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Alizarina

La alizarina (también conocida como 1,2-dihidroxiantraquinona , Mordant Red 11 , CI 58000 y Turkey Red [2] ) es un compuesto orgánico con fórmula C.
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4que se ha utilizado a lo largo de la historia como destacado tinte rojo , principalmente para teñir tejidos textiles. Históricamente se derivó de las raíces de plantas del género rubia . [3] En 1869, se convirtió en el primer tinte natural producido sintéticamente. [4]

La alizarina es el ingrediente principal para la fabricación de los pigmentos del lago de rubia conocidos por los pintores como rosa rubia y alizarina carmesí . La alizarina en el uso más común del término tiene un color rojo intenso, pero el término también es parte del nombre de varios tintes no rojos relacionados, como Alizarine Cyanine Green y Alizarine Brilliant Blue. Un uso notable de la alizarina en los tiempos modernos es como agente colorante en la investigación biológica porque tiñe el calcio libre y ciertos compuestos de calcio de un color rojo o violeta claro. La alizarina sigue utilizándose comercialmente como tinte textil rojo, pero en menor medida que en el pasado.

Historia

La rubia se ha cultivado como colorante desde la antigüedad en Asia central y Egipto , donde ya se cultivaba en el año 1500 a.C. Se encontró tela teñida con pigmento de raíz de rubia en la tumba del faraón Tutankamón , [5] en las ruinas de Pompeya [ cita requerida ] y en las antiguas Atenas y Corinto . [6] En la Edad Media, Carlomagno fomentó el cultivo de rubia. La rubia se utilizó ampliamente como tinte en Europa occidental a finales de los siglos medievales. [7] En la Inglaterra del siglo XVII, la alizarina se utilizaba como tinte rojo para la ropa del nuevo ejército modelo parlamentario . El distintivo color rojo se seguiría usando durante siglos (aunque también se produciría con otros tintes como la cochinilla ), lo que dio a los soldados ingleses y más tarde británicos el sobrenombre de " casacas rojas ".

color alizarina

El colorante de rubia se combina con un tinte mordiente . Dependiendo del mordiente que se utilice, el color resultante puede variar desde rosa hasta morado y marrón oscuro. En el siglo XVIII, el color más valorado era un rojo brillante conocido como "Rojo Pavo". La combinación de mordientes y la técnica general utilizada para obtener el Turkey Red se originó en Medio Oriente o Turquía (de ahí el nombre). Era una técnica compleja y de múltiples pasos en su formulación del Medio Oriente, algunas de las cuales eran innecesarias. [8] El proceso se simplificó a finales del siglo XVIII en Europa. En 1804, el fabricante de tintes George Field en Gran Bretaña había perfeccionado una técnica para hacer rubia de lago tratándola con alumbre y un álcali , [9] que convierte el extracto de rubia soluble en agua en un pigmento sólido e insoluble. Esta laca de rubia resultante tiene un color más duradero y se puede utilizar de manera más eficaz, por ejemplo, mezclándola con una pintura . Durante los años siguientes, se descubrió que otras sales metálicas, incluidas las que contienen hierro , estaño y cromo , podían usarse en lugar del alumbre para obtener pigmentos a base de rubia de otros colores. Este método general de preparación de lagos se conoce desde hace siglos [10] , pero se simplificó a finales del siglo XVIII y principios del XIX.

En 1826, el químico francés Pierre-Jean Robiquet descubrió que la raíz de rubia contenía dos colorantes, la alizarina roja y la purpurina , que se desvanecía más rápidamente . [11] El componente alizarina se convirtió en el primer tinte natural duplicado sintéticamente en 1868 cuando los químicos alemanes Carl Graebe y Carl Liebermann , que trabajaban para BASF , encontraron una manera de producirlo a partir de antraceno . [12] La empresa Bayer AG también tiene sus raíces en la alizarina. [13] Casi al mismo tiempo, el químico inglés William Henry Perkin descubrió de forma independiente la misma síntesis, aunque el grupo BASF presentó su patente antes que Perkin un día. El descubrimiento posterior (realizado por Broenner y Gutzhow en 1871) de que el antraceno podía extraerse del alquitrán de hulla impulsó aún más la importancia y la asequibilidad de la síntesis artificial de alizarina. [14]

La alizarina sintética podía producirse por una fracción del coste del producto natural, y el mercado de rubia se derrumbó prácticamente de la noche a la mañana. La síntesis principal implicó la bromación de antraquinona por bromo (en un tubo sellado a 100 o C) para dar 1,2-dibromoantraquinona. Luego los dos átomos de bromo se sustituyeron por -OH calentando (170 o C) con KOH, seguido de tratamiento con ácido fuerte. [15] La incorporación de dos átomos de bromo en las posiciones 1 y 2 no se espera mediante una sustitución electrófila aromática, y sugiere la existencia de una forma enólica α,β insaturada de antraquinona que sufre una adición electrófila por parte del bromo.

La alizarina, como tinte, ha sido reemplazada en gran medida hoy por los pigmentos de quinacridona , más resistentes a la luz , desarrollados en DuPont en 1958.

Estructura y propiedades

La 1,4-dihidroxiantraquinona, también llamada quinizarina , es un isómero de la alizarina. [4] [16]

La alizarina es uno de los diez isómeros de dihidroxiantraquinona . Es soluble en hexano y cloroformo , y puede obtenerse de este último en forma de cristales de color rojo violeta, con un punto de fusión de 277 a 278 °C. [3]

La alizarina cambia de color según el pH de la solución en la que se encuentra, lo que la convierte en un indicador de pH . [17]

Aplicaciones

El rojo de alizarina se utiliza en un ensayo bioquímico para determinar, cuantitativamente mediante colorimetría , la presencia de depósito calcificado por células de linaje osteogénico . Como tal, es un marcador de etapa temprana (días 10 a 16 de cultivo in vitro) de la mineralización de la matriz, un paso crucial hacia la formación de matriz extracelular calcificada asociada con hueso verdadero. [ cita necesaria ]

Las capacidades de la alizarina como tinte biológico se observaron por primera vez en 1567, cuando se observó que cuando se alimentaba a los animales, teñía de rojo sus dientes y huesos. La sustancia química ahora se usa comúnmente en estudios médicos que involucran calcio. El calcio libre (iónico) precipita con alizarina y el bloque de tejido que contiene calcio se tiñe de rojo inmediatamente cuando se sumerge en alizarina. Por tanto, se puede teñir tanto el calcio puro como el calcio de los huesos y otros tejidos. Estos elementos teñidos con alizarina se pueden visualizar mejor bajo luces fluorescentes, excitadas entre 440 y 460 nm. [18] El proceso de teñir calcio con alizarina funciona mejor cuando se realiza en una solución ácida (en muchos laboratorios, funciona mejor con un pH de 4,1 a 4,3). [19]

En la práctica clínica, se utiliza para teñir el líquido sinovial y evaluar la presencia de cristales de fosfato de calcio básico . [20] La alizarina también se ha utilizado en estudios relacionados con el crecimiento óseo, la osteoporosis, la médula ósea, los depósitos de calcio en el sistema vascular, la señalización celular, la expresión genética, la ingeniería de tejidos y las células madre mesenquimales. [19]

En geología , se utiliza como colorante para diferenciar los minerales de carbonato cálcico , especialmente calcita y aragonito en sección delgada o superficies pulidas. [21] [22]

El lago Madder se había utilizado como pigmento rojo en pinturas desde la antigüedad. [23]

Ver también

Referencias

  1. ^ ab Haynes, William M., ed. (2016). Manual CRC de Química y Física (97ª ed.). Prensa CRC . pag. 3.10. ISBN 9781498754293.
  2. ^ Catálogo SigmaAldrich: Alizarina
  3. ^ ab La principal especie de rubia de la que históricamente se ha obtenido la alizarina es Rubia tinctorum . Véase también Vankar, PS; Shanker, R.; Mahanta, D.; Tiwari, Carolina del Sur (2008). "Teñido ecológico de algodón con sonicador con Rubia cordifolia Linn. Uso de biomordiente". Tintes y pigmentos . 76 (1): 207–212. doi :10.1016/j.dyepig.2006.08.023.
  4. ^ ab Bien, H.-S.; Stawitz, J.; Wunderlich, K. "Tintes e intermedios de antraquinona". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi :10.1002/14356007.a02_355. ISBN 978-3527306732.
  5. ^ Pfister, R. (diciembre de 1937). "Les Textiles du Tombeau de Toutankhamon" [Textiles de la tumba de Tutankamón]. Revue des arts asiatiques (en francés). 11 (4): 209. JSTOR  43475067 . Consultado el 13 de febrero de 2021 .
  6. ^ Farnsworth, Marie (julio de 1951). "Rose Madder del siglo II a. C. de Corinto y Atenas" . Revista Estadounidense de Arqueología . 55 (3): 236–239. doi :10.2307/500972. JSTOR  500972 . Consultado el 13 de febrero de 2021 .
  7. ^ Muchos ejemplos del uso de la palabra "madder", que significa las raíces de la planta Rubia tinctorum utilizada como tinte, se dan en el Middle English Dictionary, un diccionario de inglés de finales de la Edad Media.
  8. ^ Lowengard, S. (2006). "Industria e Ideas: Turquía Roja". La creación del color en la Europa del siglo XVIII . Gutenberg-E.org. ISBN 9780231503693.Historia adicional del siglo XVIII en "Turkey Red Dyeing in Blackley - The Delaunay Dyeworks". ColorantsInHistory.org.
  9. ^ Las notas de George Field se conservan en el Courtauld Institute of Art. Consulte "CAMPO, George (? 1777–1854)". Archivado desde el original el 17 de octubre de 2008 . Consultado el 4 de agosto de 2012 .
  10. ^ Thompson, DV (1956). Los Materiales y Técnicas de la Pintura Medieval . Dover. págs. 115-124. ISBN 978-0-486-20327-0.
  11. ^ Ver:
    • Pierre-Jean Robiquet y Jean-Jacques Colin (1826) "Sur un nouveau principe immédiat des vègétaux (l'alizarin) obtenu de la garance" (Sobre una nueva sustancia de plantas (alizarina) obtenida de rubia), Journal de pharmacie et des accesorios de ciencias , segunda serie, 12  : 407–412.
    • Jean-Jacques Colin y Pierre-Jean Robiquet (1827) "Nouvelles recherches sur la matierè colorante de la garance" (Nueva investigación sobre la materia colorante de la rubia), Annales de chimie et de physique , segunda serie, 34  : 225–253.
  12. ^ Nota:
    • En 1868, Graebe y Liebermann demostraron que la alizarina se puede convertir en antraceno. Véase: C. Graebe y C. Liebermann (1868) "Ueber Alizarin, und Anthracen" (Sobre la alizarina y el antraceno), Berichte der Deutschen chemischen Gesellschaft zu Berlin , 1  : 49–51.
    • En 1869, Graebe y Liebermann anunciaron que habían logrado transformar el antraceno en alizarina. Véase: C. Graebe y C. Liebermann (1869) "Ueber künstliche Bildung von Alizarin" (Sobre la formación artificial de alizarina), Berichte der Deutschen chemischen Gesellschaft zu Berlin , 2  : 14.
    • Para conocer el proceso original de Graebe y Liebermann para producir alizarina a partir de antraceno, consulte: Charles Graebe y Charles Liebermann, "Improved process of prepare alizarine", Patente de EE.UU. núm. 95.465 (emitido: 5 de octubre de 1869). (Véase también su patente inglesa, nº 3.850, expedida el 18 de diciembre de 1868.)
    • Caro, Graebe y Liebermann desarrollaron un proceso más eficiente para fabricar alizarina a partir de antraceno en 1870. Véase: H. Caro, C. Graebe y C. Liebermann (1870) "Ueber Fabrikation von künstlichem Alizarin" (Sobre la fabricación de alizarina artificial). alizarina), Berichte der Deutschen chemischen Gesellschaft zu Berlin , 3  : 359–360.
  13. ^ "Historia de los primeros años (1863-1881)". Bayer AG . Consultado el 4 de febrero de 2021 .
  14. ^ Bronner, J.; Gutzkow, H. (1871). "Verfahren zur Darstellung von Anthracen aus dem Pech von Steinkohlentheer, und zur Darstellung von Farbstoffen aus Anthracen" [Proceso para preparar antraceno a partir de brea de alquitrán de hulla y preparación de colorantes a partir de antraceno]. Revista Dinglers Polytechnisches (en alemán). 201 : 545–546.
  15. ^ Graebe, C.; Liebermann, C. (1869). "Ueber künstliches Alizarin". Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft . 2 (1): 332–334. doi :10.1002/cber.186900201141. ISSN  0365-9496. S2CID  96340805.
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  17. ^ Meloán, SN; Puchtler, H.; Valentín, LS (1972). "Tinciones de rojo de alizarina S alcalinas y ácidas para depósitos de calcio solubles en álcalis e insolubles en álcalis". Archivos de Patología . 93 (3): 190-197. PMID  4110754.
  18. ^ Smith, W. Leo; Buck, Chesney A.; Ornay, Gregorio S.; Davis, Mateo P.; Martín, René P.; Gibson, Sarah Z.; Girard, Matthew G. (20 de agosto de 2018). "Mejora de las imágenes de esqueletos de vertebrados: fluorescencia y montaje no permanente de muestras aclaradas y teñidas". Copeía . 106 (3): 427–435. doi : 10.1643/cg-18-047 . ISSN  0045-8511.
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  24. ^ Smith, W. Leo; Buck, Chesney A.; Ornay, Gregorio S.; Davis, Mateo P.; Martín, René P.; Gibson, Sarah Z.; Girard, Matthew G. (20 de agosto de 2018). "Mejora de las imágenes de esqueletos de vertebrados: fluorescencia y montaje no permanente de muestras aclaradas y teñidas". Copeía . 106 (3): 427–435. doi :10.1643/cg-18-047. ISSN  0045-8511. S2CID  91688529.

Otras lecturas

enlaces externos

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