Ninhydrin

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Wechseln zu: Navigation, Suche
Strukturformel
Struktur von Ninhydrin
Allgemeines
Name Ninhydrin
Andere Namen
  • 2,2-Dihydroxyhydrinden-1,3-dion
  • 2,2-Dihydroxyindan-1,3-dion
  • Indantrionhydrat
  • 2,2-Dihydroxy-1,3-indendion
  • 2,2-Dihydroxy-1H-inden-1,3(2H)-dion
Summenformel C9H6O4
CAS-Nummer 485-47-2
PubChem 10236
Kurzbeschreibung

farblose Kristalle[1]

Eigenschaften
Molare Masse 178,15 g·mol−1
Aggregatzustand

fest

Schmelzpunkt

Zersetzung ab 250 °C [2]

Löslichkeit

schlecht in Wasser (20 g·l−1 bei 20 °C)[2]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [3]
07 – Achtung

Achtung

H- und P-Sätze H: 302​‐​315​‐​319​‐​335
P: 261​‐​305+351+338 [3]
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [4][2]
Gesundheitsschädlich
Gesundheits-
schädlich
(Xn)
R- und S-Sätze R: 22​‐​36/37/38
S: 26​‐​28​‐​36
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Vorlage:Infobox Chemikalie/Summenformelsuche vorhanden

Ninhydrin ist das Hydrat des Indan-1,2,3-trions und dient als Reagenz zum Nachweis von Ammoniak und primären Aminogruppen, insbesondere von Aminosäuren.

Eigenschaften[Bearbeiten]

Ninhydrin reagiert mit der Aminogruppe von Aminosäuren unter Wasserabspaltung zu einer Schiffschen Base (Imin). Nach Decarboxylierung der Carboxygruppe der Aminosäure und anschließender Abspaltung des Amino-Restes entsteht Amino-Ninhydrin. Dieses dimerisiert mit Ninhydrin zu einem violetten Farbstoff (Ruhemanns Purpur). Die intensive violette Farbe kann durch Mesomerie unter der Beteiligung einer Wasserstoffbrückenbindung innerhalb des Systems konjugierter Doppelbindungen erklärt werden.[5]

Die Intensität der Farbe ist der Konzentration des Farbstoffes (siehe Lambert-Beersches Gesetz) und damit der Konzentration einer zu bestimmenden Aminosäure proportional. Zur quantitativen Analyse werden photometrisch bei 570 nm mehrere Proben mit bekannter Konzentration als Standards mit der zu untersuchenden Probe verglichen. Bei der Reaktion mit sekundären Aminosäuren, wie Prolin oder Hydroxyprolin, entsteht ein gelber Farbkomplex, welcher bei 400 nm photometrisch gemessen werden kann.

Ninhydrin hat auch eine Bedeutung bei der Umsatzkontrolle bei der Festphasen-Peptidsynthese (SPPS) und in der organischen Festphasensynthese (SPOS) und ist ein Bestandteil des Kaiser-Tests.[6][7]

Die Reaktion ist relativ empfindlich, die Nachweisgrenze liegt bei 0,001 bis 0,1 mg.

Verwendung[Bearbeiten]

Ninhydrin wird vor allem für den Nachweis von Aminosäuren und Proteinen verwendet. Für Proteine ist der Test jedoch nur erfolgreich, wenn relativ kurze Oligopeptide vorliegen, da Ninhydrin nur mit freien Aminogruppen reagiert und diese bei langkettigen Polypeptiden kaum vorhanden sind. Der Nachweis wird in Lösung (unter Erhitzen im Wasserbad) durchgeführt. Ninhydrin wird häufig auch als Sprühreagenz z. B. bei der Papierchromatografie oder Dünnschichtchromatographie verwendet.

Eine weitere auf dieser Reaktion basierende Anwendung ist die Erstellung von Fingerabdrücken. Da im Schweiß Aminosäuren vorkommen, können diese mit Ninhydrin reagieren und die Finger- bzw. Handabdrücke sichtbar machen.

Dieser Mechanismus findet auch in der Medizin als sogenannter Moberg-Test Anwendung zum Nachweis peripherer Nervenläsionen. Da die für die Schweißsekretion regulierenden sympathischen Fasern ab dem Austritt aus dem Rückenmark gemeinsam mit den peripheren Nervenbahnen verlaufen, ist auch die Schweißsekretion gestört, was sich an einem abgenommenen Hautabdruck mittels Ninhydrin nachweisen lässt.

Eine Ausnahme bildet die Aminosäure Prolin bzw. Hydroxyprolin, die als sekundäre Aminosäuren statt einer primären (NH2) eine sekundäre (NH) Aminogruppe besitzen. Prolin und Hydroxyprolin reagieren über einen anderen Reaktionsmechanismus zu einem gelbroten Produkt mit einem Absorptionsmaximum bei 440 nm.

Zwei Moleküle Ninhydrin reagieren in alkalischem Milieu mit kurzen Oligopeptiden zu einem violetten Farbstoff, Ruhemanns Purpur.


Reaktionsmechanismus[Bearbeiten]

Der Reaktionsmechanismus ist komplizierter als üblicherweise dargestellt; damit befassen sich Friedmann und Williams.[8] Im Einzelnen laufen -wie in der Darstellung zu sehen- folgende Reaktionen ab: Zunächst wird das Ninhydrin zum Trion dehydratisiert. Am mittleren Carbonylsauerstoff greift die Aminogruppe der Aminosäure an und kondensiert zum Imin. Dieses weist eine offene Siebenring-Struktur auf, welche eine zyklische Elektronenverschiebung unter Decarboxylierung ermöglicht. Durch Hydrolyse des Imins wird der Aminosäurerest als Aldehyd abgespalten und es verbleibt das primäre Amin. In einer Kondensationsreaktion entsteht so mit einem zweiten Ninhydrinmolekül unter Wasserabspaltung das Ruhemanns Purpur.

Ninhydrin Reaction Mechanism.svg

Besonderheiten[Bearbeiten]

Ninhydrin ist eine der wenigen Verbindungen, die der Erlenmeyerregel widersprechen.

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b Andreas Schmidt, in: Römpp Online - Version 3.5, 2009, Georg Thieme Verlag, Stuttgart.
  2. a b c Eintrag zu Ninhydrin in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 16. Januar 2008 (JavaScript erforderlich)
  3. a b Datenblatt Ninhydrin bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 16. April 2011 (PDF).
  4. Seit 1. Dezember 2012 ist für Stoffe ausschließlich die GHS-Gefahrstoffkennzeichnung zulässig. Bis zum 1. Juni 2015 dürfen noch die R-Sätze dieses Stoffes für die Einstufung von Gemischen herangezogen werden, anschließend ist die EU-Gefahrstoffkennzeichnung von rein historischem Interesse.
  5. S. Ebel und H. J. Roth (Herausgeber): Lexikon der Pharmazie, Georg Thieme Verlag, 1987, S. 465, ISBN 3-13-672201-9.
  6. E. Kaiser, R.L. Colescott, C.D. Bossinger, P.I. Cook: In Analytical Biochemistry 1970, 34, 595–598.
  7. V. K. Sarin, S. B. H. Kent, J. P. Tam, R. B. Merrifield: In Analytical Biochemistry 1981, 117, 147.
  8.  Mendel Friedman, L. David Williams: Stoichiometry of formation of Ruhemann's purple in the ninhydrin reaction. In: Bioorganic Chemistry. 3, Nr. 3, 1974, S. 267–280, doi:10.1016/0045-2068(74)90017-0.

Literatur[Bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten]

 Wiktionary: Ninhydrin – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen