나에게 강을 물들이세요: 혁명적인 직물 착색제가 어떻게 수로를 오염시켰는가 [발췌]

콜타르에서 아닐린 염료를 합성했을 때 제조 과정에서 무엇이 남았는지 연구한 사람은 거의 없었습니다.

Toms River를 변화시키고 세계 경제를 재편성할 매우 큰 아이디어는 1856년 런던 이스트엔드에서 가족과 함께 살았던 조숙한 18세 화학과 학생 William Henry Perkin의 다락방 실험실에서 탄생했습니다. 그날은 부활절 방학이었고, 퍼킨은 그 시간을 이용하여 왕립화학대학의 멘토인 아우구스트 빌헬름 폰 호프만(August Wilhelm von Hofmann)이 제안한 콜타르 실험에 참여하고 있었습니다.

콜타르의 화학적 성질에 대해 호프만보다 더 잘 아는 사람은 전 세계 어느 누구도 없었고, 콜타르는 알아야 할 매우 중요한 화합물이었습니다. 틀림없이 최초의 대규모 산업 폐기물이었습니다. 1800년대 중반까지 석탄 가스와 고체 코크스는 많은 유럽과 미국 도시에서 빛, 열, 요리 연료의 가장 중요한 원천으로서 양초, 동물성 기름, 목재를 대체했습니다. 석탄 가스와 코크스는 모두 산소가 없는 상태에서 고온에서 석탄을 태워서 만들어졌습니다. 이 과정에서 걸쭉하고 냄새나는 갈색 액체가 남게 되었는데, 이 액체는 목선 방수에 사용되는 소나무 타르와 비슷했기 때문에 콜타르라고 불렸습니다. 그러나 증류되지 않은 콜타르는 밀봉재 역할이 별로 좋지 않고 유해하기 때문에 제거하기가 매우 어렵습니다. 그것을 태우면 위험한 검은 연기가 발생했고, 묻어 버리면 근처의 모든 식물이 죽었습니다. 콜타르를 노천 구덩이나 수로에 버리는 가장 일반적인 두 가지 처리 방식은 분명히 좋지 않았습니다. 그러나 끝없이 참을성 있는 실험자였던 헤센 출신의 호프만(Hofmann)은 콜타르가 유용한 것으로 바뀔 수 있다고 확신했습니다. 그는 이미 왕립화학대학(Royal College of Chemistry)에서 창립 이사로 재직하면서 이러한 성과를 거두었습니다. 콜타르의 다양한 성분이 가열될 때 서로 다른 온도에서 기화된다는 사실을 알고 호프만은 많은 성분을 분리하는 데 수년을 보냈습니다. 1840년대에 그의 작업은 목재 "산세척" 산업을 시작하는 데 도움이 되었는데, 이 산업에서는 침목과 전신주를 콜타르로 만든 크레오소트에 담가 부패로부터 보호했습니다. 그러나 목재 산세업자들은 콜타르의 더 가볍고 휘발성이 높은 성분에는 관심이 없었습니다. 콜타르는 여전히 독성 폐기물일 뿐이었습니다. 사실 증류되지 않은 콜타르보다 독성이 더 강했습니다. 그래서 호프만과 그의 학생들은 계속해서 실험을 했습니다.

그 학생 중 한 명은 젊은 윌리엄 퍼킨(William Perkin)이었습니다. 호프만은 그에게 콜타르의 일부 주요 구성 요소를 질소 염기인 아민으로 분해하는 프로젝트를 진행하게 했습니다. 호프만은 유일하게 효과적인 말라리아 치료법이자 대영제국에 꼭 필요한 퀴닌이 나프타를 포함한 여러 콜타르 성분의 화학 구조와 매우 유사한 화학 구조를 가진 아민이라는 사실을 알고 있었습니다. 그는 또한 페루 기나나무 껍질이 퀴닌의 유일한 공급원이라는 사실도 알고 있었는데, 이것이 바로 이 약이 값비싸고 구하기가 매우 어려운 이유였습니다. 하지만 기적의 약이 나프타나 콜타르의 다른 원치 않는 성분으로부터 합성될 수 있다면 어떨까요? Hofmann은 그것이 가능하다고 생각하지 않았지만 그의 유망한 10대 제자에게 적합한 프로젝트라고 생각했습니다.

Perkin은 그 도전을 열렬히 받아들였습니다. 그의 멘토 호프만처럼 그도 강박적인 실험가였습니다. Perkin은 부활절 휴가 동안 일을 시작했고 Hofmann은 독일에 있었습니다. 가족 집 꼭대기 층에 있는 작고 단순한 실험실에서 일하던 Perkin은 나중에 Toms River에서 중요한 역할을 하게 될 콜타르의 독성 성분인 톨루엔을 실험하기로 결정했습니다. 퍼킨은 알릴-톨루이딘이라는 유도체를 분리한 다음 이를 중크롬산칼륨과 황산과의 혼합물에서 산화시켜 이를 퀴닌으로 변환하려고 했습니다. 그가 실험을 마쳤을 때 그의 시험관에는 그가 보고 싶어했던 투명한 약이 아닌 불그스름한 검정색 가루가 들어 있었습니다. 그래서 Perkin은 다시 시도했는데, 이번에는 나중에 악명이 높아지게 될 또 다른 콜타르 성분인 벤젠에서 파생된 아닐린이라는 더 간단한 아민을 선택했습니다. 다시 한 번, 그는 이를 중크롬산칼륨과 황산과 혼합했고, 실험은 다시 실패했습니다. 이번에는 그의 시험관 바닥에 검은색의 끈끈한 물질이 있었는데, 그것은 확실히 퀴닌이 아니었습니다.