Aus Acridin, N,N-Dimethylformamid, Iodmethan, Kaliumhexacyanoferrat(III), Natriumhydroxid, Zinkstaub, Salzsäure und Salpetersäure wird N,N′-Dimethyl-9,9′-biacridiniumdinitrat (Lucigenin) hergestellt. Lucigenin eignet sich für die Chemolumineszenz.
Verwendete Chemikalien
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Achtung |
5 g Acridin, C13H9N, 179.22 g/mol, CAS-Nr.: 260-94-6, EG-Nr.: 205-971-6 Dibenzo[b,e]pyridin, 9-Azaanthracen |
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Gefahr |
50 mL N,N-Dimethylformamid, C3H7NO, 73.09 g/mol, CAS-Nr.: 68-12-2, EG-Nr.: 200-679-5 DMF |
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Gefahr |
3.8 mL Iodmethan, CH3I, 141.94 g/mol, CAS-Nr.: 74-88-4, EG-Nr.: 200-819-5 Methyliodid |
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Gefahr |
300 mL Diethylether, C4H10O, 74.12 g/mol, CAS-Nr.: 60-29-7, EG-Nr.: 200-467-2 Ether |
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20 g Aktivkohle, C, 12.01 g/mol, CAS-Nr.: 7440-44-0, EG-Nr.: 231-153-3 Dampfaktivkohle |
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Achtung |
50 g Kaliumhexacyanoferrat(III), K3[Fe(CN)6], 329.25 g/mol, CAS-Nr.: 13746-66-2, EG-Nr.: 237-323-3 Blutlaugensalz rot, Ferricyankalium, Kaliumcyanoferrat(III), Kaliumeisen(III)-cyanid |
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Gefahr |
5 g Natriumhydroxid, NaOH, 40.00 g/mol, CAS-Nr.: 1310-73-2, EG-Nr.: 215-185-5 Ätznatron |
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Gefahr |
Ca. 300 g Phosphor(V)-oxid, P4O10, 283.889 g/mol, CAS-Nr.: 1314-56-3, EG-Nr.: 215-236-1 1λ5,3λ5,5λ5,7λ5-Tricyclo[3.3.1.13,7]tetraphosphoxan-1,3,5,7-tetron (IUPAC), Diphosphorpentoxid, di-Phosphorpentoxid, Phosphorpentoxid |
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Achtung |
12.5 g Zink (Staub), Zn, 65.39 g/mol, CAS-Nr.: 7440-66-6, EG-Nr.: 231-175-3 Aquatic Acute/Chronic 1, WGK 2 |
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Gefahr |
225 mL Ethanol 99 % (absolut), C2H6O, 46.07 g/mol, CAS-Nr.: 64-17-5, EG-Nr.: 200-578-6 Alkohol, Ethylalkohol, Weingeist, Sprit |
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Gefahr |
45 mL Salzsäure 37 %, HCl, 36.46 g/mol, CAS-Nr.: 7647-01-0, EG-Nr.: 231-595-7 Salzsäure rauchend, Chlorwasserstoff-Lösung |
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Achtung |
100 mL Salzsäure c(HCl) = 3 mol/L, HCl, 36.46 g/mol, CAS-Nr.: 7647-01-0, EG-Nr.: 231-595-7 Chlorwasserstoff-Lösung |
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Gefahr |
250 mL Salpetersäure c(HNO3) = 2 mol/L, HNO3, 63.01 g/mol, CAS-Nr.: 7697-37-2, EG-Nr.: 231-714-2 Scheidewasser |
Produkt
| Chemikalie | |
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N,N′-Dimethyl-9,9′-biacridiniumdinitrat, C28H22N4O6, 510.50 g/mol, CAS-Nr.: 2315-97-1, EG-Nr.: 219-023-4 10,10′-Dimethyl-9,9′-biacridiniumdinitrat (IUPAC), Lucigenin, 9,9′-Bis(N-methylacridiniumnitrat) |
Verwendete Geräte, Versuchsaufbau
100-mL-Becherglas, 3 × 250-mL-Becherglas, 1000-mL-Becherglas, 2 × 600-mL-Becherglas, 250-mL-Tropftrichter, 500-mL-Zweihalskolben, 2000-mL-Dreihalskolben, 1000-mL-Dreihalskolben, KPG-Rührwerk, KPG-Rührer, Rührhülse, Dimroth-Kühler, Heizhaube, Thermometer (0–100 °C), Eisbad,
3 × 100-mL-Messzylinder, 50-mL-Messzylinder, Nutsche, 1000-mL-Saugflasche, Wasserstrahlpumpe, Exsikkator, Vakuumpumpe, Magnetrührer mit Heizfunktion, Magnetrührfisch, Waage, Spatel, Kühlschrank
Versuchsdurchführung
5 g Acridin werden in einem 500-mL-Zweihalskolben vorgelegt, in 50 mL N,N-Dimethylformamid gelöst und 3.8 mL Iodmethan zugegeben. Nun wird der KPG-Rührer mit dem KPG-Rührwerk verbunden und der Dimroth-Kühler auf den Kolben gesetzt. Mit einer Heizhaube wird unter Rühren für 1.5 Stunden zum Sieden erhitzt. Beim Abkühlen fällt als erstes Zwischenprodukt N-Methylacridiniumiodid (rotbraune Nadeln) aus.
Um alles N-Methylacridiniumiodid zu fällen, werden unter Rühren noch 150 mL Diethylether zugegeben. Das Gemisch wird einer Saugfiltration unterzogen und das gefällte N-Methylacridiniumiodid mit 150 mL Diethylether gewaschen. Das gewonnene Salz wird im Exsikkator über Aktivkohle getrocknet. In 200 mL dest. Wasser werden 4.5 g N-Methylacridiniumiodid gelöst und in einen 250-mL-Tropftrichter verbracht. 700 mL heißes dest. Wasser werden in einem 1000-mL-Becherglas vorgelegt und darin 50 g Kaliumhexacyanoferrat(III) gelöst. Die noch heiße Lösung wird in einen 2000-mL-Dreihalskolben überführt und mit 5 g Natriumhydroxid versetzt. Der Kolben wird nun mit dem gefüllten 250-mL-Tropftrichter, KPG-Rührer & Rührwerk und einem Dimroth-Kühler versehen. Unter Rühren lässt man nun die N-Methylacridiniumiodid-Lösung zutropfen. Ist dies beendet, wird mit einem Eisbad auf 0–5 °C abgekühlt. Mittels Saugfiltration wird das N-Methylacridon abgetrennt. Der Filterkuchen wird mit 250 mL kaltem dest. Wasser (10 °C) gewaschen und das rohe N-Methylacridon über Phosphor(V)-oxid im Vakuumexsikkator getrocknet. In einer 1000-mL-Dreihalskolbenrührapparatur mit Dimroth-Kühler und Heizhaube, werden 5 g N-Methylacridon, 225 mL Ethanol absolut und 45 mL Salzsäure 37 % vorgelegt. Unter Rühren wird das Gemisch auf 70 °C erhitzt. Über einen Zeitraum von 15 Minuten werden jetzt portionsweise 12.5 g Zink (Staub) eingetragen. Für weitere 20 Minuten wird die Lösung bei 70 °C gerührt. Mit einem Eisbad wird die Lösung auf 10–15 °C abgekühlt und einer Saugfiltration unterzogen. Der Filterkuchen wird zerrieben und unter Rühren in 100 mL Salzsäure c(HCl) = 3 mol/L gegeben. Jetzt wird zum Sieden erhitzt und die heiße Lösung abgesaugt. Das erhaltene N,N′-Dimethyl-9,9′-biacridiniumdichlorid wird im Vakuumexsikkator über Phosphor(V)-oxid getrocknet. In einem 600-mL-Becherglas werden 250 mL Salpetersäure c(HNO3) = 2 mol/L vorgelegt, mit einem Magnetrührfisch versehen und auf einen Magnetrührer mit Heizfunktion gestellt. Nun werden unter Rühren 5 g N,N′-Dimethyl-9,9′-biacridiniumdichlorid eingetragen. Die Lösung wird für 10 Minuten bei 95 °C gerührt und noch heiß filtriert. Das erhaltene Filtrat wird über Nacht in einen Kühlschrank gestellt.
Am folgenden Tag werden die ausgefallenen Kristalle abgesaugt und in einem Vakuumexsikkator über Phosphor(V)-oxid getrocknet.
Reaktionsgleichung
Quellenangaben
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