СВОЙСТВА И СПЕКТРАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИНДИГО, ВЫДЕЛЕННОГО ИЗ РАСТЕНИЯ Indigofera tinctoria L.

АННОТАЦИЯ

В статье описаны способы получения красителя индиго из растений Indigofera tinctoria L. Представлены результаты изучения физико-химических свойств полученного соединения. Структура красителя, выделенного из растения «Indigofera tinctoria L», исследовали методами ИК- и УФ-спектроскопии.

ABSTRACT

The article describes methods for obtaining indigo dye from plants «Indigofera tinctoria L» The results of studying the physicochemical properties of the obtained compound are presented. The structure of the dye isolated from the plant «Indigofera tinctoria L»  was studied by IR and UV spectroscopy.

Ключевые слова: «Indigofera tinctoria L». индиго, краситель, спектроскопический метод, ИК-, УФ- спектроскопия.

Keywords: «Indigofera tinctoria L», indigo dye, spectroscopic method, IR, UV spectroscopy.

В настоящее время во всем мире растет спрос на натуральные красители. Натуральные красители - экологически чистые продукты, а окрашенные ими пряжа и ткани долго не меняют своего качества. Одним из способов решения этих проблем является создание научной основы для определения местных сырьевых ресурсов путем извлечения натуральных красителей из растений.

Поэтому для решения этой проблемы необходимо проведение комплексных исследований, направленных на переработку сельскохозяйственного сырья, содержащего красителей. Растение «Indigofera tinctoria L» содержит наибольшее количество красителей и из него можно получить наиболее эффективные, устойчивые красители [1-3].

Цель исследований - разработать эффективный метод выделения вещества индиго из состава растения «Indigofera tinctoria L.», и исследование структуры и физико-химические свойства полученного вещества.

Благодаря наличию в его составе электронодонорных атомов и групп, он обладает хорошей реакционной способностью, а в результате реакции его сульфирования получается индигокармин с кислотно-основными индикаторными свойствами, хорошо растворимый в воде [4-5]. Индигокармин меняет цвет с синего на желтый в интервале рН =11,6-14,0 [4-5].

Экспериментальная часть

Методы исследования. рН-метрия, спектрофотометрия, методы прямого количественного определения с помощью спектрофотометрических измерений (метод градуировочного графика).

Химические реактивы, материалы и оборудования. В работе использовали реагенты квалификации х.ч. и ч.д.а.

Приготовление растворы: Рабочие растворы железа готовили из (квалификации х.ч.). Раствор индиго готовили растворением в диметилформамиде точной навески реагента.

Спектры поглощения растворов комплекса Ме-R регистрировали на спектрофотометре «SP-UV 1100». Кислотность растворов контролировали стеклянным электродом на РН-метре KSL–1100-1.

Результаты и их обсуждение

Из литературы известно, что поскольку двойные связи в молекуле индиго соединяют две индоксильные группы, молекула теоретически должна существовать в двух разных геометрических изомерах (цис- и транс-формы), но способ получения цис- индиго неизвестен, несмотря на это, он всегда формируется в трансформе [3-5], из чего видно, что трансформа более стабильна:

Синий индиго(транс- форма)

В ходе наших исследований были установлены способы извлечения индиго из природных источников в основном из состава растения «Indigofera tinctoria L». [6-8]. Идентификацию проводили методом тонкослойной хроматографии. Выделенное вещество очищали с помощью колоночной хроматографии. При очистке выделенного из растения вещества индиго с помощью колоночной хроматографии было обнаружено, что в его состав входят три различных компонента. При изучении компонентов методом ВЭЖХ один из них показал свойства, сходные с индиго (рис.1).

Рисунок 1. Спектр хроматограммы очищенного индиго

Сначала были изучены физико-химические константы полученных веществ, а затем изучено их строение. Структуру (рисунки 2-4.) и свойства выделенного продукта исследовали физико-химическим методом(таблица 1).

Таблица 1.

Некоторые физические свойства индиго [3]

Структуру вещества индиго, выделенного из Indigofera tinctoria L., исследовали методом ИК-спектроскопии и получили следующие результаты.

Рисунок 2. ИК- спектр индиго (чистый)

Рисунок 3. ИК-спектр индиго выделенного из растения "Indigofera tinctoria»

Анализ ИК-спектров индиго показывает, что спектральные сигналы молекулы в диапазоне 3200-3600 нм (имеется интенсивное поглощение при 3428,25 нм) свидетельствуют о принадлежности ее к -имино (-NH) группе в молекуле вещество. Группа С=О, содержащаяся в веществе, показала поглощение при 1628,3 нм. 2 небольших поглощения в диапазоне 2800-3000 нм (при 2926 и 2851,54 нм) свидетельствуют о наличии в веществе ароматического соединения и группы С=С [9-10].

Рисунок 4. УФ- спектр индиго

По результатам УФ-спектроскопии видно, что вещество индиго поглощает при 600 нм, так как имеет синий цвет.

Наличие донорных групп в молекуле индиго стало основанием для количественного анализа ионов железа спектрофотометрическим методом в ходе наших дальнейших исследований [11-13].

Выводы

Структура и физико-химические свойства индиго, выделенного из природных источников, сравнивались с литературными данными. В результате было установлено, что состав красителя, выделенного из растения индигофера, соответствует индиго. Разработан метод выделения красителя индиго из растения Indigofera tinctoria L в лабораторных условиях.

Изучены физико-химические характеристики полученного вещества. Строение полученного вещества исследовано методами ИК- и УФ-спектроскопии.

Список литературы:

1. Seefelder M. Indigo in culture, science and technology. Landsberg, Germaniya: Ecomed Verlagsgesellschaft. ISBN 978-3609651606.
2. Пилипенко Ф.С.. Индигофера, или Индигонос - Indigofera L. // Деревья и кустарники СССР. Дикорастущие, культивируемые и перспективные для интродукции. / Ред. тома Соколов С.Я. - М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1958. -Т. IV. Покрытосеменные. Семейства Бобовые - Гранатовые. - С.132- 135. - 976 с.
3. Шишкин Б.К. Род Индигофера – Indigofera L. // Флора СССР. М.; Л., 1945. Т. 11. С. 298–300.
4. Королюк Е.А. · 2003 · Красильные растения алтая и сопредельных территорий Химия растительного сырья. 2003. №1. С. 101–135.
5. Вальтер О.А. Очерк исследований над индиговыми растениями // Бот. журн. -1908. -Т. 8.- С. 199–219.
6. Majidov S.A., Maxamadiev Sh.J., Abduraxmanova U.K. Indigoning umumiy xossalari tahlili va ikki asosli karbon kislotalari bilan ta’siri // Kompozitsion materiallar.-2023. -№1. –Б.29-32.
7. Мажидов С.А., Эгамкулова Х.А., Абдурахманова У.К. Методы получение индиго и спектроскопические исследование // Научный вестник Кокандский ГПИ.- 2021. -№5. –С.101-108.
8. Мажидов С.А., Абдурахманова У.К., Халмуратова З.Т. Реагентные свойства индиго и его действие с госсиполиуксусной кислотой // Вестник Каракалпакского университета.- 2023. -1(59). –С.39-43.
9. Кpылoв A.С., Втюpин A.Н., Гepaсимoв Ю.В. Oбpaбoткa дaнных инфpaкpaснoй Фуpьe-спeктpoскoпии. –Кpaснoяpск. Институт физики СO PAН. 2005. - 48 с.
10. Инфpaкpaснaя спeктpoскoпия opгaничeских и пpиpoдных сoeдинeний / Вaсильeв A. В., Гpинeнкo E. В., Щукин A. O., Фeдулинa Т. Г. - Сaнкт-Пeтepбуpг: СПбГЛТA, 2007. -30 с.
11. Abdurahmanova U.K., Egamberdiev K.K.Adsorption of iron to biologically active substances// Finland International Scientific Journal of Education, Social Science 1(1); 2022; - RR.213-219. https://doi.org/10.5281/zenodo.7254334.
12. Абдурахманова У.К., Аскарова М.Р., Якубова Н.Х., Гафуров М.Б. Спектрофотометрическое определение железа (III) с азопроизводными госсипола// Россия, Universum (Химия и биология). -2022. 3(93). –С. 52-58/
13. Абдурахманова У.К., Кушиев Х.Х., Жумабаева И.М. Применение моноаммониевой соли глицирризиновой кислоты в качестве биосорбационного реагента на ионы железа (III) // Россия. Universum: Химия и биология. Выпуск: 3(81) 2021. 37-42 с