紫色是构成我们彩色生活的颜色之一，也是化学反应中的奇妙实验现象。紫色从最初的间色到贵族的独有颜色，再到普通百姓也可穿着的色彩，紫色的背后隐藏着哪些故事？本文将带你探寻紫色的秘密。
一、地位的变化
紫色仿佛一直是贵气的代表色，但其实紫色在古代最初并不是“贵色”。中国古代的颜色体系分为正色和间色。正色有五种，分别是白色、青色、黑色、赤色和黄色，代指东南西北中，也对应着五行金、木、水、火、土。古代以正色为贵，间色为贱，而紫色属于间色，因此一开始紫色被认为是低贱的颜色。
图1 古代正色（图源网络）
“春秋霸主”齐桓公特别喜欢穿紫色的衣服，他就像是现在的明星，靠一己之力，带火了紫色，齐国人民纷纷效仿，后来紫色的风头过盛,喧宾夺主，导致以颜色显示等级的制度有些崩坏，《论语·阳货》曰:“恶紫之夺朱也。” [1]。孔夫子认为紫色尊贵与礼法不和，扰乱甚至取代了正色朱红，所以他特别讨厌紫色。按照尊卑有别的道理来说，紫色并不是尊贵的颜色，但令人奇怪的是, 在宋代或更早（可追溯到春秋时期）紫色已与国色朱红并驾齐驱甚至更胜一筹，这是为何？主要有两方面的原因，一方面是物以稀为贵，在西方，紫色的提取来自一种海螺的黏液，黏液经过阳光暴晒会变成紫色，这种物质在今天被叫做紫脲酸铵。1克高纯度的紫色大约需要10000个骨螺[2]，可见紫色的昂贵。
图2 紫脲酸铵结构式
在我国古代，紫色染料基本上都来自一种叫做“紫草”的植物，紫草根富含的植物色素可以固着在布匹上，需要反复多次浸染才能固色。工艺繁复，而且紫草根的色素产量也很低，染液怕高温，只能在秋冬季节才能染出均匀靓丽的紫色，条件的苛刻也使得紫色难得。正因为少，紫色成为达官显贵才能穿的颜色。
图3 骨螺和紫草（图源网络）
另一方面，是道家的发展，古代帝王对长寿的追求使得道教在我国有着重要地位，与神仙、帝王有着十分密切的关系，因此，紫色会被赋予尊贵的含义，也不足为奇。
二、人工造“紫”
紫色从自然界中提取如此困难，需求却只增不减，需要人工合成来改变这一现状。说起人工合成紫色，就不得不提奎宁（治疗疟疾的特效药），那这两个风马牛不相及的东西是如何联系起来的呢？
19世纪40年代英国的非洲殖民地疟疾肆虐，当时的皇家化学院院长霍夫曼受命从煤焦油中提取奎宁，但是实验一直失败。1857年，珀金按照老师霍夫曼的指导进行实验，在苯胺的硫酸盐中加入重铬酸钾，生成了一种黑色的焦油状物质。最初珀金认为实验失败，但是在用乙醇清洗烧瓶的时候，珀金发现洗出的溶液竟然变成了紫色[3]。珀金好奇的将羊毛和丝绸放入其中，发现直接染成了紫色[4]，世界上第一个合成染料——苯胺紫诞生了！
图4 珀金和苯胺紫（图源网络）
三、化学中的紫
化学是以实验为基础的学科，化学反应中的颜色变化吸引着我们的眼球，美丽的紫色在化学中也有着出色表现。
1.茚三酮的显色反应
茚三酮是一种氨基化合物的特定显色剂，与氨基作用后会显示出独特的蓝紫色[5]，而且反应灵敏，凭借这一特殊的性质茚三酮被广泛用于胺类化合物的检测，在法医学中用来采集犯罪现场留下的指纹。
图5 茚三酮反应采集指纹
茚三酮的显色原理是首先脱水与氨基缩合得到亚胺，随后亚胺脱羧后异构化为另一种形式的亚胺，水解后释放出出一分子伯胺和一分子醛。伯胺进一步与茚三酮发生缩合得到二聚的亚胺衍生物，最终得到紫色的化合物。
图6 茚三酮显色原理（图源网络）
2.双缩脲反应
双缩脲法是一个用于鉴定蛋白质的分析方法。双缩脲试剂是碱性含铜试液，由硫酸铜、氢氧化钾和酒石酸钾钠构成[6]。双缩脲试剂中真正起作用的是硫酸铜，氢氧化钾只是为了提供碱性环境，酒石酸钾钠能保护反应生成的络离子不被析出变为沉淀。反应过程是两个分子脲180℃左右加热后放出一个分子氨后得到的产物，接着在强碱性溶液中，双缩脲与铜离子形成紫色络合物。
图7 双缩脲反应原理（图源网络）
3.苯酚和氯化铁的显色反应
苯酚和氯化铁的显色反应在高中有机化学的学习中有涉及，有着非常明显的反应现象且反应灵敏，这个反应主要用于检测溶液中是否含有酚类。苯酚与氯化铁可以发生络合反应，反应方程式为
6C6H5OH+FeCl3→H3[Fe(C6H5O) 6]（紫色）+3HCl
苯酚根离子与三价铁离子反应生成一种紫色络合物和氯化氢。
图8 反应后颜色（图源网络）
4. “紫药水”——甲紫
甲紫是氯化四甲基副玫瑰苯胺、氯化五甲基副玫瑰苯胺和氯化六甲基副玫瑰苯胺的混合物，是紫色的颗粒性粉末。看到这里可能有很多人不认识甲紫，但它与我们的生活关系密切，甲紫水溶液被称为“紫药水”，小时候磕碰受伤，就会在伤口抹 “紫药水”杀菌消毒，不会感到疼，还会让伤口好的更快。原理是其阳离子能与细菌蛋白质的羟基结合，影响细菌的代谢，而具有一定的杀菌作用。
四、总结
在中国古代和西方，紫色代表着贵族和权力，而在在基督教中，又代表哀伤，可见不同的场景，紫色代表着不同的含义。紫色在化学中的反应可以帮助警察提取指纹，抓获嫌疑人，在蛋白质的检测中也离不开紫色反应，还有用来杀菌消毒的酸性高锰酸钾、鉴别溶液酸碱性的紫色石蕊试剂等等，紫色已经渗透了我们生活的方方面面。
参考文献
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[1]程民生.宋代紫色奇特的社会功能[J].首都师范大学学报(社会科学版),2022(02):41-50.
[2]戴茹奕.骨螺紫与骨螺染色研究[J].美术大观,2012(04):50-51.
[3]伍钢柱.苯胺紫──世界上第一次出现的人造染料[J].化学教学,1998(08):17.
[4]徐毅.世界上第一只合成染料是如何诞生的?—纪念苯胺紫发明150周年[J].印染,2006(16):59.
[5]应贤强.茚三酮比色法测定水中微量氨含量[J].化肥工业,2011,38(03):27-30.
[6]姚映江.图示法在生物教学中的应用——图示法区别斐林试剂和双缩脲试剂的使用方法[J].成才之路,2013(06):78.
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