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帕金:苯胺紫的发现者
2017年06月13日 09:46 来源:中国社会科学网-中国社会科学报 作者:张清建 字号

内容摘要:威廉·亨利·帕金(William Henry Perkin)是著名的英国化学家,是苯胺染料——苯胺紫的发现者。父亲是泥瓦匠、木匠,后来成为富有的建筑商人。不过,在12岁时,一位朋友给他演示了几个化学实验,看到物质的奇妙变化,激起了他对化学的强烈兴趣,决意要成为化学家,回家后立即寻找化学药品进行实验。皇家化学学院院长霍夫曼(August von Hofmann)是霍尔的老师,对煤焦油的研究造诣精深。在皇家化学学院学习期间,帕金很快完成常规的分析课程,霍夫曼鼓励他研究蒽。他设想通过丙烯基甲苯胺(C10H13N)与氧化剂的氧化作用,或许可以得到奎宁。他通过碘丙烯和甲苯胺作用生成丙烯基甲苯胺,然后使用重铬酸钾作氧化剂,但结果并没有得到奎宁,而是出现一种污浊的褐色沉淀。

关键词:帕金;奎宁;苯胺紫;霍夫曼;煤焦油;皇家化学学院;父亲;研究;英国;化学家

作者简介:

  威廉·亨利·帕金(William Henry Perkin)是著名的英国化学家,是苯胺染料——苯胺紫的发现者。帕金于1838年3月12日生于伦敦,其祖父是制革匠,喜爱化学,在地下室建有自己的化学实验室;父亲是泥瓦匠、木匠,后来成为富有的建筑商人。他父亲最初的愿望是让儿子成为建筑师。帕金看父亲做木工,自己也时不时试着做些小东西。他喜欢画画,帮父亲绘制草图;他对机械和工程也有兴趣,曾打算做一个发动机。不过,在12岁时,一位朋友给他演示了几个化学实验,看到物质的奇妙变化,激起了他对化学的强烈兴趣,决意要成为化学家,回家后立即寻找化学药品进行实验。

  帕金在一所私立学校接受启蒙教育,13岁时被送到伦敦城市学校就读。在此期间,他受老师霍尔(Thomas Hall)的影响最大。当时学校没有正式开设自然科学课程,但霍尔每周都开设化学讲座。帕金对化学的热爱也获得他的鼓励。在老师的鼓励下,帕金给法拉第写信,并意外收到一张法拉第亲手签名的皇家学会讲座入场券。霍尔劝说帕金的父亲让儿子从事化学职业,当时这门职业前景并不被看好。1853年,15岁的帕金在霍尔安排下进入皇家化学学院就读。皇家化学学院院长霍夫曼(August von Hofmann)是霍尔的老师,对煤焦油的研究造诣精深。

  在皇家化学学院学习期间,帕金很快完成常规的分析课程,霍夫曼鼓励他研究蒽。1855年,他独立完成氯化氰和萘胺反应的研究。次年,发表了他的第一篇论文。之后,他被聘为霍夫曼的助手。他对化学越来越痴迷,还在自己家里建立实验室。帕金开始研究合成奎宁的问题。霍夫曼在1849年就指出,合成奎宁可以挽救无数的生命。奎宁是治疗疟疾的特效药,当时只能从南美洲的金鸡纳树皮中提取。帕金计划根据加成和消去法,合成奎宁。他设想通过丙烯基甲苯胺(C10H13N)与氧化剂的氧化作用,或许可以得到奎宁。

  1856年,帕金开始试验。他通过碘丙烯和甲苯胺作用生成丙烯基甲苯胺,然后使用重铬酸钾作氧化剂,但结果并没有得到奎宁,而是出现一种污浊的褐色沉淀。当时,帕金的失望之情溢于言表,但这个意外的化学反应又引起了他的兴趣。他又用重铬酸钾氧化更简单的化合物苯胺,但得到的依然不是奎宁,而是一种黑色沉淀物。出于好奇,他分离出沉淀并用甲醇溶解,生成一种深紫色的溶液。

  帕金是一位极具天资的青年,在他选定化学职业之前喜欢画画,想成为艺术家。他早期对色彩的迷恋,使其对这种紫色溶液更具好奇心。帕金用它染了一块丝绸,得到一种华美的颜色,用肥皂和水都无法洗掉,在太阳下曝晒一周后亦不褪色。他将样品送到苏格兰的一家大染房“皮拉兹公司”,不久收到回复:“如果你的产品价格合适,其价值将无可估量。”受此激励,帕金决定申请专利,并试图进行商业生产。1856年8月26日,第1984号英国专利授予18岁的帕金,这是英国颁发的第一个合成染料专利。

  不顾老师霍夫曼的劝阻,帕金于1856年10月执意辞职离开皇家化学学院。几个月后,帕金染料公司成立。父亲不仅提供资金方面的支持,还提供建造厂房的技术支持。经过不懈的努力,1859年工厂开工,产品称为“苯胺紫”。苯胺紫能直接染丝和毛。最初帕金试图将苯胺紫用于染色棉布,并没有立即取得成功。经过大量摸索后,发现与鞣酸合用,可媒染棉织品。经过染匠的手,苯胺紫染成的丝绸和棉布十分漂亮。由于它的原料来自工业垃圾煤焦油,相对来说价廉物美,一经问世很快成为风靡欧洲的流行色。

  苯胺紫获得了巨大成功,在人们心目中,帕金就代表染料工业。到1871年,他的公司年产苯胺紫220吨。到1873年,市场需求量远超过工厂的产能。此时的帕金不是进行扩张,而是决定卖掉工厂,全力从事研究工作。事实上,帕金从未停止过研究。1868年,他合成第一种人工香料“香豆素”,标志着合成香料工业的开端;还发现不饱和酸的“帕金合成法”;率先用磁旋转偏振研究分子结构。

  1906年,在这种来自煤焦油的染料发现50周年之际,帕金获得重大荣耀。英国女王授予他爵位;英国设立以他名字命名的化学研究基金;德国授予他霍夫曼奖章;法国授予他拉瓦锡奖章;美国设立帕金奖章,奖励在应用化学领域作出卓越贡献的化学家,帕金就是首枚帕金奖章获得者。

 

  (作者单位:西华师范大学化学化工学院)

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