Ninhydrin Hydrat CAS 485-47-2

Ninhydrinhydratist eine organische Verbindung mit der molekularen Formel C9H6O4, CAS 485-47-2 und einem Molekulargewicht von 178,141. Es ist ein nahezu weißes kristallines oder hellgelbes kristallines Pulver, leicht löslich in Ether und Chloroform und wird rot über 100 Grad. Leicht in Wasser auflösen, in Ethanol löslich, leicht löslich in Ether und Chloroform. Kann als kolorimetrische Sonde zur quantitativen Analyse von Aminosäuren und Proteinen verwendet werden. Kann verwendet werden, um die Entschützung der Festphasenpeptidsynthese (Kaiser-Test) zu überwachen. Die Peptidkette ist durch den C-Terminus mit der festen Matrix verbunden, und der N-Terminus wird verwendet, um die Peptidkette zu erweitern. Wenn der N-Terminus entschützt ist, zeigt der Ninhydrin-Test eine blaue Farbe. Aminosäurereste sind mit der Peptidkette verbunden, während sie am N-Terminus geschützt sind. Wenn der nächste Aminosäurerest erfolgreich mit der Peptidkette verbunden ist, liefert der Ninhydrin -Test ein farbloses oder gelbes Ergebnis.

Ninhydrinhydrat, auch als Dihydroinden-1,2,3-Trione-Hydrat bekannt, mit der molekularen Formel C9H6O4, ist ein weißes bis hellgelbes kristallines Pulver mit einer einzigartigen Trikarbonylstruktur. Das hoch elektrophile zentrale Kohlenstoffatom in seinem Molekül macht es zu einem Kernreagenz zum Nachweis von Amino -enthaltenden Verbindungen, die in Bereichen wie Biochemie, forensischer Wissenschaft, klinischer Diagnose, Agrarwissenschaft und Materialanalyse weit verbreitet sind.

Chemische Reaktionsmechanismus und Farbentwicklungseigenschaften von Intenon

 

Die Farbreaktion von Indenon basiert auf seiner spezifischen Reaktion mit Verbindungen, die Alpha -Amino -Gruppen enthalten. Unter schwach sauren Bedingungen (pH 4-6) erfährt Indanon eine dreistufige Reaktion mit Alpha-Aminosäuren:

Kondensationsreaktion: Dehydratisierungskondensation der Amino -Gruppe mit Indanon zur Bildung der Schiffsbasis;
Decarboxylierungs -Isomerisierung: Die Schiffsbasis erfährt Decarboxylierung und Isomerisierung zum Imin, wobei ein Molekül von Co ₂ freigesetzt wird;
Oxidationsreduktion und Farbentwicklung: Imin reagiert weiter mit Indenketon zu einem tiefblauen bis lila Ruhemann -lila Komplex mit einer maximalen Absorptionswellenlänge von 570 nm.
Sonderfall: Prolin und Hydroxyprolin haben aufgrund des Vorhandenseins von Pyrrolidinringen unterschiedliche Reaktionswege, was zur Bildung gelber Produkte führt. Asparaginsäure reagiert auf eine braune Substanz. Diese Selektivität macht Indenketon zu einem wichtigen Werkzeug für die Aminosäurestrukturanalyse.

Anwendungen in Biochemie und klinischer Diagnose

 

1. Quantitative Analyse von Aminosäuren und Proteinen
Indenketon ist das Kernfarbreagenz für Aminosäureanalysatoren. Nach der chromatographischen Trennung reagiert Indenon mit Aminosäuren zu einem farbigen Komplex, der durch Colorimetrie bei einer Wellenlänge von 570 nm unter Verwendung von Spektrophotometrie quantifiziert wird. Zum Beispiel:

Lebensmitteltest: Bestimmen Sie den Lysingehalt in Milch und bewerten Sie den Ernährungswert von Protein;
Klinische Diagnose: Nachweis eines abnormalen Aminosäuremetabolismus im Urin (wie Phenylketonurie);
Arzneimittelentwicklung: Analysieren Sie die Reinheit von Peptidmedikamenten, um eine Chargenkonsistenz zu gewährleisten.
Technische Vorteile: Hohe Empfindlichkeit (Nachweisgrenze im Dana-Molienbereich), breiter linearer Bereich (0,1-100 μmol/l), geeignet für die komplexe Matrixanalyse.

 

2. SPPS -Überwachung der festen Phasenpeptidsynthese (SPPS)
In der Festphasen-Peptid-Synthese wird Indenon in Echtzeit auf Entfestigungsschritte durch Erkennung von Kaiser-Testdeptektion überwacht: Wenn die N-terminale Schutzgruppe (z. B. FMOC) der Peptidkette entfernt wird, erscheint die Reaktion zwischen der freien Aminogruppe und Intenon blau, was die Abschluss der Reaktion der Reaktion anzeigt.
Bewertung der Kopplungseffizienz: Wenn die nächste Aminosäure erfolgreich gekoppelt ist, ist die N-terminale Aminogruppe geschützt und der Indanon-Test zeigt farblos oder gelb, die Synthesebedingungen können entsprechend optimiert werden.

 

Fall: Während der Synthese von Angiotensin II (ASP Ar Val Tyr Ile sein Pro -Phe) bestätigte Kaiser -Tests, dass die Kopplungseffizienz jedes Schritts größer als 99%betrug und die Endproduktreinheit 98,5%erreichte.

3.. Analyse von Proteinhydrolyseprodukten
Indenketon kann freie Aminosäuren in Proteinhydrolyzat nachweisen und die Untersuchung enzymatischer Hydrolysemechanismen unterstützen. Zum Beispiel:

Enzymatische Hydrolyse von Kasein durch Magenprotease: Quantifizierung der Freisetzung von Phenylalanin und Leucin unter Verwendung der kolorimetrischen Ninhydrin -Methode zur Bewertung der Enzymaktivität;
Überwachung der mikrobiellen Fermentation: Analysieren Sie das Aminosäureprofil in Hefefermentationsbrühe und optimieren Sie den Fermentationsprozess.

Anwendung von forensischen Wissenschaft und strafrechtlichen Ermittlungen

 

1. Entwicklung latenter Fingerabdrücke
Indenketon ist das "Gold Standard" -Reagens für die Erkennung forensischer Fingerabdruck. Der Schweiß in Fingerabdrücken enthält Aminosäuren (wie Lysin und Serin), die mit Ninhydrin zu einem lila Komplex reagieren. Der Bildgebungseffekt ist besser als die traditionelle Jod -Begasung.

Betriebsprozess:

Sprühen Sie 0,2% Ninhydrin -Ethanollösung auf die Oberfläche der Probe;
10 Minuten lang bei 60 Grad fördern die Reaktion;
Die lila Fingerabdrucklinien sind deutlich sichtbar und können mehrere Monate lang aufbewahrt werden.
Fall: In einem Einbruchfall im Jahr 2023 löste die Polizei den Fall erfolgreich, indem er die Fingerabdrücke des Verdächtigen mithilfe der Ninhydrin -Bildgebungstechnologie aus dem Türgriff extrahierte.

 

2. Identifizierung der Schistosoma -Eieraktivität
Schistosoma -Eier enthalten Succinat -Dehydrogenase, die eine hohe Aktivität aufweist und die Reduktion von Intenon zur Herstellung lila Produkte katalysieren kann. Tote Eier haben keine enzymatische Aktivität und erscheinen gelb. Diese Methode wird verwendet, um die therapeutische Wirkung der Schistosomiasis zu bewerten:

Vor der Behandlung: Die Farbwiedergabe von lebenden Eiern ist größer als 80%;
Wenn nach der Behandlung die Farbrendernungsrate von lebenden Eiers weniger als 10%beträgt, zeigt sie an, dass das Medikament wirksam ist.

Anwendungen im Bereich der Landwirtschaftswissenschaft

 

1. Forschung zur Nutzung von mikrobiellen Kohlenstoffquellen im Boden
Indenketon kann die Absorption markierter Substrate durch Mikroorganismen verfolgen. Zum Beispiel:

Fügen Sie ¹ ³ C mit markiertem Harnstoff zum Boden hinzu;
Mikrobielle Proteine ​​extrahieren und Carboxylkohlenstoff mit Ninhydrin freisetzen;
Quantifizieren Sie den Anteil der mikrobiellen Biomasse von Harnstoffkohlenstoff, indem Sie das Verhältnis von ¹ ³ C/¹ ² C unter Verwendung eines Isotopenmassenspektrometers messen.
Forschungsbedeutung: Aufdecken des Kohlenstofffixierungsmechanismus von Ammoniakoxidationsbakterien (wie Nitrosomonas) und die Optimierung von Strategien zur Anwendung von Stickstoffdünger.

 

2. Analyse des Pflanzenaminosäurestoffwechsels
Indenketon in Kombination mit Papierchromatographie (PC) kann die Aminosäurezusammensetzung in Pflanzengeweben schnell analysieren. Zum Beispiel:

Extrahieren freier Aminosäuren aus Reisblättern;
Spot auf Filterpapier unter Verwendung von N-Butanol Essigsäurewasser (4: 1: 1) als Entwicklungsmittel;
Sprühen Sie die Ninhydrin -Lösung, Wärme für die Farbentwicklung, berechnen Sie den HF -Wert und identifizieren Sie die Art der Aminosäure.
Anwendungsszenario: Screening stressresistente Sorten (wie Salz -tolerante Reis) und die Rolle von Aminosäuren bei der Stressreaktion.

Anwendungen in Materialwissenschaft und Industrieprüfung

 

1. Dünnschichtchromatographie (TLC) Farbreagenzien
Indenketon ist ein universelles Farbreagenz für den TLC -Nachweis von Aminverbindungen

Nachweisbereich: Primäramine, sekundäre Amine, Aminosäuren, Aminosäureester;
Betriebspunkte: Nach dem Sprühen des Farbentwicklers erhitzen Sie ihn 5 Minuten lang bei 105 Grad, und die lila Flecken sind deutlich sichtbar.
Empfindlichkeit: Kann Aminsubstanzen auf Nanogrammspiegel erkennen.
Fall: In der Arzneimittelsynthese wird die Reinheit von Zwischenprodukten unter Verwendung der Ninhydrin -TLC -Methode überwacht, um die Reaktionselektivität zu gewährleisten.

2. Bestimmung des Aminogehalts auf der Oberfläche von Polymermaterialien
Indenketon kann die freien Aminogruppen auf der Oberfläche von Polymeren wie Chitosan und Polylysin quantitativ analysieren
Tauchen Sie das Material in eine Lösung von Indenketon, Wärme und reagieren und messen Sie die Absorption;
Berechnen Sie den Aminoinhalt über die Standardkurve und bewerten Sie den Materialänderungseffekt.
Forschungsbedeutung: Leitfaden für das funktionelle Design von biomedizinischen Materialien wie Tissue Engineering -Gerüsten.

Eine Synthesemethode vonNinhydrinhydratDer Reaktionsweg lautet wie folgt:

Schritt S1 enthält ausdrücklich die folgenden Operationen: Lösen Sie das Dihydroinden-1,3-Diketon in Ethanol, fügen Sie Schwefelsäurelösung hinzu, lassen Sie die Natriumnitrit-Lösung ab, kontrollieren Sie die Reaktionstemperatur bei 15 bis 20 Grad, testen Sie den Reaktionsendpunkt mit Kalium-Iodid-Stärkenpapier. Der Massenanteil der Schwefelsäurelösung beträgt 50-60%und der Massenanteil der Natriumnitritlösung 25-30%. Der mit Kaliumiodid -Stärkestestpapier getestete Reaktionsendpunkt ist, dass das Kaliumjodid -Stärkestestpapier keine Farbe entwickelt.

Schritt S2 enthält ausdrücklich die folgenden Operationen: 2-Nitroso-1H-Innen-1,3 (2H)-Dione wird in Gegenwart von Salzsäure mit Formaldehyd ersetzt, um Indine-1,2,3 Trione bei 15 bis 20 Grad zu erhalten. Der Massenanteil von Salzsäure beträgt 25-30%und der Massenanteil von Formaldehyd 35-37%.

Schritt S3 enthält ausdrücklich die folgenden Operationen: Einbeziehung von neun-1,2,3 Trione in die Extraktionslösung, die Ausnahme des Niederschlags und das Trocknen des Niederschlags unter einem verringerten Druck bei 50 bis 60 Grad, um reduzierte neun 1 Trione zu erhalten; Die Extraktionslösung ist eine Lösung, die aus niedrigem Natriumsulfit und 35 ~ 37 WT% industrieller Formaldehyd in einem Massenverhältnis von 1: 1 besteht.

Schritt S4 umfasst ausdrücklich die folgenden Operationen: Oxidieren Sie das reduzierte Ninhydrin in Salpetersäurelösung bei 60 ~ 80 Grad, um Rohes Ninhydrin zu erhalten, das Rohöl -Ninhydrin und das Wasser bei einem Massenverhältnis von 1: 5 umkristallisieren, den erhaltenen Feststoff mit Calciumchorium trocknen, um es bei 45 ~ 50 Grad zu verleihen, um zu erhalten, um Ninhydrinin zu erhalten.

Charakteristische Reaktion:

Ninhydrin ist ein Reagenz, das zum Nachweis von Ammoniak oder primären und sekundären Aminen verwendet wird. Bei der Reaktion mit diesen freien Aminen kann eine dunkelblaue oder lila Substanz erzeugt werden, die als Ruhemann Purple bezeichnet wird. Es wird oft verwendet, um Fingerabdrücke zu erkennen. Dies ist auf die Lysinreste zurückzuführen, die in den Proteinen und Peptiden enthalten sind, die von der Fingerabdruckoberfläche abgezogen werden, und das primäre Amin auf ihnen wird durch Ninhydrin nachgewiesen. Bei Raumtemperatur ist es eine weiße feste Substanz, die in Ethanol und Aceton löslich ist. Ninhydrin kann als Hydrat von Dihydroinden-1,2,3-Trinon angesehen werden.

Reaktivität:

Das Kohlenstoffatom der Carbonylgruppe ist teilweise positiv aufgeladen. Wenn die damit verbundene angrenzende Gruppe die Fähigkeit hat, Elektronen (wie das Carbonylradikal) anzuziehen, wird die positive Ladung des Carbonylkohlenstoffs weiter gestärkt. Daher ist das zentrale Kohlenstoffatom von 1,2,3-Trichonylverbindungen elektrophiler als einfache Ketone. Daher kann Indan-1,2,3-Trione leicht mit Nucleophilen wie Wasser reagieren. Bei den meisten Carbonylverbindungen ist die Form von Carbonyl jedoch stabiler als die von Wasserbindungsprodukten. Der Grund, warum Ninhydrin ein stabiles Hydrat aus zentralem Kohlenstoffatom bilden kann, ist die Destabilisierung seiner angrenzenden Carbonylgruppe. Es ist zu beachten, dass Amin mit einem Molekül von einem Molekül kondensiert werden muss, um Ninhydrinchromophor zu produzierenNinhydrinhydratSchiffsbasis produzieren. Nur Ammoniak und primäres Amin können diesen Schritt durchlaufen. Für die Schiffsübertragung werden Protonen verwendet. Wenn also der Kohlenstoff neben dem Amin ein tertiäres Kohlenstoffatom ist, kann er nicht mit dem Produkt nachgewiesen werden. Die Reaktion von Ninhydrin mit sekundärem Amin erzeugt Iminsalz ([r1r2c=nr3r4]+) und das Iminsalz hat auch Farbe, allgemein orange.

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