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Autor Thema: Kommentare zur Synthese von Lucigenin  (Gelesen 4354 mal)

Mephisto

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Kommentare zur Synthese von Lucigenin
« am: 18. Februar 2013, 16:10:44 »
Admin-Edit: Dieser Thread dient für Kommentare und zur Diskussion der Synthese von Lucigenin



Das ist eine tolle Synthese! Gratulation zum Erfolg und Karma +1. Von Plan Lucigenin zu synthetisieren hast Du schon im Mai letzten Jahres gesprochen. Klasse, dass Du dran geblieben bist.

* Lucigenin wird bei Sigma-Aldrich zum Preis von 824 Euro für 5 g angeboten. Die für die Synthese benötigten Reagenzien sind alle ziemlich billig. Die Synthese ist also mit einer großen Ersparnis, oder vielleicht sogar einem Gewinn verbunden.  ;-)

Ziemlich verblüffend diese Preisdifferenz der Edukte und Produkte. Das müsste sich doch auch für kleine Firmen als Auftragssynthese rechnen. Wahrscheinlich ist die Nachfrage aber auch äußerst gering.

Lösung A und Lösung B zusammenkippen: Es kommt zu einer intensiven, langanhaltenden blau-grünen Chemolumineszenz
Bei mir hat die Lösung mindestens so eine geschätzte Viertelstunde geleuchtet (nicht so hell, wie Luminol, aber doch so, dass man dabei hätte lesen können); irgendwann wurde mir dann langweilig

Irgendwie dekadent [ohmeingott] ;-D

Die Synthese ausgehend vom Acridon gefällt mir noch besser als die bisherige ausgehend vom Acridin. Das fügen wir einfach als zweite Variante zur Synthesensammlung hinzu. Deine Synthese hier ist wirklich ein Highlight.
« Letzte Änderung: 10. August 2013, 01:31:20 von Mephisto »
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Phil

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Re: Kommentare zur Synthese von Lucigenin
« Antwort #1 am: 18. Februar 2013, 16:41:40 »
Ja toll gemacht vor allem die Fotos [thumbsup], da könnte auch phil sich eine scheibe abschneiden embarrassed.
Nicht die Gewalt einiger weniger ist gefährlich, sondern das Schweigen der Masse.
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Heute ist nicht alle Tage ich komm wieder keine Frage.
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Heuteufel

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Re: Kommentare zur Synthese von Lucigenin
« Antwort #2 am: 10. April 2013, 15:09:12 »
Zitat
Ausbeute: 5,7 g Lucigenin (wäre mehr als 100 % bezogen auf das Bis-N-methylacridiniumchlorid, was wahrscheinlich damit zu tun hat, dass das Produkt nicht ganz trocken ist, und ich keine Zeit mehr habe, es ausgiebiger zu trocknen) (oder ich hab falsch gewogen, oder falsch gerechnet). Ich werde das später nachtragen.
Ersetzen durch: Ausbeute: 4,8 g Lucigenin (96 % der Theorie bezogen auf das Bis-N-methylacridiniumchlorid)

Ich habe einen Teil des Präparats bis zur Gewichtskonstanz über Silikagel getrocknet, und dann über den prozentualen Masseverlust die berichtigte Menge an Produkt und Ausbeute berechnet (einen Teil des Produkts hatte ich schon für Versuche verwendet).

Weitere Versuche zur Chemolumineszenz und Fluoreszenz:


Ich finde, dass Lucigenin Luminol als Chemolumineszenz-Farbstoff für Schauversuche überlegen ist. Die Chemolumineszenz dauert in der Regel sehr viel länger, als bei Luminol. Mit geeigneten Sensibilisatoren lässt sich ein breites Spektrum an Farben erzeugen. Die Chemolumineszenz-Erscheinung ist intensiv, und die erzeugten Farben sind prachtvoll. Auch die Fluoreszenz ist durchaus beeindruckend. 

Chemolumineszenz in alkalischer, wässriger Lösung:

1 Spatelspitze Lucigenin + 50 ml destiliertes Wasser ( ---> lösen) + 900 ml verdünnte Natronlauge - 10 ml 35 %-tige H2O2 unter Rühren hinzugeben
Die Chemolumineszenz kann unter diesen Bedingungen bis zu einer halben Stunde andauern

Chemolumineszenz in alkalischer, ethanolischer Lösung:

Lösung A: 8 g NaOH + 650 ml Wasser + 300 ml Etanol + 50 ml Wasserstoffperoxid 30 % (erst kurz vor der Durchführung hinzugeben)

Lösung B: 200 mg Lucigenin in 1 l Wasser


Lösung A und Lösung B zusammenkippen: Es kommt zu einer intensiven, langanhaltenden blau-grünen Chemolumineszenz. Das Leuchten dauert etwas weniger länger an, als bei der Version ohne Ethanol, ist dafür aber intensiver.


* Lucigeninb 16.JPG
(71.33 KB . 1151x767 - angeschaut 373 Mal)


Chemolumineszenz in ammoniakalkalischer Lösung und unter Zusatz von Sensibilisatoren:

Durch den Einsatz von Amminak als Base lässt sich die Intensität der Chemolumineszenz erheblich steigern. Die Dauer nimmt jedoch stark ab (nur noch einige Minuten). Durch den Einsatz geeigneter Sensibilisatoren lassen sich viele Farben erzeugen.

Spatelspitze Lucigenin (+ bei Bedarf eine Spatelspitze Sensibilisator) in 50 ml destilliertem Wasser lösen; 900 ml 25 %-tige Ammoniak-Lösung hinzugeben -  10 ml 35 %-tige H2O2 unter Rühren hinzugeben


* Lucigeninb 17.jpg
(110.71 KB . 1151x767 - angeschaut 353 Mal)


Auf dem Foto von rechts nach links: nur Lucigenin - Lucigenin + Fluorescein -  Lucigenin + Eosin Y - im letzten Kolben wurde die Auswirkung von Co2+, welches die Chemolumineszenz verstärken sollte, ausprobiert. Leider habe ich nicht nachgedacht, und Cobalt(II)-chlorid eingesetzt und Chlorid-Ionen sind bekannt dafür Chemolumineszenz zu quenchen. Das Ergebnis ist also nicht aussagekräftig.
Mit Rhodamin B lässt sich ein kräftiges rotes Leuchten erzeugen - dafür muss man aber Rhodamin B haben. ;-)

Chemolumineszenz in ammoniakalkalischer - ethanolischer Lösung:

In ammoniakalkalischer - ethanolischer Lösung ist das Leuchten besonders intensiv.

Spatelspitze Lucigenin (+ bei Bedarf eine Spatelspitze Sensibilisator) in 50 ml destilliertem Wasser lösen; 800 ml Ethanol und 100 ml 25 %-tige Ammoniak-Lösung hinzugeben -  10 ml 35 %-tige H2O2 unter Rühren hinzugeben.


* Lucigeninb 18.jpg
(72.76 KB . 1151x768 - angeschaut 439 Mal)


Fluoreszenz:

Eine schöne Demonstration der Fluoreszenz von Lucigenin besteht darin in einem grossen Becherglas mit destilliertem Wasser, unter UV-Licht, etwas Lucigenin auf die Wasseroberfläche zu streuen. Die Kristalle erzeugen beim Absinken wunderschöne, lieblich grün leuchtende Schlieren. Nachteilig ist der grosse Verbrauch an Lucigenin (etwa 0,5 g bei einem 2 l Becherglas).


* Lucigeninb 19.jpg
(132.4 KB . 1151x767 - angeschaut 399 Mal)



* Lucigeninb 20.jpg
(119 KB . 1151x767 - angeschaut 376 Mal)


Quellen:

Feuer und Flamme, Schall und Rauch: Schauexperimente und Chemiehistorisches von Friedrich R. Kreißl und Friedrich R. Kreißl
R.G. Amiet, The Preparation of Lucigenin, Journal of Chemical Education, Vol. 59 Nr.2, Februar 1982, S. 163f.
http://kaltes-licht.fsla.at/experimente/frame_rechts_expo_chemo_luci.htm


Eine Anleitung zu einer 3-Farben-Chemolumineszenz mit Lucigenin:
http://chemed.chem.purdue.edu/chemed/bodnergroup/pdf/37_Luminol.pdf

Anmerkungen:


Um gute Resultate bei Demonstrationen zur Chemolumineszenz zu erhalten, sollen alle Reagenzien rein und die Gefässe sauber sein. Nur destilliertes Wasser verwenden - keine Produkte in technischer Qualität (viele Ionen, etc. können die Chemolumineszenz quenchen). Das Wasserstoffperoxid sollte möglichst frisch sein.

Es gibt noch viel auszuprobieren: Chemolumineszenz in Pyridinlösung (hat ähnliche Wirkung, wie Ammoniak); Einfluss von Schwermetallen - besonders Osmiumtetroxid soll zu einer unglaublich intensiven Chemolumineszenz führen; Einsatz diverser Sensibilisatoren; ...
Vielleicht liefere ich noch irgendwann ein paar weitere Versuche zur Chemolumineszenz...
« Letzte Änderung: 10. April 2013, 15:12:59 von Heuteufel »
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Phil

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Re: Kommentare zur Synthese von Lucigenin
« Antwort #3 am: 10. April 2013, 15:33:36 »
Vielleicht liefere ich noch irgendwann ein paar weitere Versuche zur Chemolumineszenz...

Hoffentlich wäre gut so was sehe ich immer gerne.
Das ist auch was für bombjak,
Nicht die Gewalt einiger weniger ist gefährlich, sondern das Schweigen der Masse.
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Re: Kommentare zur Synthese von Lucigenin
« Antwort #4 am: 10. April 2013, 21:43:02 »
Du bist ein Künstler :-). Allein schon die Fluoreszenz der durch die Kristalle entstanden Schlieren ist so ein schönes Motiv!

Ersetzen durch: Ausbeute: 4,8 g Lucigenin (96 % der Theorie bezogen auf das Bis-N-methylacridiniumchlorid)

Ich habe einen Teil des Präparats bis zur Gewichtskonstanz über Silikagel getrocknet, und dann über den prozentualen Masseverlust die berichtigte Menge an Produkt und Ausbeute berechnet (einen Teil des Produkts hatte ich schon für Versuche verwendet).

Ich habe es editiert. Und im Admin-Team werde ich auch die Verlängerung der Editierzeit für Vielschreiber ansprechen.
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Re: Kommentare zur Synthese von Lucigenin
« Antwort #5 am: 10. April 2013, 22:25:33 »
Danke euch beiden fürs Lob!  :-)

Zitat
Ich habe es editiert. Und im Admin-Team werde ich auch die Verlängerung der Editierzeit für Vielschreiber ansprechen.
Ich hab ehrlich gesagt gar nicht versucht, es zu editieren, aber ja, wäre vielleicht sinnvoll, wenn auch nicht zwingend notwendig.

Noch als kurzer Uberblick/Ausblick: Die Ausbeuten bei den einzelnen Stufen sind 78 % - 61 % - 96 %. Die unangenehmen Teile sind: Bei der Synthese der Vorläufersubstanz N-Phenylanthranilsäure: das Trocknen des Produkts, was bei einem grossen Ansatz fast eine Woche in Anspruch nimmt. Bei der Synthese von Acridon: das Umkristallisieren. Alle anderen Schritte sind sehr angenehm in der Durchführung.   

Ich will vielleicht noch einen grossen Ansatz kochen, und habe folgende Frage: Kann ich bei der Methylierung unter den gleichen Reaktionsbedingungen das MeI durch eine äquivalente Menge DMS ersetzen? MeI ist nämlich ziemlich teuer, und auch die Herstellung hat so ihre Tücken.

Noch was anderes: Ich hab den Eindruck, dass MeI in Vorschriften vor allem zur N-Methylierung (Amine, N-Heterozycklen) und DMS zur O-Methylierung (Phenole, etc.) eingesetzt wird. Hat einer was zu dem Thema zu sagen?
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