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威廉·亨利·帕金(合成染料的發明者)

威廉·亨利·帕金(W.H.Jr.William Henry Perkin,Jr,1838~1907)英國人,化學家和發明家,合成染料的發明者。

人物生平

威廉·亨利·帕金于1838年生于英國倫敦。1853年,15歲的帕金進入英國皇家化學學院學習,成為校長霍夫曼的學生。他天資聰穎,學習勤奮,很快得到校長霍夫曼的垂青,不到一年即以學生的身份被任命為實驗室助手。

帕金曾獲得該學院和維爾茨堡大學、曼徹斯特大學、牛津大學、利茲大學、哥倫比亞大學等的學位。1855年,因成績優異而被指定為霍夫曼的助教,從此,他全力用于教學和科研,白天忙于工作,晚上就在自己的實驗室搞實驗。

帕金早期同邱奇(Chuch ,A.H.)合作研究了二硝基苯和二硝基萘的還原反應,由二硝基萘的還原反應所得到的一種被稱為“亞硝基萘”的有色物質,這是首次從萘制得一種偶氮染料。

1856年,18歲的帕金在霍夫曼指導下制得的苯胺紫,他立即把這種染料送到一家染坊去試驗對絲的染色性能,結果證實這是一種很有價值的染料。帕金決定申請這種染料的專利,并建立工廠。在投產過程中,帕金面臨著解決原料來源問題。為此他又設計了使苯硝化并轉變為苯胺的新生產工藝和設備,終于在6個月后使該廠生產的苯胺紫在倫敦的染坊中得到廣泛的應用。雖然其他人為制造這種染料而研制了各種生產工藝,但是都不如帕金的重鉻酸鉀氧化法簡單易行、成本低廉。 校長霍夫曼對煤焦油作過研究,知道煤焦油中含“苯”的物質可以制造出一種叫做“苯胺”的新物質。他想繼續通過研究,在實驗室里人工合成各式各樣的天然物質。他問或向得意門生帕金講起他的夙愿。帕金受到老師的影響,也想自己動手試試。

帕金最初是想通過實驗室人工合成奎寧,這種藥是治瘧疾的特效藥,是從南美產的金雞納樹的樹皮中提煉出來的,療效很好,在歐洲不易買到,價格十分昂貴。倘能人工合成,則不但能造福人類,發明人也必然因此發財致富。帕金利用1856年的復活節假日在家里偽屋頂實驗室中開始了奎寧合成的研究。

從煤焦油里提煉出來的物質中,有幾種的化學結構與奎寧的化學結構相近,所以帕金就對它們進行各種化學處理,想使它們變成與奎寧類似的物質。但是無論怎樣處理,都沒有成功。最后,他選用霍夫曼用苯制成的苯胺作原料,在其中加入重鉻酸鉀使其氧化,這時產生了黑色的骯臟沉淀物。因為奎寧是白色粉末,一看就知道生成物決不可能是同一物質。

要是一般的化學家,恐怕就會因希望落空而搖頭嘆氣,趕緊把令人心煩的骯臟沉淀物倒了。然而細心的帕金為了弄清這種黑色沉淀物的成分,他繼續研究下去。

帕金將這種黑色沉淀物溶解于酒精。令人驚奇的是溶液呈現出鮮艷的紫色。將綢子浸泡在這種溶液里,綢子也就染上這種色。用肥皂清洗,再讓太陽曝曬10多天,紫色絲毫不褪,色調鮮艷如初。

“這種物質說不定可用作衣服的染料呢!”帕金想道。可是他對染料一無所知,于是他給英國當時最大的染料公司之一??帕斯地方的皮拉茲公司寫了一封信,并附上染了色的綢子樣品。不到一個月,回信來了,信中對年僅18歲的帕金所發現的這種染料給予了很高贊譽。帕金高興極了,他申請了這種新穎紫色染料的專利。同時,他中途輟學,全力進行對自己發現的這種染料的開發生產工作。

帕金給他的染料取名叫“mouve”。而淡紫色在法語中也叫“mouve”,并且淡紫色服裝恰巧隨之在法國、英國時髦起來。這樣一來帕金的“mouve”牌染料生產供不應求,使這位年方20多歲的青年發明家發了大財。

從生產mouve染料開始,用煤焦油作原料的人造染料工業得到了迅速發展,人造染料很快就取代了木蘭、茜草之類的天然染料。這還為塑料、化纖等合成化學工業拉開了序幕。所有這一切若說是起因于帕金的偶然發現,也是言不為過的。

工廠投產5年后,霍夫曼發現將品紅進行甲基化或乙基化,也可以得到一種紫色染料,其染色效果雖不及苯胺紫那么好,但卻具有較鮮艷的色澤。帕金在此基礎上進行了研究,于1864年又為品紅的烴基化提出了新方法,這使他在染料生產中常處于領先的有利地位。

1868年,德國化學家格雷貝(Graebe,C ,1841-1927 )和里伯曼(Lieberm-ann,K ,1842-1914)合作,研究茜素的結構與合成,第一次合成了天然染料茜素,但這種合成方法因成本昂貴而難以投入生產。帕金于同一年研究出兩種生產茜素的新合成方法,都是以煤焦油產品蒽為原料,成本低廉。其中的一種方法是先將蒽醌磺化,然后與強堿熔融,就可得到產率較高的茜素。1869年帕金的公司只生產出1噸苯素,而兩年后的產量就猛增到年產220噸。當時帕金的工廠幾乎成了操縱世界染料市場的大企業。

帕金雖然是大企業家,但他并不是熱衷于謀利的人,始終希望自己獻身于科學事業,于1874年毅然賣掉了工廠,把全部時間和精力都用來研究化學。即使在從事工業生產期間,他已經在化學研究方面作了許多貢獻:1858年,他發現溴代酸與氨一起加熱可以制得氨基酸;1860年,他和杜帕(Duppa ,B.F,)合作,確定了酒石酸、反丁烯二酸和順丁烯二酸之間的關系,并完成了從二溴丁二酸合成外消旋酒石酸的工作;1867年,發現肉桂酸可直接由苯甲醛合成,從而為不飽和酸的合成提出了一個重要而通用的方法,即著名的帕金反應;他還應用帕金反應合成了香豆素,這是第一個人工合成香料物質。1881年以后,帕金致力于研究某些有機化合物的磁偏振旋光性,使磁場對于物質化學結構的影響象折光率、色散等物理性質一樣,成為討論分子結構問題的工具。帕金研究化學的最后25年,完全致力于物理有機化學方面。許多科學家認為,這是帕金一生中最偉大、成就最卓著的一個方面。從1857年起,他進入自創建的格陵福德工廠從事染料生產的研究。

獲得榮譽

帕金于1866年被選為英國皇家學會會員,1883年被選為英國化學會會長,1893年被選為皇家學會副會長。1906年在敦舉行了慶祝他發明染料50周年倫的國際性紀念活動,歐洲和美國的許多世界著名的科學家、教育家和企業家都應邀赴會,向他致以崇高的敬意。在這個會上,英王授予他爵士稱號,德國化學會授予他霍夫曼獎章,法國化學會授予他拉瓦錫獎章。

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