттере, при жизни мог быть кем угодно: больным малярией жителем Африки, участником очередных клинических испытаний, бесстрашным биохакером или просто онкобольным, которому метиленовый синий вводили как краситель (да-да, иногда его еще используют по прямому назначению), чтобы определить границу здоровой ткани. Однако, кем бы он ни был, инъекция синей краски ему не помогла остаться в живых — и это напоминает о том, что, даже если метиленовый синий и окажется панацеей, то мы пока не умеем ею пользоваться.