Lucigenin

16.12.06
D-BIOL Josua Jordi
Synthese von
Lucigenin
CH3 NO3+
N
+
N
CH3 NO3-
Lucigenin C28H22N4O6
Mr=510.506u
16.12.2006
Josua Jordi, HCI G 294/245
Assistent: Felix Fischer
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16.12.06
D-BIOL Josua Jordi
1 Bruttoreaktion und Mechanismus
Die Synthese von Lucigenin aus N-Methylacridon verläuft über einen 2 Schritte. Die
Bruttoreaktion ist in der folgenden Abbildung beschrieben:
CH3
NO3-
+
N
CH3
N
1) Zn/HCl
2) HNO3
2
O
+
N
CH3 NO 3
Abbildung 1, Bruttoreaktion [3]
Der Mechanismus ist auf der folgenden Seite skizziert. Er kann in 2 Schritte unterteilt
werden. Im ersten Schritt wird das unedle Zn zu ZnO oxidiert, dies geschieht gemäss
dem Mechanismus der McMurry-Kupplung. Im zweiten Schritt bildet sich das
Nitrosylkation, welches anschliessend ebenfalls oxidiert wird, dabei entsteht das
gewünschte Lucigenin.
2
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CH3
N
2
O
2 Zn
CH3 NO3+
N
CH3
N
C
O
2+
Zn
-
O
C
+
N
CH3 NO3-
N
CH3
2 HNO3
CH3
H2NO3+ + NO3-
CH3
N
N
NO2+ + NO3- + H2O
2+
2 Zn
O
O
-
-
-2 ZnO
N
N
CH3
CH3
NO3-
NO2+
Abbildung 2, Mechanismus [3]
3
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2 Verwendete Substanzen
In der folgenden Tabellen werden alle Substanzen, die bei der Synthese von
Lucigenin verwendet wurden, aufgeführt.
Substanz
N-Methylacridon
Zinkstaub
Gefahrensymbole
N
Salzsäure
C
Salpetersäure 65 %
C
Ethanol
F
R-/S-Sätze
S: 24/25
R 50/53
S 60-61
R 34-37
S 26-36/37/39-45
R 35
S 23.2-26-36/37/39-45
R: 11
S: 9-16-33-51
Tabelle 1, verwendete Substanzen [1]
Für die Synthese lassen sich daraus folgende Schlüsse ziehen: Salpetersäure und
Salzsäure sind stark korrosiv. Zinkstaub ist gefährlich für Wasserorganismen (nicht in
die Kanalisation zu leeren). Ethanol ist feuergefährlich. Für Lucigenin und NMethylacridon sind nicht alle Sicherheitsdaten vorhanden.
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3 Synthese und Aufarbeitung
3.1 Versuchsaufbau
In der unteren Abbildung ist die Versuchsapparatur skizziert.
Kühlwasser
Dimrothkühler
Ölbad mit Kontaktthermometer
7
6
5
7
4
8
3
8
9
2
9
10
1
6
5
4
3
2
11
1
Abbildung 3, Versuchsapparatur
5
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3.2 Synthese
In einem Rundkolben wurde N-Methylacridon (1.22g) in einer Lösung aus Ethanol
(50ml) und konzentrierte Salzsäure (10ml) gelöst. Die gelbe Lösung wurde im Ölbad
auf 100°C erhitzt und dann schrittweise kleine Mengen an Zinkpulver (3.26g)
zugegeben. Das Gemisch wurde während 30mim gekocht und anschliessend in
100ml Wasser gegeben. Der Feststoffe wurde abfiltriert und den in Salpetersäure
(1M, 60ml) gelöst. Die Lösung wurde für weitere 15-20min gekocht und
anschliessend im Eisbad gekühlt. Dabei fielen bräunliche Kristalle aus, welche
abfiltriert und getrocknet wurden.
4 Identifikation
Vom Produkt wurde anschliessend an die Aufarbeitung ein Infrarotspektrum
hergestellt und mit einem Referenzspektrum verglichen.
Die Übereinstimmung der Peaks aus dem Infrarotspektrum im Vergleich mit einem
Referenzspektrum ist gut. Die meisten Peaks können identifiziert werden und es
kommt nur zu geringen Abweichungen. Das Produkt kann zweifelsfrei als Lucigenin
identifiziert werden.
Die Ausbeute betrug 0.49g.
5 Literatur
[1] Merck KGaA – ChemDAT http://chemdat.merck.de/mda/ch/de/index.html
[2] http://www.sigmaaldrich.com/spectra/ftir/FTIR007257.PDF
[3] Chemsketch
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6 Anhang
Abbildung 4, Referenzspektrum Lucigenin [2]
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