Über das N-Chlortaurin

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Jayko
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Über das N-Chlortaurin

Beitrag von Jayko »

Über das N-Chlortaurin

N-Chlortaurin oder Taurinchloramin ist ein Stoff, welcher derzeit als Bakterizid und Fungizid in mehreren Studien untersucht wird. Es wird vermutet, dass N-Chlortaurin die Stickstoffmonoxid Synthase und IκB-Kinase in der Zelle inhibiert. Leider gab es recht wenig Literatur zu der genauen Synthese, und zu den Stoffeigenschaften ebenfalls sehr wenig Informationen.


Geräte:

Rundkolben, Stativ, Schütteltrichter, Rotovap, Bechergläser


Chemikalien:

Taurin Warnhinweis: attn
Natriumhypochlorit-Lösung (Danklorix) Warnhinweis: cWarnhinweis: n
Isoheptan Warnhinweis: attnWarnhinweis: fWarnhinweis: xnWarnhinweis: n
N-chlortaurin Warnhinweis: unknown


Hinweis:

Schutzbrille, Handschuhe und Mantel tragen. Chloramine können giftig sein und N-Chlortaurin besitzt eine Wirkung auf den Körper! Es wird zu allgemeiner Vorsicht geraten!


Durchführung:

Es wurden 4,961g (0,039 mol) Taurin in einem 250 mL Rundkolben eingewogen. Anschließend wurden 100 mL NaOCl Lösung (Danklorix) (0,40 mol bei 3%iger NaOCl) hinzugefügt. Die Reaktionsmischung wurde für 10 Minuten stehen gelassen, in einen Schütteltrichter überführt und anschließend zweimal mit jeweils 30 mL (iso)-Heptan extrahiert. Das Extrakt wurde auf dem Rotovap eingeengt. Es wurden 1.716 g an Flüssigkeit ausgewogen.

Das Produkt ist eine gelbliche transluzente Flüssigkeit.
Siedepunkt: 154°C ; Literatur 161°C [4]

Ausbeute: 1,716 g (27,6 % d.Th.)


Entsorgung:

Das abrotierte (iso)-Heptan wurde den halogenierten organischen Abfällen, die wässrige Mutterlauge dem Abwasser hinzugefügt.


Erklärung:
reakt.PNG
reakt.PNG (4.21 KiB) 1699 mal betrachtet
Das Amin des Taurins wird mittels Natriumhypochlorit Lösung chloriert. Natriumhypochlorit bietet milde Bedingungen, um keine doppelte Chlorierung hervorzurufen. Ein Teil des Taurins wird in sein Natriumsalz umgewandelt, da sich bei der Chlorierung Natriumhydroxid bildet. Da ein großer Überschuss an Natriumhypochlorit Lösung verwendet wurde und laut (1) die Umsetzung zum N-Chlortaurin schnell erfolgt, liegt Taurin nur noch als N-Chlortaurin und als Natriumsalz vor. Deshalb konnte einen Extraktion mit (iso)-Heptan durchgeführt werden, ohne dass das überschüssige Taurin mit extrahiert wurde. Diese Methode ist zwar nicht die sauberste oder die mit der höchsten Ausbeute, aber ausgehend von der Prämisse, dass die Edukte relativ günstig sind, ist dieser Weg aufgrund seiner geringen Zeitaufwändigkeit als gut zu erachten.

Zum Mechanismus:

Aufgrund dessen, dass ein Gleichgwicht zwischen NaOH, Wasser, Hypochloriger Säure und Natriumhypochlorit in der wässrigen Natriumhypochlorit Lösung vorherrscht, greift die freie Hypochlorige Säure das Amin unter Bildung eines Oxonium-Ions an. Unter Abspaltung von Wasser wird vom Stickstoff zum Chlor eine neue Bindung gebildet, und es werden die Ladungen ausgeglichen.
mech.PNG
mech.PNG (18.42 KiB) 1671 mal betrachtet
Die Siedepunktbestimmung erfolgte mit der Siwoloboff-Methode. Dabei konnte ein Siedepunkt von 154°C gemessen werden, jedoch liegt der Siedepunkt der Literatur [4] bei 161°C. Der Unterschied lässt sich daraus erklären, dass aufgrund der geringen erhaltenen Menge keine Aufreinigung, wie etwa eine Destillation, durchgeführt wurde. Des Weiteren ist es möglich, dass die Messung Ungenaugkeiten beinhaltet, da das einzige zur Verfügung stehende Thermometer, welches über 150°C messen konnte eine Digitalthermomether (der Marke IKEA vom Modell FANTAST war). Eine externe Aufnahme von Referenztemperaturen zur anschließenden gerätexternen Kalibrierung war nicht vorgenommen worden.


Bilder:


Einwage des Taurins
Einwage.jpg
Taurin im RBF.jpg

Taurin Natriumhypochlorit Reaktionsgemisch
im RBF.jpg

Die beiden Phasen der Extraktion mittels (iso)-Heptan im Schüttletrichter
extraktion.jpg
20200716_213540.jpg
nchlorotaurin.jpg
Das Fertige Produkt


Literatur:

(1) Sibanda, S., Parsons, B. J., Houee-Levin, C., Marignier, J.-L., Paterson, A. W. J., & Heyes, D. J.: One-electron oxidation and reduction of glycosaminoglycan chloramides: A kinetic study; Free Radical Biology and Medicine 63 (2013): 126–134. doi:10.1016/j.freeradbiomed.2013.05.012

(2) Verträglichkeit von N-Chlortaurin bei infektiöser Kolpitis; EudraCT Number: 2004-002416-29;Start Date*: 2004-11-11

(3) Nagl, M., Arnitz, R., & Lackner, M.: N-Chlorotaurine, a Promising Future Candidate for Topical Therapy of Fungal Infections; Mycopathologia, 183, 1 (2017): 161–170. doi:10.1007/s11046-017-0175-z

(4) Patent : WO 2004-US26603

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mgritsch
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Re: Über das N-Chlortaurin

Beitrag von mgritsch »

Super, gefällt mir :) eben noch im Labor und jetzt schon hier ;)

Würde man durch zärtliches (!) ansäuern die Ausbeute nicht noch kräftig steigern? Alleine wegen ser löslichkeit des Salzes in Wasser...

Siedepunkt einer kleinen Probe bestimmen - du kennst die siwoloboff methode?

Sonst: bild des Mechanismus bitte zur Erklärung, andere Bilder bitte drehen vor upload :)

Jayko
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Re: Über das N-Chlortaurin

Beitrag von Jayko »

Würde man durch zärtliches (!) ansäuern die Ausbeute nicht noch kräftig steigern? Alleine wegen ser löslichkeit des Salzes in Wasser...
Ja könnte man machen. Jedoch die Betonung wie du bereits geschrieben hast liegt auf zärtliches ansäuern und ich glaub nicht dass ich das richtig durchführen kann ohne zu viel des Taurins aus seiner Natrium form zu holen und damit das Produkt zu verunreinigen... Müsste ich eventuell mal probieren.
Siedepunkt einer kleinen Probe bestimmen - du kennst die siwoloboff methode?
Nein ist mir leider nicht bekannt. Des Weiteren steht mir kein Schmelzpunkt Messgerät zur Verfügung um diese durchzuführen, wie ich sie nach einer kurzen google Suche beschrieben wird.

Ad Bilder: Komischerweise werden die als Aufrecht auf meinem PC angezeigt und erst im Forum verdreht... ich werds aber trotzdem mal mit dem drehen versuchen. Mechanismus folgt bald.

Edit: Hab den Mechanismus eingefügt (ich hoff der stimmt) und die Bilder gedreht.

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mgritsch
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Re: Über das N-Chlortaurin

Beitrag von mgritsch »

Ja das mit den Bildern... seit windows diese pseudointelligenz hat und alles „richtig“ anzeigt kann man sich nicht mehr verlassen wie das wirklich ist...

Siedepunkt: siehe hier, geht ggfs auch im becherglas statt thiele! Kleines Reagenzglas, kapillare, Thermometer...
viewtopic.php?f=21&t=4733&hilit=Siwoloboff

Ansäuern: Du hast etwa äquimolare Mengen hypo und Taurin eingesetzt (wäre nett wenn das auch angegeben ist...) und könntest theoretisch 100% bekommen. Danklorix enthält aber als Stabilisator einiges an Na2CO3. Dadurch wird Produkt als Na Salz gebunden, NaOH aus der Reaktion auch. Mal vorsichtig Essigsäure dazu sollte die Reaktion vervollständigen und auch bessere extraktion ermöglichen... Versuch ist es wert.

Jayko
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Re: Über das N-Chlortaurin

Beitrag von Jayko »

Siedepunkt: siehe hier, geht ggfs auch im becherglas statt thiele! Kleines Reagenzglas, kapillare, Thermometer...
Wenn ich mal wieder im Labor bin werde ich diese Methode versuchen (könnte unter Umständen etwas dauern) Ich danke vielmals.

Ansäuern: Du hast etwa äquimolare Mengen hypo und Taurin eingesetzt (wäre nett wenn das auch angegeben ist...) und könntest theoretisch 100% bekommen. Danklorix enthält aber als Stabilisator einiges an Na2CO3. Dadurch wird Produkt als Na Salz gebunden, NaOH aus der Reaktion auch. Mal vorsichtig Essigsäure dazu sollte die Reaktion vervollständigen und auch bessere extraktion ermöglichen... Versuch ist es wert.
Hier gilt das gleiche. Ich werde, vorausgesetzt ich probier diese Synthese nochmals diese Methode ausprobieren. Ich habe das mit den äquimolaren Mengen nicht angegeben, da ich mir nicht sicher bin wie viel Hypochlorit wirklich im Danklorix drin ist... denn jeder weiß Sicherheitsdatenblätter sind nur Rauch und Schall...

Edit: Hab jetzt die mol der Edukte dazu geschrieben. Beim Hypochlorit habe ich 3% angenommen (wie auch im Sicherheitsdatenblatt geschrieben) und von da aus die möglichen mol angegeben.

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Uranylacetat
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Re: Über das N-Chlortaurin

Beitrag von Uranylacetat »

Interessantes "Stöffchen".... :wink:

"NCT ist ein gegen Mikroorganismen wirksames Molekül, das von weißen Blutkörperchen während Infektionen gebildet wird, um Bakterien, Pilze und Viren zu bekämpfen"

Quelle: https://www.dcfh.de/ist-nct-ein-gut-ver ... twicklung/
"Der einfachste Versuch, den man selbst gemacht hat, ist besser als der schönste, den man nur sieht." (Michael Faraday 1791-1867)

Alles ist Chemie, sofern man es nur "probiret". (Johann Wolfgang von Goethe 1749-1832)

„Dosis sola facit venenum.“ (Theophrastus Bombastus von Hohenheim, genannt Paracelsus 1493-1541)

"Wenn man es nur versucht, so geht´s; das heißt mitunter, doch nicht stets." (Wilhelm Busch 1832 -1908)

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mgritsch
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Re: Über das N-Chlortaurin

Beitrag von mgritsch »

Super, mit Mechanismus und gedrehten Bildern ist das schon eine recht runde Sache :thumbsup:
Wie der Mechanismus deutlich macht sollte die Reaktion stark pH-Abhängig sein, eine Na-Acetat gepufferte saure Lösung dürfte deutlich besser funktionieren. Wie wurde das denn im Original-paper gemacht? Auch genau so wie du?
Wie leicht bilden sich denn die Di-Chloramine und wie leicht wären sie abtrennbar? evtl hilft ja auch ein größerer Überschuss hypo zu mehr Ausbeute...

btw, ein paar Hinweise zum Gebrauch des Editors:

Wenn du die Artikelvorlage (Synthese) auswählst, dann gibt's da drin im entsprechenden Absatz ein paar nützliche Hinweise, zB wie man Chemikalien mit Gefahrenhinweisen etc versieht:
" Eine genaue Erklärung der Benutzung von "c"-Tags und Gefahrenhinweisen findest du hier:
viewtopic.php?f=29&t=5428 "
Wenn du auf ein Posting antwortest, wäre es für die Lesbarkeit hilfreich wenn du (meine) Zitate auch als solche kennzeichnest.
das macht man bequem indem man das betroffene Textstück markiert und dann das Anführungszeichen-Symbol klickt:
2020-07-17 09_43_46-Illumina - Antwort erstellen.png

Jayko
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Re: Über das N-Chlortaurin

Beitrag von Jayko »

Erstmal danke für die Tipps und das Lob.
Wie der Mechanismus deutlich macht sollte die Reaktion stark pH-Abhängig sein, eine Na-Acetat gepufferte saure Lösung dürfte deutlich besser funktionieren. Wie wurde das denn im Original-paper gemacht? Auch genau so wie du?
Wie leicht bilden sich denn die Di-Chloramine und wie leicht wären sie abtrennbar? evtl hilft ja auch ein größerer Überschuss hypo zu mehr Ausbeute...
Ja das stimmt, dass sich die Reaktion besser verhalten würde in leicht saurem Medium laut Mechanismus. Im Paper ist fast garnix zu finden wie es gemacht wird.
Taurine monochloramine (TauCl) solutions were prepared by the addition of equal concentrations of
taurine and hypochlorite at pH 7.4. The reaction was complete
within the mixing time
(1)Sibanda, S., Parsons, B. J., Houee-Levin, C., Marignier, J.-L., Paterson, A. W. J., & Heyes, D. J. (2013). One-electron oxidation and reduction of glycosaminoglycan chloramides: A kinetic study. Free Radical Biology and Medicine, 63, 126–134. doi:10.1016/j.freeradbiomed.2013.05.012


Mehr Informationen bezüglich wie das gemacht wird ist nicht vorhanden oder ich hab es zumindest nicht gefunden. Den Rest habe ich mehr oder weniger mir selbst ausgedacht - deshalb auch kein Gewähr dass es funktioniert :P

Das Dichloramin wird erst gebildet wenn man es mit HCl versetzt und ca 2h bei RT reagieren lässt, laut einem Paper, welches ich versucht habe nachzukochen, jedoch leider gescheitert bin heute morgen.Ich werde es demnächst erneut versuchen.
(2) N. M. van Gelder and R. J. Bowers; Synthesis and Characterization of N,N-Dichlorinated Amino
Acids: Taurine, Homotaurine, GABA and L-Leucine; Neurochemical Research, Vol. 26, No. 6, 2001, pp. 575–578

Heliumoxid
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Re: Über das N-Chlortaurin

Beitrag von Heliumoxid »

OT
Frage zum Etikett:
Mit welchem Programm kann man die Strukturformel erzeugen und ausdrucken ?

/OT
Bei Heliumoxid, genauer Helium(II)- oxid, handelt es sich um eine Mischung aus Helium(I)- oxid und Helium(III)- oxid. Richtigerweise heisst es somit Helium(I,III)- oxid.

Jayko
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Re: Über das N-Chlortaurin

Beitrag von Jayko »

Mit welchem Programm kann man die Strukturformel erzeugen und ausdrucken ?

In Chemdraw Zeichnen und Namen drunter stellen und dann mit Snipping Tool ausschneiden und das Bild in Word rein kopieren. Dort dann mit dem Lineal skalieren und ausdrucken.
Wenn wer ne bessere alternative hat sagen.

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lemmi
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Re: Über das N-Chlortaurin

Beitrag von lemmi »

Sehr schöner Versuch, gefällt mir gut! Das mit der Formatierung muss noch optimiert werden, aber das kriegen wir später ... :)

Eine Reinheitsprüfung des Produktes wäre noch nett. Gibt es vielleicht eine Möglichkeit mittels DC? Oder kann man eine Gehaltsbestimmung wie bei Chloramin-T vornehmen, vielleicht iodometrisch?

Zur Toxizität habe ich auf die Schnelle keine Angaben gefunden. In PubChem finden sich zwei kleine klinische Studien vermerkt, in denen die Substanz als Virostatikum geprüft wurde. Demnach dürfte es nicht allzu toxisch sein.
"Alles sollte so einfach wie möglich gemacht werden. Aber nicht einfacher." (A. Einstein 1871 - 1955)

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Jayko
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Re: Über das N-Chlortaurin

Beitrag von Jayko »

Eine Reinheitsprüfung des Produktes wäre noch nett. Gibt es vielleicht eine Möglichkeit mittels DC? Oder kann man eine Gehaltsbestimmung wie bei Chloramin-T vornehmen, vielleicht iodometrisch?
Ja wäre toll... Nur das DC will nicht recht mit der alternatien Variante die ich probiert habe (das Lömi: Ethanol Heptan 10:3 ; zeigt nur einen langen hässlichen Spot aber der Wahrheitsgehalt ist fragwürdig und deswegen bleibt das mal unter Verschluss... außerdem ists hässlich nach dem Tauchen) ...und zum richtigen Nachweisen bräucht ich Ninhydrin was ich derzeit nicht habe...

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mgritsch
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Re: Über das N-Chlortaurin

Beitrag von mgritsch »

Ich sagte dir ja schon was es braucht um schönere DC zu bekommen.
Das ist eine saure Verbindung, also braucht es auch Säurezusatz im Laufmittel um die Dissoziation zurückzudrängen. Simple Logik :)

Und beim zitieren das Anführungszeichen-Symbol benutzen, nicht code, das sieht etwas eigenartig aus und kein Zeilenumbruch...

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lemmi
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Re: Über das N-Chlortaurin

Beitrag von lemmi »

Probier mal folgendes Laufmittel: Toluol 5,0 + Ethanol 4,0 + Essigsäure 1,0 . Und halte die Ausgangskonzentration gering, z.b. 2 bis 5 mcl einer 0,2% Lösung der Substanz . Zur Detektion könntest du die Platte mit alkalischer Kaliumpermanganat Lösung (1 % in 0,1 N Natronlauge) besprühen. Oder du nimmst Joddampf.
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lemmi
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Re: Über das N-Chlortaurin

Beitrag von lemmi »

[EDIT: Text geringfügig überarbeitet, Formatierung angepasst und verschoben]
"Alles sollte so einfach wie möglich gemacht werden. Aber nicht einfacher." (A. Einstein 1871 - 1955)

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