4、探秘茜素、纳西尔丁·图西与亮度锚定理论

探秘茜素、纳西尔丁·图西与亮度锚定理论

1. 茜素：从天然染料到合成奇迹

茜素是一种橙红色的蒽醌染料，化学式为(C_{14}H_{8}O_{4})，它既可以从茜草属植物的根部提取，也能通过合成方法获得，在历史上常用于纺织品染色。

茜草作为染料来源已有数百年历史，早在公元前1500年就在中亚和埃及种植。1826年，化学家皮埃尔 - 让·罗比凯首次从茜草根中分离出茜素，当时他在茜草根提取物中发现了两种着色剂：红色染料茜素（约占重量的4%）和褪色较快的紫茜素。1865年苯的化学结构被发现，为1867年格雷贝和利伯曼阐明茜素的分子结构以及合成这种天然着色剂打开了大门。1868年，茜素成为首个人工合成的天然染料成分。

其早期合成方法是从蒽醌开始的两步反应，即溴化和羟基化，但由于溴的成本和扩大生产的实际困难，该方法未能商业化。后来发现从蒽醌 - 2 - 磺酸合成茜素具有商业可行性，主要合成路线是用热氢氧化钾将蒽醌 - 2 - 磺酸钠转化为2 - 羟基蒽醌，然后在碱性介质中用硝酸钠或氯酸钠氧化得到茜素。

茜素微溶于水，但易溶于酒精、乙醚和碱性溶液。天然茜素可用作pH指示剂，其颜色会根据酸碱强度从猩红色变为粉红色再到带蓝色调的红色。它还可作为食品着色剂、用于化妆品和纺织品染色。在纺织品染色中，茜素属于媒染染料（CI媒染红11），能与金属离子形成络合物，不同的媒染剂会影响最终的染色色调，如与锡络合呈粉红色，与铁络合呈紫色，与铝络合呈红色。如今，茜素主要用作生化分析中的染色剂以及水彩和油画颜料。

不过，虽然天然染料通常被认为环保，但茜草提取物和茜素的生产、应用方式、在人体中的作用和环境影响仍存在一些问题。相关研究表明，茜草对大鼠有慢性毒性，会导致肾脏和肝脏的癌