Ninhidrina Hidrato CAS 485-47-2

Hidrato de ninidrinaé um composto orgânico com a fórmula molecular C9H6O4, CAS 485-47-2 e um peso molecular de 178.141. É um pó cristalino cristalino quase branco ou amarelo claro, ligeiramente solúvel em éter e clorofórmio, e fica vermelho acima de 100 graus. Fácil de dissolver na água, solúvel em etanol, ligeiramente solúvel em éter e clorofórmio. Pode ser usado como uma sonda colorimétrica para análise quantitativa de aminoácidos e proteínas. Pode ser usado para monitorar a desprotecção na síntese de peptídeos em fase sólida (teste Kaiser). A cadeia peptídica é conectada à matriz sólida através do terminal C, e o terminal N é usado para expandir a cadeia peptídica. Quando o terminal N é desprotegido, o teste de ninidrina mostra uma cor azul. Os resíduos de aminoácidos são conectados à cadeia peptídica enquanto são protegidos no terminal N. Portanto, se o próximo resíduo de aminoácidos estiver conectado com sucesso à cadeia peptídica, o teste de ninidrina fornecerá um resultado incolor ou amarelo.

Hidrato de ninidrina, também conhecida como hidrato di-hidroindene-1,2,3-Trione, com a fórmula molecular C9H6O4, é um pó cristalino amarelo branco a pálido com uma estrutura tricarbonil única. O átomo de carbono central altamente eletrofílico em sua molécula o torna um reagente central para detectar compostos contendo amino, amplamente utilizados em campos como bioquímica, ciência forense, diagnóstico clínico, ciência agrícola e análise de materiais.

Mecanismo de reação química e características de desenvolvimento de cores da indenona

 

A reação de cor da indenona é baseada em sua reação específica com compostos contendo grupos alfa amino. Sob condições fracamente ácidas (pH 4-6), a Indanona passa por uma reação de três etapas com aminoácidos alfa:

Reação da condensação: condensação de desidratação do grupo amino com indanona para formar a base de Schiff;
Isomerização de descarboxilação: a base de Schiff passa por descarboxilação e isomerização para iminar, liberando uma molécula de CO ₂;
Redução de oxidação e desenvolvimento de cores: a imina reage ainda com o indene -cetona para formar um complexo roxo azul a roxo a roxo, com um comprimento de onda de absorção máxima de 570 nm.
Caso especial: prolina e hidroxiprolina têm diferentes vias de reação devido à presença de anéis de pirrolidina, resultando na formação de produtos amarelos; O ácido aspártico reage para produzir uma substância marrom. Essa seletividade faz do Indeno cetona uma ferramenta importante para a análise da estrutura de aminoácidos.

Aplicações em bioquímica e diagnóstico clínico

 

1. Análise quantitativa de aminoácidos e proteínas
Indene cetona é o reagente de cores central para analisadores de aminoácidos. Após a separação cromatográfica, a indenona reage com aminoácidos para formar um complexo colorido, que é quantificado por colorimetria a um comprimento de onda de 570 nm usando espectrofotometria. Por exemplo:

Teste de alimentos: determine o teor de lisina no leite e avalie o valor nutricional da proteína;
Diagnóstico clínico: detecção do metabolismo anormal de aminoácidos na urina (como fenilcetonúria);
Desenvolvimento de medicamentos: Analise a pureza dos medicamentos peptídicos para garantir a consistência do lote.
Vantagens técnicas: alta sensibilidade (limite de detecção na faixa molar de Dana), ampla faixa linear (0,1-100 μ mol/L), adequada para análise de matriz complexa.

 

2. Monitoramento de síntese de peptídeos de fase sólida (SPPs)
Na síntese de peptídeos em fase sólida, a indenona é monitorada em tempo real para etapas de desprotecção através da detecção de proproteção de Kaiser: quando o grupo de proteção contra o terminal N (como o FMOC) da cadeia peptídica é removido, a reação entre o grupo amino livre e a indenona aparece em azul, indicando a conclusão da reação;
Avaliação da eficiência do acoplamento: Se o próximo aminoácido for acoplado com sucesso, o grupo amino do terminal N é protegido e o teste indanona mostra incolor ou amarelo, as condições de síntese podem ser otimizadas de acordo.

 

Caso: Durante a síntese da angiotensina II (ASP Arg Val Tyr ile seu Pro Phe), os testes de Kaiser confirmaram que a eficiência do acoplamento de cada etapa era superior a 99%e a pureza final do produto atingiu 98,5%.

3. Análise de produtos de hidrólise de proteínas
O indeso -cetona pode detectar aminoácidos livres no hidrolisado de proteínas e ajudar no estudo de mecanismos de hidrólise enzimática. Por exemplo:

Hidrólise enzimática da caseína por protease gástrica: quantifique a liberação de fenilalanina e leucina usando o método colorimétrico de ninidrina para avaliar a atividade enzimática;
Monitoramento da fermentação microbiana: Analise o perfil de aminoácidos no caldo de fermentação de leveduras e otimize o processo de fermentação.

Aplicação de ciência forense e investigação criminal

 

1. Desenvolvimento de impressões digitais latentes
Indene cetona é o reagente "padrão -ouro" para a detecção de impressões digitais forense. O suor nas impressões digitais contém aminoácidos (como lisina e serina), que reagem com ninidrina para formar um complexo roxo. O efeito de imagem é melhor que a fumigação tradicional de iodo.

Processo de operação:

Pulverizar a solução de etanol de ninidrina a 0,2% na superfície da amostra;
O aquecimento a 60 graus por 10 minutos promove a reação;
As linhas de impressão digital roxas são claramente visíveis e podem ser armazenadas por vários meses.
CASO: Em um caso de roubo em 2023, a polícia resolveu o caso com sucesso, extraindo as impressões digitais do suspeito da maçaneta da porta usando a tecnologia de imagem ninidrina.

 

2. Identificação da atividade do ovo schistosoma
Os ovos de schistosoma contêm succinato desidrogenase, que possui alta atividade e pode catalisar a redução da indenona para produzir produtos roxos; Ovos mortos não têm atividade enzimática e parecem amarelos de cor. Este método é usado para avaliar o efeito terapêutico da esquistossomíase:

Antes do tratamento: a taxa de renderização de cores dos ovos vivos é superior a 80%;
Após o tratamento, se a taxa de renderização de cores dos ovos vivos for inferior a 10%, indica que o medicamento é eficaz.

Aplicações no campo da ciência agrícola

 

1. Pesquisa sobre a utilização de fontes de carbono microbiano do solo
Indeno cetona pode rastrear a absorção de substratos marcados por microorganismos. Por exemplo:

Adicione ³ C Ureia marcada ao solo;
Extraia proteínas microbianas e libere carbono carboxil com ninidrina;
Quantifique a proporção de biomassa microbiana de carbono de uréia, medindo a razão ³ C/¹ ² C usando um espectrômetro de massa isótopo.
Significado da pesquisa: revelar o mecanismo de fixação de carbono de bactérias oxidantes de amônia (como nitrosomonas) e otimizar estratégias de aplicação de fertilizantes de nitrogênio.

 

2. Análise do metabolismo de aminoácidos vegetais
Indeno cetona combinada com cromatografia em papel (PC) pode analisar rapidamente a composição de aminoácidos nos tecidos vegetais. Por exemplo:

Extrair aminoácidos livres das folhas de arroz;
Spot em papel de filtro, usando água do ácido acético n-butanol (4: 1: 1) como agente em desenvolvimento;
Pulverize a solução de ninidrina, calor para o desenvolvimento de cores, calcule o valor de RF e identifique o tipo de aminoácido.
Cenário de aplicação: triagem de variedades resistentes ao estresse (como arroz tolerante ao sal) e estudo do papel dos aminoácidos na resposta ao estresse.

Aplicações em ciência de materiais e testes industriais

 

1. Reagentes coloridos de cromatografia em camada fina (TLC)
Indene cetona é um reagente de cores universal para a detecção de TLC de compostos de amina

Faixa de detecção: aminas primárias, aminas secundárias, aminoácidos, ésteres de aminoácidos;
Pontos de operação: Depois de pulverizar o desenvolvedor de cores, aqueça -o a 105 graus por 5 minutos, e as manchas roxas serão claramente visíveis;
Sensibilidade: pode detectar substâncias de amina em nível de nanograma.
Caso: Na síntese de medicamentos, a pureza dos intermediários é monitorada usando o método Ninhydrin TLC para garantir a seletividade da reação.

2. Determinação do conteúdo amino na superfície dos materiais poliméricos
Indeno cetona pode analisar quantitativamente os grupos amino livres na superfície de polímeros como quitosana e polisisina
Mergulhe o material em uma solução de cetona de Índeno, calor e reação e meça a absorvância;
Calcule o conteúdo amino através da curva padrão e avalie o efeito de modificação do material.
Significado da pesquisa: para orientar o design funcional de materiais biomédicos, como andaimes de engenharia de tecidos.

Um método de síntese deHidrato de ninidrina, a rota da reação é a seguinte:

A etapa S1 inclui especificamente as seguintes operações: dissolver a solução de diketona di-hidroindene-1,3-diketona, adicionar solução de ácido sulfúrico, soltar a solução de nitrito de sódio, controlar a temperatura da reação em 15-20 graus, testar o ponto final da reação com papel de amido de iódio de potássio e obtenção de pó fino 2-nitrosohindeno-1hindneno-1hindneno-1hindneno-1hIniNindneno-1hIniNindneno-1hInIniNindneno-1. A fração de massa da solução de ácido sulfúrico é de 50 a 60%, e a fração de massa da solução de nitrito de sódio é de 25 a 30%. O ponto final da reação testado com papel de teste de amido de iodeto de potássio é que o papel de teste de amido de iodeto de potássio não desenvolve cores.

A etapa S2 inclui especificamente as seguintes operações: 2-nitroso-1H-Indeno-1,3 (2H)-Dione é substituído por formaldeído na presença de ácido clorídrico para obter indene-1.2,3 Trione em 15 a 20 graus. A fração em massa do ácido clorídrico é de 25 a 30%e a fração em massa de formaldeído é de 35-37%.

A etapa S3 inclui especificamente as seguintes operações: adicionando nove 1.2,3 trione na solução de extração, precipitando a precipitação e secando a precipitação sob pressão reduzida a 50-60 graus para obter nove 1 trione; A solução de extração é uma solução composta por sulfito de baixo sódio e 35 ~ 37wt% de formaldeído industrial em uma razão de massa de 1: 1.

A etapa S4 inclui especificamente as seguintes operações: oxidam a ninidrina reduzida em solução de ácido nítrico a 60 ~ 80 graus para obter ninidrina bruta, recristaliza o ninidrina bruto e a água em uma razão de massa de 45 ~ 50 graus de cloreto de cálcio obtido, o vacu -seco.

Reação característica:

A ninidrina é um reagente usado para detectar amônia ou aminas primárias e secundárias. Ao reagir com essas aminas livres, uma substância azul escura ou roxa pode ser produzida, que é chamada Ruhemann Purple. É frequentemente usado para detectar impressões digitais. Isso se deve aos resíduos de lisina contidos nas proteínas e peptídeos derramados da superfície da impressão digital, e a amina primária nelas é detectada pela ninidrina. À temperatura ambiente, é uma substância sólida branca, solúvel em etanol e acetona. A ninidrina pode ser considerada como o hidrato de di-hidroinden-1,2,3-trinona.

Reatividade:

O átomo de carbono do grupo carbonil é parcialmente positivo. Se o grupo adjacente conectado a ele tiver a capacidade de atrair elétrons (como o radical carbonil), a carga positiva do carbono carbonil será fortalecida ainda mais. Portanto, o átomo de carbono central de compostos 1,2,3-triconil é mais eletrofílico do que as cetonas simples. Portanto, é fácil reagir com nucleófilos Indano-1.2,3-Trione, como a água. No entanto, para a maioria dos compostos carbonil, a forma de carbonil é mais estável do que a dos produtos de ligação à água. A razão pela qual a ninidrina pode formar um hidrato estável do átomo de carbono central é devido à desestabilização de seu grupo carbonil adjacente. Deve -se notar que, para produzir cromóforo ninidrina, a amina precisa ser condensada com uma molécula deHidrato de ninidrinaPara produzir a base de Schiff. Somente amônia e amina primária podem passar por esta etapa. Deve haver prótons é usado para a transferência da base Schiff; portanto, se o carbono adjacente à amina for um átomo de carbono terciário, ele não poderá ser detectado pelo produto. A reação de ninidrina com amina secundária produzirá sal imine ([r1r2c=nr3r4]+), e o sal imine também tem cor, geralmente laranja.

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