Pewarna indigo

Penggunaan

Penggunaan utama untuk indigo adalah sebagai pewarna untuk benang katun, yang utamanya untuk produksi kain denim untuk jins warna biru. Rata-rata, sepasang celana jins warna biru membutuhkan 3-12 g indigo. Indigo dalam jumlah sedikit digunakan untuk mewarnai wol dan sutra.
Indigo carmine, atau indigo, adalah turunan indigo yang juga digunakan sebagai pewarna. Sekitar 20 ribu ton diproduksi setiap tahunnya, lagi terutama untuk jins warna biru. Pewarna jenis ini juga digunakan sebagai pewarna makanan, dan terdaftar di Amerika Serikat sebagai FD&C Blue No. 2.

Indigo alami

Berbagai tumbuhan telah menyediakan indigo sepanjang sejarah, tetapi kebanyakan indigo alami diperoleh dari tanaman dalam genus Indigofera, yang merupakan tumbuhan asli daerah tropis. Spesies indigo primer yang komersial di Asia adalah indigo sebenarnya (Indigofera tinctoria, juga dikenal sebagai I. sumatrana). Sebuah alternatif umum yang digunakan pada lokasi subtropis yang relatif lebih dingin seperti Kepulauan Ryukyu Jepang dan Taiwan merupakan Strobilanthes cusia. Polygonum tinctorum merupakan pewarna biru paling penting di Asia Timur sampai kedatangan spesies Indigofera dari selatan, yang menghasilkan lebih pewarna. Di Amerika Tengah dan Selatan, spesies yang tumbuh merupakan I. suffruticosa (añil). Di Eropa Isatis tinctoria mengandung pewarna yang sama yang digunakan untuk pewarnaan-biru. Beberapa tumbuhan mengandung indigo, tapi konsentrasinya yang rendah membuat mereka sulit untuk bekerja sama dan warna ini kemudian lebih mudah tercemar oleh zat-zat pewarna lainnya, biasanya mengarah pada sedikit warna kehijauan.
Sumber alami juga mencakup moluska, dalam siput laut Murex yang menghasilkan campuran indigo dan dibromoindigo (merah) yang bersama-sama menghasilkan berbagai warna ungu dikenal sebagai Ungu Tyre. Paparan cahaya selama bagian dari proses pewarnaan dapat mengkonversi dibromoindigo menjadi indigo sehingga menghasilkan warna biru yang dikenal sebagai royal blue atau hyacinth purple.

Sifat kimia

Indigo adalah suatu bubuk kristalin berwarna biru gelap yang menyublim pada suhu 390–392 °C (734–738 °F). Zat ini tidak larut dalam air, alkohol, atau eter, namun larut dalam DMSO, kloroform, nitrobenzena, dan asam sulfat pekat. Rumus kimia indigo adalah C₁₆H₁₀N₂O₂.
Molekul mengabsorbsi spektrum cahaya berwarna jingga (λₘₐₓ = 613 nm). Warna yang mendalam pada zat ini disebabkan oleh adanya ikatan rangkap dua terkonjugasi, yaitu ikatan rangkap dalam molekul yang berdekatan dan molekul planar. Dalam indigo putih, konjugasi terganggu karena molekul merupakan nonplanar.

Sintesis kimia

Mengingat pentingnya nilai ekonominya, indigo dipersiapkan melalui banyak metode, salah satunya sintesis indigo Baeyer-Drewson yang bermula pada tahun 1882. Sintesis ini melibatkan kondensasi aldol dari o-nitrobenzaldehida dengan aseton, diikuti oleh siklisasi dan dimerisasi oksidatif indigo. Rute ini sangat berguna untuk memperoleh indigo dan banyak turunannya pada skala laboratorium, tetapi tidak praktis untuk sintesis skala industri. Johannes Pfleger dan Karl Heumann (de) kemudian hadir dengan sintesis produksi massal untuk industri.  Rute praktis komersial pertama adalah dikreditkan kepada Pfleger pada tahun 1901. Dalam proses ini, N-fenilglisin diberi perlakuan dengan suatu campuran lelehan natrium hidroksida, kalium hidroksida, dan sodamida. Lelehan yang sangat sensitif ini menghasilkan indoksil, yang kemudian teroksidasi di udara membentuk indigo. Variasi dari metode ini masih digunakan sampai sekarang. Rute alternatif dan juga layak untuk indigo dikreditkan kepada Heumann pada tahun 1897. Metode ini melibatkan pemanasan N-(2-karboksifenil)glisin hingga suhu 200 °C (392 °F) dalam suasana inert dengan natrium hidroksida. Proses ini lebih mudah daripada metode Pfleger, namun prekursornya lebih mahal. Asam indoksil-2-karboksilat terbentuk. Material ini mudah mengalami dekarboksilasi untuk memberikan indoksil, yang akan teroksidasi di udara membentuk indigo. Preparasi pewarna indigo is dipraktekkan pada kelas laboratorium perguruan tinggi sesuai dengan rute Baeyer-Drewsen yang asli.

Turunan indigo

Cincin benzena pada indigo dapat dimodifikasi untuk memberikan berbagai zat warna yang terkait. Tioindigo, di mana kedua gugus NH digantikan oleh atom S, berwarna merah tua. Ungu Tyre adalah pewarna ungu kusam yang disekresikan oleh siput Mediterania biasa. Pewarna tersebut sangat berharga di zaman kuno. Pada tahun 1909, struktur tersebut ditunjukkan sebagai 6,6'-dibromoindigo. Pewarna tersebut tidak pernah diproduksi secara komersial. Pewarna biru ciba (5,7,5′,7′-tetrabromoindigo) yang terkait adalah, namun, merupakan nilai komersilnya. Indigo dan turunannya menampilkan ikatan hidrogen intra- dan antar-molekul yang memiliki kelarutan yang sangat rendah dalam pelarut organik. Mereka dapat dibuat larut dengan menggunakan gugus pelindung transien seperti gugus tBOC, yang menekan ikatan antarmolekul. Pemanasan hasil tBOC indigo pada deproteksi termal yang efisien serta regenerasi pigmen yang terikat-H induk.
Perlakuan dengan asam sulfat mengkonversi indigo menjadi turunan warna biru-hijau yang disebut indigo carmine (indigo tersulfonasi). Pewarna ini telah tersedia pada pertengahan abad ke-18. Ia digunakan sebagai pewarna makanan, obat-obatan, dan kosmetik.

Indigo sebagai semikonduktor organik

Indigo dan beberapa turunannya dikenal sebagai semikonduktor organik ambipolar ketika disimpan sebagai film tipis dengan penguapan vakum.

Keamanan dan lingkungan

Indigo memiliki toksisitas oral yang rendah, dengan LD₅₀ sebesar 5000 mg/kg dalam mamalia. Pada tahun 2009, tumpahan besar pewarna biru telah dilaporkan di hilir produsen jins biru di Lesotho.