İndigo boya

İndigo boya, kendine özgü mavi renkte olan organik bileşiktir. Tarihsel olarak indigo, bazı bitkilerin yapraklarından çıkarılan doğal bir boyaydı ve bu süreç ekonomik olarak önemliydi, çünkü mavi boyalar bir zamanlar nadirdi. Bugün üretilen indigo boyanın büyük bir yüzdesi, her yıl birkaç bin ton sentetiktir. Genellikle denim  kumaşı ve mavi denim pantolonla ilişkilendirilen mavidir.İndigo öncelikli olarak, mavi denim pantolonlar için kot kumaş üretimindeki pamuk ipliği için kullanılan bir boyadır. Ortalama olarak, bir çift mavi denim 3-12 g indigo boyası gerektirir. Yün ve ipliğin boyanmasında küçük miktarlarda kullanılır.İndigo karmin veya indigo, renklendirici olarak da kullanılan bir indigo türevidir. Yine mavi kot pantolonlar için yılda yaklaşık 20 bin ton üretim yapılmaktadır. Aynı zamanda bir gıda renklendirici olarak kullanılır ve Amerika Birleşik Devletleri'nde FD&C Blue No. 2 olarak listelenir.Tarih boyunca çeşitli bitkiler indigo sağladı, ancak çoğu doğal indigo, dönencelere özgü olan Indigofera cinsinden, özellikle de Hindistan alt kıtasından elde edildi. Asya'daki başlıca ticari indigo türleri gerçek indigo idi (I. sumatrana olarak da bilinen Indigofera tinctoria). Japonya'nın Ryukyu Adaları ve Tayvan gibi nispeten soğuk subtropikal bölgelerde yaygın olarak kullanılan alternatifi Strobilanthes cusiadır. Dyer'ın madımağı (Polygonum tinctorum), daha fazla boya veren Indigofera türlerinin güneyden gelmesine kadar Doğu Asya'daki en önemli mavi boyaydı. Orta ve Güney Amerika'da yetiştirilen türleri anildir. Avrupa'da mavi boya için aynı boyayı içeren çivit otu kullanılmıştır. Bazı bitkiler indigo içerir, ancak düşük konsantrasyonlar çalışmayı zorlaştırır ve daha sonra renk, genellikle yeşilimsi bir renk tonuna yol açan diğer boya maddeleri tarafından daha kolay renklendirilir.İndigonun öncüdü, amino asit triptofanın renksiz, suda çözünür bir türevi olan bir indikandır. İndikan, β-D-glukoz ve indoksili serbest bırakmak için kolayca hidrolize olur. Havaya maruz kalma ile oksidasyon, indoksili   indigo boyanın son noktası olan çözünmez mavi kimyasal olan indigotine dönüştürür. Indican, bu bileşiğin %0,2-0,8'ini içeren bitki yapraklarının işlenmesinden elde edilmiştir. Yapraklar suya batırılmış ve bitkide bulunan glikozit indikanın mavi boya indigotinine dönüştürülmesi için fermente edilmiştir. Maya gibi güçlü bir baz ile karıştırıldığında, keklere basıldığında, kurutulduğunda ve toz hâline getirildiğinde fermente yaprak çözeltisinden çökelirler. Daha sonra toz, farklı mavi ve mor tonları üretmek için diğer çeşitli maddelerle karıştırılır.Doğal kaynaklar ayrıca yumuşakçaları da içerir. Murex deniz salyangozları, birlikte sur moru olarak bilinen bir dizi mor tonu üreten bir indigo ve 6,6'-dibromoindigo (kırmızı) karışımı üretir. Boyama sürecinin bir kısmı sırasında ışığa maruz kalma, dibromoindigoyu indigoya dönüştürebilir ve bu da kraliyet mavisi, sümbül moru veya tekhelet olarak bilinen mavi tonlara neden olabilir.Ekonomik önemi göz önüne alındığında, indigo birçok yöntemle hazırlanmaktadır. Baeyer-Drewson indigo sentezi, 1882 yılına kadar uazanmaktadır. O-nitrobenzaldehitin asetonla aldol yoğunlaşmasını, ardından siklizasyon ve indigoya oksidatif dimerizasyonu içerir. u yol, indigo ve türevlerinin birçoğunu laboratuvar ölçeğinde elde etmek için oldukça yararlıdır, ancak endüstriyel ölçekli sentez için pratik değildir. Johannes Pfleger ve Karl Heumann,  nihayetinde endüstriyel seri üretim sentezi bulmuştur. İlk ticari olarak pratik yol 1901 yılında Pfleger'e aktarılmıştır. Bu süreçte N-fenilglisin, erimiş bir sodyum hidroksit, potasyum hidroksit ve sodamit karışımı ile işlenmiştir. Bu son derece hassas eriyik, daha sonra indigo oluşturmak için havada oksitlenen indoksil üretir. Bu yöntemin varyasyonları bugün hâlâ kullanılmaktadır. İndigo'ya alternatif ve aynı zamanda geçerli bir yol 1897 yılında Heumann'a aktarılmıştır. N-(2-karbofenil)glisin'in, eylemsiz bir atmosferde sodyum hidroksit ile  ısıtılmasını içermektedir. İşlem, Pfleger yönteminden daha kolaydır, ancak öncüler daha pahalıdır. İndoksil-2-karboksilik asit üretilmektedir.Bu malzeme, indigo oluşturmak için havada oksitlenen indoksili vermek üzere kolaylıkla dekarboksilatlar. İndigo boya hazırlanması, orijinal Baeyer-Drewsen yoluna göre üniversite laboratuvar sınıflarında uygulanmaktadır.İndigo, tekstil boyama ve baskıda kullanılacak en eski boyalar arasındadır. 6000 yıl öncesine kadar bilinen en eski kumaş boyalı indigo mavisi 2009 yılında Peru'nun Huaca Prieta şehrinde keşfedilmiştir. Hindistan, Japonya ve Güneydoğu Asya ülkeleri gibi birçok Asya ülkesi, indigo rengini yüzyıllardır boya (özellikle ipek boya) olarak kullanmıştır. Boya Mezopotamya, Mısır, Britanya, Mezoamerika, Peru, İran ve Afrika'daki eski uygarlıklar tarafından da bilinmekteydi. İndigo, aynı zamanda üretim ve işlemenin en eski ana merkezi olan Hindistan'da da yetiştirilmiştir. I. tinctoria türü, Hindistan'da evcilleştirilmiştir. Boya olarak kullanılan indigo, lüks bir ürün olarak değerlendirildiği Yunanlara ve Romalılara gitmiştir.Hindistan, Greko-Romen döneminde Avrupa'ya birincil indigo mavisi tedarikçisidir. Hindistan'ın indigo ile ilişkisi Yunanca boya, indikón (Ἰνδικόν, Hintçe) kelimesine yansımaktadır. Romalılar, kelimeyi indicum olarak latinize ettikten sonra nihayetinde indigo kelimesi olarak İngilizce'ye geçmiştir.Mezopotamya'da, MÖ yedinci yüzyılın neo-Babil çivi yazısı tableti, lapis renkli yünün (uqnatu) kumaşın tekrar daldırılması ve havalandırılmasıyla üretildiği yünün boyanması için bir reçete vermiştir. Indigo büyük olasılıkla Hindistan'dan ithal edilmiştir. Romalılar indigoyu boyama ve tıbbi ve kozmetik amaçlı bir pigment olarak kullanmıştır. Arap tüccarlar tarafından Hindistan'dan Akdeniz'e ithal edilen lüks bir üründür.İndigo, Orta Çağ boyunca Avrupa'da nadir bir ürün olarak kalmıştır. Bunun yerine, indigo bitkisinden (Isatis tinctoria) türetilmiş kimyasal olarak özdeş bir boya kullanılmıştır. 15. yüzyılın sonlarında Portekizli kaşif Vasco da Gama, Hindistan'a bir deniz yolu keşfetmiştir. Bu, Hindistan, Maluku Adaları, Çin ve Japonya ile doğrudan ticaretin kurulmasına yol açmıştır. İthalatçılar artık Fars, Levant ve Yunan aracılarının getirdiği ağır görevlerden ve daha önce kullanılmış olan uzun ve tehlikeli kara yollarından kaçınabilmiştir. Sonuç olarak, Avrupa'da indigo ithalatı ve kullanımı önemli ölçüde artmıştır.  Asya'dan gelen birçok Avrupa indigosu Portekiz, Hollanda ve İngiltere'deki limanlardan gelmiştir. Tropikal iklimlerde Avrupalı ​​güçler tarafından birçok indigo tarlası kurulmuştur. İspanya, boyayı Güney Amerika'daki kolonilerinden ithal etmiştir ve Haiti ve Jamaika'da, esir Afrikalılar ve Afrikalı Amerikalılar tarafından yapılan emeğin büyük bir kısmı veya tamamı ile büyük bir mahsuldür. İspanyol sömürge döneminde, modern El Salvador bölgesinde dünya pazarı için yoğun indigo mavisi üretimi, zararlı koşullarda çalışmaya zorlanan yerel yerli nüfusun sağlıksız koşullarda yer aldığını belirtmiştir. İndigo tarlaları da Virgin Adaları'nda gelişmiştir. Ancak Fransa ve Almanya, 16. yüzyılda yerel boya endüstrisini korumak için ithal indigoyu yasaklamıştır.Indigo, Batı Afrika'da asırlık tekstil geleneklerinin temelini oluşturmuştur. Sahra'nın Tuareg göçebelerinden Kamerun'a kadar, indigo ile boyanmış kıyafetler servet anlamına gelmekteydi. Kadınlar, Nijerya'dan Yorubalar ve Mali'den Mandinkalar'ın uzmanlıklarıyla tanınan birçok alanda kumaşları boyamıştır. Hausa erkek boyacıları arasında, ortak boya çukurlarında çalışmak, antik Kano kentinin zenginliğinin temelini oluşturmuş ve bugün ticaretlerini aynı çukurlarda sürdürürken hala görülebilmektedir.Japonya'da indigo, özellikle Edo döneminde önemli hâle gelmiştir. Bu, büyüyen bir tekstil endüstrisinden kaynaklanarak, halkın ipek giymesi yasaklanmış olduğundan, pamuğun artan tarımına bağlı olarak indigo, boyanabilecek birkaç renkten biri olmuştur.Newton, 1675 yılında Lectiones Opticae eserindeki gökkuşağının revize edilmiş açıklamasında, başlangıçta adlandırdığı beş yeni renkten birini tanımlamak için "indigo"yu kullanmıştır.İndigo boya, 'de  süblimleşen koyu mavi kristal bir tozdur. Su, alkol veya eter içinde çözünmez, ancak DMSO, kloroform, nitrobenzen ve konsantre sülfürik asit içinde çözünür. İndigonun kimyasal formülü C16H10N2O2'dir.Molekül spektrumun turuncu kısmındaki (λmax = 613 nm) ışığı emer. Bileşik, derin rengini çift bağların konjugasyonuna borçludur, yani molekül içindeki çift bağlar bitişiktir ve molekül düzlemseldir. İndigo mavisinde, molekül düzlemsel olmadığı için konjugasyon kesilir.İndigodaki benzen halkaları, çeşitli ilgili boya maddeleri verecek şekilde modifiye edilebilir. İki NH grubunun S atomu ile değiştirildiği tiyoindigo, koyu kırmızıdır. Sur moru, ortak bir Akdeniz salyangozu tarafından salgılanan, antik çağda çok değerli olan donuk mor bir boyadır. 1909 yılında yapısının 6,6'-dibromoindigo (kırmızı) olduğu gösterilmiştir. 6-bromoindigo (mor) da bir bileşendir. Hiçbir zaman ticarî olarak üretilmemiştir. Bununla birlikte, ilişkili Ciba mavisi (5,7,5′,7′-tetrabromoindigo), ticarî değerdedir.İndigo ve molekül içi ile moleküller arası hidrojen bağı içeren türevleri organik çözücülerde çok düşük çözünürlüğe sahiptir. Moleküller arası bağı baskılayan tBOC grubu gibi geçici koruyucu gruplar kullanılarak çözülebilir hale getirilebilirler. TBOC indigo'nun ısıtılması, etkin termal korumanın kaldırılması ve ana H-bağlı pigmentin rejenerasyonu ile sonuçlanır.Sülfürik asit ile işlenmesi, indigoyu indigo karmin (sülfonlanmış indigo) adı verilen mavi-yeşil bir türeve dönüştürür. 18. yüzyılın ortalarında kullanılabilir hale gelmiştir. Gıda, ilaç ve kozmetik için renklendirici olarak kullanılmaktadır.İndigo ve türevlerinin bir kısmı, vakumla buharlaştırma yoluyla ince filmler halinde bırakıldığında iki kutuplu organik yarı iletken olarak bilinmektedir.İndigo, memelilerde 5000 mg/kg'de LD50 ile düşük bir oral toksisiteye sahiptir. 2009 yılında Lesotho'daki bir mavi kot pantolon üreticisinin mansabında büyük mavi boya dökülmeleri bildirilmiştir.