에드워드 슝크

1. 개요

헨리 에드워드 슝크는 독일 상인의 아들로, 맨체스터에서 태어난 화학자이다. 그는 베를린에서 하인리히 로제와 하인리히 구스타프 마그누스에게 화학을 배우고, 유스투스 폰 리비히 밑에서 기센 대학교에서 박사 학위를 받았다. 슝크는 알로에, 지의류, 꼭두서니, 인디고 등 다양한 물질에 대한 연구를 수행했으며, 특히 알로에산에서 크리산산으로의 전환, 레카노린과 파렐산 발견, 루비안 연구 등을 통해 염료 화학 분야에 기여했다. 그는 날염 인쇄업에 종사하다가 조기 은퇴했으며, 맨체스터 문학철학회 회장, 왕립 학회 회원 등을 역임했다. 슝크는 개인 실험실과 서재, 표본 컬렉션을 맨체스터 빅토리아 대학교에 기증했으며, 그의 이름을 딴 건물은 영국 지정 건축물 2등급으로 지정되었다.

2. 초기 생애 및 교육

헨리 에드워드 슝크는 독일 상인 마틴 슝크의 아들로 맨체스터에서 태어났다. 그의 할아버지는 요한-카를 슝크 소령(1745–1800)이었다. 에드워드는 윌리엄 헨리와 함께 맨체스터에서 화학 공부를 시작했다. 젊은 슝크는 화학 연구를 계속하기 위해 베를린으로 보내졌으며, 그곳에서 니오브를 발견하고 광물 및 기타 무기 물질을 분석하고 티타늄, 인, 비소, 안티몬, 황, 셀레늄 및 텔루륨의 화학을 연구한 하인리히 로제 (1795–1864) 밑에서 공부했다. 슝크는 또한 화학 및 물리학의 다양한 주제에 대한 80편이 넘는 논문을 발표한 하인리히 구스타프 마그누스 (1802–1870) 밑에서도 베를린에서 공부했다. 베를린에서 공부한 후 그는 유스투스 폰 리비히 밑에서 기센 대학교에서 박사 학위를 받았다.

3. 연구 업적

1841년, 그는 기센에서 리비히의 유명한 학술지인 화학 연보(Annalen der Chemie)에 첫 번째 연구 논문을 게재했다. 그의 연구 주제는 알로에에 대한 질산의 영향이었다. 슝크는 1841년과 1848년에 걸쳐 두 편의 논문을 발표했다. 알로에와 질산의 반응은 다른 생성물들과 함께 알로에산을 생성하며, 알로에산은 추가 반응을 통해 크리삼산으로 전환된다. 글로버(1855)는 크리삼산의 제조법을 다음과 같이 설명했다. "크리삼산은 알로에 1 부분을 비중 1.37의 질산 8 부분에 담가 자기 캡슐에서 가열하여 반응의 주요 부분이 끝나면 질산의 2/3를 증류하고, 질산 3~4 부분을 다시 증류 플라스크에 넣고, 끓는점에 가까운 온도에서 2~3일 동안 유지하여 얻는다. 가스 발생이 멈춘 후 물을 잔류물에 첨가하면 침전물이 형성되는데, 이것이 크리삼산이다. 모액에는 옥살산과 크리솔립산이 포함되어 있으며, 후자는 피크르산으로 보인다." 슝크는 크리삼산(현재는 1,8-디히드록시-2,4,5,7-테트라니트로안트라퀴논으로 알려짐)과 여러 금속 염의 샘플을 분석하여 산의 분자식이 C₁₅H₃N₄O₁₂라고 결론 내렸다. 이는 몇 년 후 뮬더가 얻은 현재 통용되는 분자식인 C₁₄H₄N₄O₁₂와 매우 유사하다.

3.1. 알로에 연구

3.2. 지의류 연구

지衣에서 추출한 자색 염료는 오르실, 커드베어와 같은 다양한 형태로 존재하며 중요한 상업 제품이었다. 1830년대에 피에르 장 로비케, 프리드리히 헤렌, 장-밥티스트 뒤마, 로버트 존 케인 등의 학자들은 지의류 구성 성분에 대한 연구를 통해 세 가지 색상 전구체인 오르시놀, 에리트린, 슈도에리트린을 밝혀냈지만, 그 구성은 정확히 알려지지 않았다. 리비히는 슝크에게 상부 헤시아의 포겔스베르크의 현무암에서 자라는 염료 생산 지의류를 사용하여 이 주제를 재조사하도록 권장했다. 1842년, 슝크는 레카노린이라고 명명한 새로운 화합물을 발견했다. 그는 오르시놀에 대한 잘못된 공식을 사용했고, 그의 레카노린산(현재는 레카노르산)이 부분적으로 가수분해되어 오르셀린산을 생성했기 때문에 레카노린의 분석에 대한 그의 해석은 잘못되었다. 몇 년 후 Stenhouse에 의해 진실이 밝혀졌다. 그는 후에 레카노르산 외에도 Lecanora parella에서 또 다른 새로운 화합물인 파렐산을 발견했다.

3.3. 꼭두서니 연구

1846년 슝크는 꼭두서니 염료의 착색 물질에 대한 광범위한 연구를 시작했다. 꼭두서니 염료의 주요 착색제는 1827년 로비케와 콜린에 의해 발견되었으며, 알리자린이라고 명명되었다. 슝크는 승화 및 결정화를 사용하여 정제했을 때 C₁₄H₈O₄의 결과를 얻었지만, 금속 유도체의 분석까지 고려하여 C₁₄H₁₀O₄를 최상의 결과로 선택했다. 현대적인 화학식은 C₁₄H₈O₄이다. 그는 알리자린을 질산으로 산화시키면 알리자린산(프탈산)이 생성되고, 이를 가열하면 파이로알리자린산(프탈산 무수물)이 생성된다는 것을 발견했다.

슝크는 알리자린이 신선한 꼭두서니 뿌리의 주요 색소 전구체 성분이 아니라, 황색의 쓴맛을 가진 수용성 성분이며, 이를 루비안이라고 불렀다는 것을 보여주었다. 루비안은 뼈 숯을 첨가하여 꼭두서니 뿌리의 수 추출물로부터 얻었으며, 뼈 숯은 에탄올로 추출했다. 루비안은 산 또는 꼭두서니 뿌리에 포함된 효소에 의해 가수분해되어 알리자린과 당을 생성했다. 루비안의 가수분해로 얻은 다른 많은 "화합물"들이 슝크에 의해 설명되고 열정적으로 명명되었다. 슝크의 원래 샘플 중 일부는 1975년 윌프리드 파라에 의해 조사되었다.

3.4. 인디고 연구

1855년, 슝크는 인디고 연구에 매진하여, 인디고틴보다 인디고-블루라는 이름을 선호했다. 그는 "좋은 프랑스 옻나무 씨앗"에서 옻나무를 재배하여, 냉 에탄올로 염료 전구체를 추출한 후 추가 처리를 통해 "인디칸"이라고 부르는 갈색 시럽을 얻었다. "인디칸"은 매우 불안정하여 추가 정제가 어려웠다. 이후 그는 또한 Polygonum tinctorium을 조사하고, 이 식물에도 동일한 "인디칸"이 포함되어 있다고 믿었다. 20세기 초에 이르러서야 슝크가 옻나무에서 얻은 "인디칸"은 열대 인디고 식물과 Polygonum tinctorium에서 얻은 인디칸과 다르다는 것이 밝혀졌고, 이 물질은 이사탄으로 이름이 변경되었으며, 이후 이사탄 A, B, C의 혼합물임이 밝혀졌다.

오랫동안 소변 내 인디고의 존재는 많은 사람들의 관심의 대상이었으며, 슝크는 1857년에 "인디칸"이 그 기원임을 밝히려고 시도했다. 그는 인디고의 발생이 당시 일반적으로 생각했던 것보다 더 흔하다고 믿고, 7세에서 55세 사이의, 주로 노동계급에 속하는, 겉보기에 건강한 40명의 개인의 소변을 검사했다. 단 한 건을 제외한 모든 경우에서 긍정적인 결과를 얻었다. 가장 많은 양의 인디고는 50세 이상의 남성, 직업이 선술집 주인이었던 사람에게서 얻었다. 그의 경우, 인디고의 양은 "상당한 양에서 미미한 흔적까지 매우 변덕스럽게 변동했다". 그는 이러한 변동이 서로 다른 종류의 식단 때문일 수 있다고 생각했지만, 많은 실험 끝에 효과가 있는 한 가지 방법을 찾았다. "나는 다음 날 밤 잠자리에 들기 전에, 위가 견딜 수 있는 한 많은 양의 물에 조린 당밀과 마러루트를 혼합하여 섭취했고, 그 결과 다음날 밤 소변에서 다량의 인디고-블루가 검출되었다". 소변 내 인디고 전구체는 인디칸이 아니라, 당시에는 의학적 인디칸이라고 불렸지만, 인독실 설페이트 또는 글루코누레이트임이 밝혀졌다.

4. 개인 생활

에드워드 슝크는 1851년 주디스 H. 브룩과 결혼하여 네 자녀를 두었다. 조기 은퇴 전에는 날염 인쇄업에 종사했다. 그는 수년간 맨체스터 문학철학회의 회장을 역임했으며, 이 학회와 왕립 학회, 그리고 1896년부터 1897년까지 회장을 역임한 화학공업회로부터 명예를 얻었다.

5. 유산

슝크는 자택인 Kersal의 "The Oaklands" 부지에 개인 실험실을 지었으며, 그의 서재와 표본 컬렉션과 함께 맨체스터 빅토리아 대학교에 유증되었다. 그는 또한 화학 연구를 위해 대학교에 20,333파운드를 기부했다. 실험실은 1904년 Kersal에서 철거되어 대학교의 다른 실험실 옆인 벌링턴 스트리트에 다시 세워졌다. 더 이상 실험실로 사용되지 않으며 영국 지정 건축물 2등급으로 지정되었으며, 이 건물은 그의 이름을 따서 명명되었다. 슝크가 1층에 서재를 두었던 방은 매우 화려하다. 그의 책들은 현재 존 라일랜즈 대학교 도서관에 있으며, 표본들은 맨체스터 과학 산업 박물관에 보관되어 있다. 하임 바이츠만은 맨체스터에서 활동하는 동안 이 실험실에서 일했다.

6. 에드워드 슝크가 최초 제조한 물질 목록

* 인디칸
* 피로프로피린