Alternative Synthese von Lophin (2,4,5-Triphenylimidazol)

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mgritsch
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Beitrag von mgritsch »

Pok hat geschrieben:Eigentlich sollte die Herstellung nicht so sehr von den Reaktionsbedingungen abhängen. Hier (S. 173) wird zum Beispiel gar nicht gekühlt und mit viel größerer Konz. an Oxidationsmittel gearbeitet.
Okay, das ist mal ein ganz anderer Zugang! Ich hatte so 3 oder 4 Vorschriften inkl. Originalquelle die +/- alle gleich ablaufen. Keine davon arbeitete bei RT. Keine davon säuerte an. Alle arbeiteten mit sehr großen Volumina/verdünnten Lösungen. Waschen mit Methanol... dürfte einges an Verlusten bringen... Leider ist keine Ausbeute angegeben. Die Bilder sehen von der Farbintensität her mäßig spannend aus, aber das mag täuschen. Naja - Versuch macht kluch! Die Lophin-Synthese ist ja zum Glück so gut gelaufen dass ich noch genug übrig habe! :)

Keine Angst, den letzten Ansatz verwerfe ich (bis auf weiteres) noch nicht. Schauen mer mal. Über Weihnachten geht's in die Sonne, da kann ich ja ein paar Krümel mitnehmen und sehen ob sie sich am Strand verfärben :D Und sonst wird daraus ein größerer Ansatz für Lumineszenz gemacht, so groß dass er einfach zu fotografieren sein sollte.
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mgritsch
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Beitrag von mgritsch »

NI2 hat geschrieben:Sry, dass ich die Spiropyrane wir mit reinbringe, ein wenig OT.
EDIT: Ein kurzes Q'n'D-Video um veranschaulichen was man mit dem 6-NO2-BIPS nettes machen kann:
OT erweitert den Horizont :thumbsup:
Das ist wirklich extrem cool... mit blauem Licht schreiben, mit grünem Licht löschen... klingt nach einer möglichen Anwendung für ein optisches Speichermedium, wird das bereits genutzt?
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NI2
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Beitrag von NI2 »

Nein. Die Färbung verschwindet auch von selbst wieder.

EDIT: Außerdem ist die Rückreaktion temperaturabhängig, in den meisten Fällen gilt: umso heißer um so schneller gehts wieder zurück. Die "Halbwertszeit" bei den Spiropyranen liegt zwischen vielen Sekunden und Minuten. Das würde nicht mal für einen RAM reichen :D

[PaliPost 4774]
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mgritsch
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Beitrag von mgritsch »

NI2 hat geschrieben:Nein. Die Färbung verschwindet auch von selbst wieder.

EDIT: Außerdem ist die Rückreaktion temperaturabhängig, in den meisten Fällen gilt: umso heißer um so schneller gehts wieder zurück. Die "Halbwertszeit" bei den Spiropyranen liegt zwischen vielen Sekunden und Minuten. Das würde nicht mal für einen RAM reichen :D
mh, schade. Außerdem ist die Frage wie man es auslesen kann ohne einzugreifen :) und nur im dunklen lagern ist auch ein bisschen fad...
Mitunter ist so etwas aber auch eine Frage der Matrix mit der man spezielle Formen stabilisiern kann. Meine nur - wo ein Wille, da vielleicht auch ein Weg :)
Wäre auch mal intereesant zu probieren ob man damit ein Hologramm hinbekommt...
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NI2
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Beitrag von NI2 »

Die Idee eines volumetrischen Displays (Voxeldisplay) hatte ich vor ein paar Jahren auch schon und tatsächlich wurde Anfang diesen Jahres ein solches publiziert. Basis bildet dabei ein Rhodamin-anilid, dass durch eine Wellenlänge geöffnet wird und dann mit einer anderen zur Fluoreszenz angeregt wird. Da der Farbstoff recht simpel ist wollte ich den ggf. mal machen (Rhodamin B + Anilin in POCl3).
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mgritsch
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Beitrag von mgritsch »

So, mal kurz back to topic.
DC habe ich hnzugefügt, der Artikel wäre dann ansich fertig wenns sonst keine Anmerkungen mehr gibt.

Bezüglich des Dimers gibt es auch Fortschritte:
Ich habe einen zweiten Ansatz gemacht mit der alternativen Rezeptur (konzentriertere Lösungen, bei Raumtemperatur). Das Produkt sieht schon merklich anders aus (dunkler), UV Test ist noch ausstehend. Das einzig unhübsche: als letzter Schritt stand "waschen mit kaltem MeOH"...ja und dann war auf einmal ganz viel Produkt unten im Kolben und ganz wenig oben in der Nutsche, alles musste nochmal durch und die Ausbeute wurde sicher nicht besser :( Wer schreibt solche Anleitungen !?!?

Naja wie auch immer, 0,5 g wurden erhalten (50% Ausbeute), schauen wir mal wie es sich umfärbt bei Belichtung. Eine DC habe ich schon gemacht, war ganz interessant.
a) Mangels Möglichkeit das im UV zu betrachten habe ich es mal zuerst mit Iod probiert. Interessant - das funktioniert zwar für Benzil und Lophin, aber überhaupt nicht für das (neue) Dimer - mit ein Hinweis, dass beim ersten Ansatz zumindest überwiegend keine Umsetzung erfolgte.
b) Zweite Anfärbemethode war dann Cer-Ammoniummolybdat-Reagenz, das ist ansich sehr universell. Für Lophin und Benzil funktioniert es interessanterweise schlecht, dafür aber einigermaßen mit dem (neuen) Dimer. Ich habe daher Bilder von beiden Anfärbemethoden gemacht und am Computer übereinander gelegt, siehe unten.
c) Ich habe diesmal besonders sauber und scharf aufgetragen um auch kleine Unterschiede im Rf gut erkennen zu können. Der Rf-Wert des ersten Ansatzes ist identisch mit Lophin, der neue Ansatz hat einen geringfügig höheren Rf-Wert.

Fazit: das "originale" Rezept, das mit verdünnten Lösungen und Kühlung arbeitet, scheint tatsächlich zu >90% keine Umsetzung ergeben zu haben.
Sollte der Farbumschlag des neuen Produkts brauchbar sein folgt noch ein Artikel dazu :)

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Pok
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Beitrag von Pok »

mgritsch hat geschrieben:Das einzig unhübsche: als letzter Schritt stand "waschen mit kaltem MeOH"...ja und dann war auf einmal ganz viel Produkt unten im Kolben und ganz wenig oben in der Nutsche [...] Wer schreibt solche Anleitungen !?!?
Verstehe ich auch nicht. Vielleicht hätte ich dir nochmal ein paar weitere alternative Vorschriften geben sollen. Hier wird z.B. nur mit Wasser gewaschen. Die Ausbeute ist da quantitativ. Eine Alternative mit Brom statt rotem Blutlaugensalz als Oxidationsmittel wird dort auch beschrieben.

Immerhin könnte man dann ja wohl Methanol als Lösungsmittel zum Umkristallisieren benutzen. Mein Produkt war damals nur so blöd pulverförmig. Bei Kristallen siehts bestimmt besser aus, wenn man den Piezochromie-Versuch macht.
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mgritsch
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Beitrag von mgritsch »

Wissenschaftliche Hausarbeit "Funktionelle Farbstoffe und Pigmente: Julia Böcher", Seite 166:

Durchführung:
Man löst 3 g Kaliumhydroxid in 50 mL Ethanol und gibt anschließend 1 g
festes Lophin hinzu. Dieses Gemisch rührt man 20 Minuten. Daraufhin tropft
man eine Lösung von 9 g Kaliumhexacyanoferrat in 30 mL entionisiertem
Wasser unter Rühren hinzu und lässt das Reaktionsgemisch noch weitere 30
Minuten rühren. Im Anschluss versetzt man die Lösung mit 20 mL
entionisiertem Wasser und säuert sie mit der Salzsäure auf pH = 6 an. Der
entstehende Niederschlag wird abgesaugt, mit Methanol gewaschen und im
Trockenschrank getrocknet.

Gewaschen hatte ich vorher schon mal mit Wasser, da es ja jede Menge Anorganik drin gibt...

Was mich irritiert: deine Publikation schreibt "almost colourless" und "slightly soluble in Methanol", beides trifft auf mein Produkt nicht zu. Ist wieder etwas anderes rausgenommen?!?
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Pok
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Beitrag von Pok »

Ja, dachte ich mir, dass du diese Vorschrift benutzt hast.
Also mein Produkt war ebenfalls nahezu farblos (weiß). Heute soll es in Wien angeblich ein bisschen Sonne geben. Löse doch mal was in Toluol (bei mir löste sich nur wenig, kann aber auch an Verunreinigungen liegen) und halte es für ne Weile in die Sonne. :wink:
Soweit ich mich erinnere, zeigte der Feststoff bei mir keine Photochromie, sondern nur die Lösung.
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mgritsch
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Beitrag von mgritsch »

Pok hat geschrieben:Also mein Produkt war ebenfalls nahezu farblos (weiß). Heute soll es in Wien angeblich ein bisschen Sonne geben. Löse doch mal was in Toluol (bei mir löste sich nur wenig, kann aber auch an Verunreinigungen liegen) und halte es für ne Weile in die Sonne. :wink:
Soweit ich mich erinnere, zeigte der Feststoff bei mir keine Photochromie, sondern nur die Lösung.
ist nur ein bisschen Sonne, recht bedeckt, UV sollte aber genug dabei sein, liegt schon draußen :) bisher tut sich aber noch nicht viel... :(
Es ist zum Haareraufen dass so ein einfaches Präparat justament nicht will...
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Re: Alternative Synthese von Lophin (2,4,5-Triphenylimidazol)

Beitrag von aliquis »

Also, ich habe die Lophin-Synthese jetzt auch mal auf diesem Wege ausprobiert (allerdings nur mit einem Fünftel des beschriebenen Ansatzes - ich habe ja noch mehr als genug aus der herkömmlichen Synthese).

Es klappt auch mit in situ (mithilfe von Hirschhornsalz) hergestelltem Ammoniumcarbonat.

Einen filtrierbaren Niederschlag habe ich allerdings erst nach Neutralisation mit Salmiakgeist erhalten. Im essigsauren Millieu gab es - trotz Umrührens und Kühlens - nur einen sirupösen Bodensatz.

Interessanterweise roch die Mischung nach Neutralisation wieder etwas nach Benzaldehyd. Die Umsetzung war also auch nach 90 Minuten Refluxieren immer noch nicht quantitativ. Hat das Wasser aus der Reaktion von Essigsäure und Ammoniumhydrogencarbonat womöglich doch gestört?

Die anschliessende Glasreinigung ist diesmal deutlich weniger aufwendig als mit der Schmelze im herkömmlichen Verfahren. Ein Schwamm mit etwas Scheuerpulver reicht aus, um den Film zu entfernen, der zurückbleibt, wenn der Ethanol verdunstet ist.
Achtung: besser keinen Büchnertrichter oder gar eine Fritte verwenden, die kriegt man wegen schwer zugänglicher Stellen und der schlechten Löslichkeit von Lophin kaum wieder richtig sauber. Schwerkraftfiltration funktioniert erstaunlich gut und zügig, den Rückstand kann man einfach per Abklatsch gut vortrocknen.

Gut finde ich, dass ich die Synthese (unter Ableitung nur mässig freigesetzer Gase/Dämpfe per Schlauch nach draußen) auch drinnen ohne Abzug durchführen konnte (nur den Salmiakgeist habe ich kurz im Freien hinzugegeben). Das ist bei der Oxidation von Hydrobenzamid überhaupt nicht möglich, da die Rauchentwicklung dort doch recht kräftig und ausgesprochen atemwegsreizend und gesundheitsschädlich ist.

Als auch nach ein Dutzend Mal Auskochen des Rohprodukts immer noch ein wenig Lophin aus der dekantierten Lösung auskristallisierte, habe ich mich dann einfach mit der bis dahin erreichten Ausbeute zufrieden gegeben: 0,5 g nach dem Trocknen, somit 33,75 % ggü. d. Th.

Der Chemolumineszenz-Versuch hat mit dem Produkt geklappt, auch wenn das Leuchten diesmal um die Hälfte kürzer anhielt als mit der Mutterlauge aus der Synthese über Hydobenzamid (vermutlich war die Lophin- Konzentration darin einfach höher).
Beim Wegschütten der Mischung stieg mir hier wieder der gleiche minzartige Geruch in die Nase wie schon bei der Red-Bottle-Mischung. Dazu die immer noch offene Frage: Wie kann sich hier in alkalischem Millieu Ethylbenzoat bilden, das diesen typischen Geruch verströmt?

Die mehrstufige Synthese funktioniert gut und geschmeidig und hat daher sicherlich ihren Charme.
Wenn ich aber ohne grosse Umstände Lophin bräuchte und kein Thiamin/Benzoin/Benzil zur Verfügung hätte, würde ich wohl doch den direkten Weg übers Hydrobenzamid vorziehen - nicht zuletzt auch wegen der insgesamt höheren Ausbeute.

Funfact am Rande: das fertige Lophin riecht ein bisschen wie weisse Schokolade. :)

Das umkristallisierte, vorgetrocknete Endprodukt:

17058019031832951398223307313857.jpg
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Re:

Beitrag von aliquis »

mgritsch hat geschrieben: Samstag 6. Januar 2018, 03:23 Wissenschaftliche Hausarbeit "Funktionelle Farbstoffe und Pigmente: Julia Böcher", Seite 166:

Durchführung:
Man löst 3 g Kaliumhydroxid in 50 mL Ethanol und gibt anschließend 1 g
festes Lophin hinzu. Dieses Gemisch rührt man 20 Minuten. Daraufhin tropft
man eine Lösung von 9 g Kaliumhexacyanoferrat in 30 mL entionisiertem
Wasser unter Rühren hinzu und lässt das Reaktionsgemisch noch weitere 30
Minuten rühren. Im Anschluss versetzt man die Lösung mit 20 mL
entionisiertem Wasser und säuert sie mit der Salzsäure auf pH = 6 an. Der
entstehende Niederschlag wird abgesaugt, mit Methanol gewaschen und im
Trockenschrank getrocknet.

Gewaschen hatte ich vorher schon mal mit Wasser, da es ja jede Menge Anorganik drin gibt...

Was mich irritiert: deine Publikation schreibt "almost colourless" und "slightly soluble in Methanol", beides trifft auf mein Produkt nicht zu. Ist wieder etwas anderes rausgenommen?!?
Was wurde hier hergestellt? Das photochrome Dimer?
Hat es geklappt?
Welches Blutlaugensalz muss verwendet werden? Gelb oder rot?
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Re: Re:

Beitrag von mgritsch »

aliquis hat geschrieben: Samstag 20. Januar 2024, 18:50 Was wurde hier hergestellt? Das photochrome Dimer?
Hat es geklappt?
Welches Blutlaugensalz muss verwendet werden? Gelb oder rot?
ja natürlich, ist das nicht aus dem thread erkennbar?
Nein, aus irgendeinem Grund bin ich daran gescheitert, immer wieder nur Lophin zurück gewonnen. Es gibt einen eigenen Thread (oder Artikel) zum Dimer.
Natürlich rotes, es erfordert ja eine Oxidation.

P.s. nein, war doch kein eigener thread dazu.. nur hier und an anderer Stelle nochmal die kurze Erwähnung dass das nicht klappte viewtopic.php?f=62&t=4711
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Re: Alternative Synthese von Lophin (2,4,5-Triphenylimidazol)

Beitrag von mgritsch »

aliquis hat geschrieben: Samstag 20. Januar 2024, 18:49 Die Umsetzung war also auch nach 90 Minuten Refluxieren immer noch nicht quantitativ. Hat das Wasser aus der Reaktion von Essigsäure und Ammoniumhydrogencarbonat womöglich doch gestört?

[…] 33,75 % ggü. d. Th.
Plausibel dass mit extra Wasser sowas raus kommt. Reaktionsgleichung und le Chatelier lassen grüßen…
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Re: Alternative Synthese von Lophin (2,4,5-Triphenylimidazol)

Beitrag von aliquis »

mgritsch hat geschrieben: Sonntag 21. Januar 2024, 11:22 Plausibel dass mit extra Wasser sowas raus kommt. Reaktionsgleichung und le Chatelier lassen grüßen…
mgritsch hat geschrieben: Dienstag 16. Januar 2024, 23:03 ob 19% Wasser zu viel für die Synthese ist kann man durch Versuch einfach rausfinden. Bisschen forschen statt vorgekautes nachmachen, so kommt interessanter content zustande :)
Wenngleich bereits absehbar gewesen, wäre das nun also auch geklärt.

Spricht in meinem Fall auch eher für die Hydrobenzamid-Route. Dreifachen Salmiakgeist hätte ich halt immer da, trockenes Ammoniumacetat habe ich bis dato sonst nie gebraucht.
Vermutlich hat aber auch die Verwendung von Heizpistole und Teichlüfter ihren Teil zum Erfolg der Oxidation beigetragen. Die hat ja auch nicht jeder zuhause.
Und die anschliessende mühsame Reinigung des Reaktionskolbens schreit auch nicht unbedingt nach Wiederholung. Ich bin froh, dass ich meinen kleinen, aber ausreichenden Vorrat an Lophin nun in meiner Sammlung habe und es mir vermutlich eh kein weiteres Mal herstellen muss.

Ein weiterer Grund für meine schwache Ausbeute bei der Durchführung der Benzil-Variante war das mehrfache Auskochen des Rohprodukts mit der kaltgesättigten Mutterlauge des ersten Durchgangs (auch nach dem zwölften (!) Mal auskochen hatte sich ca. ein Drittel immer noch nicht gelöst).
Bei der Schmelze aus der Oxidation von Hydrobenzamid hatte ich mit 300 ml Ethanol so lange (bestimmt 15 Minuten) gekocht und gerührt, bis nahezu alles gelöst war, danach habe ich dann auf 150 ml eingeengt (bei weit geöffneter Tür, keine offenen Flammen!) und auskristallisieren lassen.
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