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
| Chemikalie | |
|---|---|
  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 |
  Gefahr |
50 mL N,N‑Dimethylformamid, C3H7NO, 73.09 g/mol, CAS‑Nr.: 68‑12‑2, EG‑Nr.: 200‑679‑5
DMF |
 Gefahr |
3.8 mL Iodmethan, CH3I, 141.94 g/mol, CAS‑Nr.: 74‑88‑4, EG‑Nr.: 200‑819‑5
Methyliodid |
Gefahr |
300 mL Diethylether, C4H10O, 74.12 g/mol, CAS‑Nr.: 60‑29‑7, EG‑Nr.: 200‑467‑2
Ether |
| 20 g Aktivkohle, C, 12.01 g/mol, CAS‑Nr.: 7440‑44‑0, EG‑Nr.: 231‑153‑3
Dampfaktivkohle |
|
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 |
 Gefahr |
5 g Natriumhydroxid, NaOH, 40.00 g/mol, CAS‑Nr.: 1310‑73‑2, EG‑Nr.: 215‑185‑5
Ätznatron |
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 |
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 |
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 |
Gefahr |
45 mL Salzsäure 37 %, HCl, 36.46 g/mol, CAS‑Nr.: 7647‑01‑0, EG‑Nr.: 231‑595‑7
Salzsäure rauchend, Chlorwasserstofflösung |
Achtung |
100 mL Salzsäure c(HCl) = 3 mol/L, HCl, 36.46 g/mol, CAS‑Nr.: 7647‑01‑0, EG‑Nr.: 231‑595‑7
Chlorwasserstofflösung |
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 | |
|---|---|
| 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) |
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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‑Methylacridiniumiodidlösung 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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