Dissertation Klaus Heitkamp 1999

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3 Theoretischer Teil 23e) Bestimmung von Hydroperoxiden mit 1,5-DiphenylcarbohydrazidSetzt man 1,5-Diphenylcarbohydrazid in Gegenwart einer Säure mit Hydroperoxiden um, sobildet sich bei erhöhter Temperatur ein roter Farbstoff (Diphenylcarbazon), der bei etwa565 nm ein Absorptionsmaximum besitzt.HNNHONHHN+ ROOH- ROH- H 2ONNONHHNAbbildung 15Reaktion von 1,5-Diphenylcarbohydrazid mit HydroperoxidenDiese Reaktion nutzte 1926 Stamm als erster zum Nachweis von oxidierten Fetten. 76 Dazuwurde das Reagenz in Vaseline suspendiert und mit dem zu untersuchenden Fett versetzt. DasVerfahren lieferte jedoch zunächst nur unbefriedigende Ergebnisse und wurde später vonKorpaczy wesentlich verbessert, indem er das Reagenz in Tetrachlorethan löste und somit denNachweis in Lösung durchführte. 77 Hamm et al. entwickelten auf dieser Grundlage einephotometrische Bestimmungsmethode für Lipidhydroperoxide und erreichten damit eineNachweisempfindlichkeit, die in etwa auch mit anderen photometrischen Verfahren erreichtwurde. 78 Als Nachweisgrenze gaben Hamm et al. eine Peroxidzahl von 0,003 bei Einsatz von1 g Fett an. Unter den gegebenen Reaktionsbedingungen entspricht das einer Konzentrationvon etwa 10 µmol/l. Da die Reaktion auch in apolaren, nichtwäßrigen Lösungsmittelnstattfindet, eignet sie sich zur Nachsäulenderivatisierung bei der Bestimmung vonLipidhydroperoxiden in der Normalphasen-HPLC.f) Leuko-FarbstoffeAls Leuko-Farbstoffe (griech.: leukos = weiß, farblos) bezeichnet man weiße, farblose odernur schwach gefärbte Verbindungen, die in der Regel die reduzierte Form von Farbstoffendarstellen. Da die oxidierte Form der Verbindungen kräftig gefärbt ist, eignen sich Leuko-Farbstoffe deshalb als Redoxindikatoren. Aufgrund der oxidierenden Eigenschaften der(Lipid-)Hydroperoxide ist auch eine Verwendung zum Nachweis und zur Quantifizierung vonHydroperoxiden denkbar.

24 3 Theoretischer TeilUeberreiter und Sorge beschrieben 1956 eine Methode zur Bestimmung organischer Peroxide,bei der Leuko-Methylenblau als Reagenz eingesetzt wurde, das mit den Peroxiden zuMethylenblau reagierte (Abbildung 16). 79,80 Dieses konnte dann sehr empfindlich photometrischnachgewiesen werden. Man erreichte damit eine Nachweisgrenze von etwa 3⋅10 -8 gaktivem Sauerstoff (entsprechend 0,095 µmol Peroxid/l). Der große Nachteil besteht jedochdarin, daß das eingesetzte Leuko-Methylenblau zunächst unter erheblichem apparativemAufwand hergestellt werden muß, da es aufgrund seiner Oxidationsempfindlichkeit kommerziellnicht erhältlich ist und in feuchtem Zustand sehr schnell zum Methylenblau oxidiertwird.CH 3CH 3CH 3CH 3C H 3NSNNCH 3+ H + + [O]- [O]C H 3NS N +NCH 3+ ROHRAbbildung 16 Reaktion von Leuko-Methylenblau-Derivaten mit Peroxiden (R=H 79 ,Benzoyl 81 , N-Methylcarbamoyl 83 )Um dieses Problem zu umgehen, stellten 1959 Eiss und Giesecke ein modifiziertes Verfahrenvor, bei dem Benzoyl-Leuko-Methylenblau als Reagenz eingesetzt wurde. 81 Diese Verbindungist im Gegensatz zum Leuko-Methylenblau (R = H in Abbildung 16) kommerziellerhältlich und wesentlich unempfindlicher gegenüber der Oxidation durch Luftsauerstoff.Allerdings geht damit auch eine Verringerung der Empfindlichkeit einher. So entwickeltenAuerbach et al. mit diesem Reagenz eine Nachweismethode für Lipidhydroperoxide underreichten damit eine Nachweisgrenze von etwa 1,6 nmol (entsprechend ca. 32 µmol/l). 82Auch der Einsatz anders substituierter Leuko-Methylenblau-Derivate führte zu keinerSteigerung der Empfindlichkeit. Yagi et al. 83 und Kanazawa et al. 84 erreichten durch Einsatzvon 10-N-Carbamoylmethylenblau ebenfalls nur eine Nachweisgrenze von etwa 30 µmol/l.Der Nachweis peroxidischer Verbindungen mit Hilfe anderer Leuko-Farbstoffe, insbesondereaus der Gruppe der Triphenylmethan-Farbstoffe (z.B. Leuko-Kristallviolett, Leuko-Malachitgrünoder Leuko-Patent-Blau-Violett), beschränkt sich in der Regel auf die Bestimmung vonWasserstoffperoxid. Diese Methoden sollen deshalb hier nicht weiter erläutert werden.

24 3 Theoretischer TeilUeberreiter und Sorge beschrieben 1956 eine Methode zur Bestimmung organischer Peroxide,bei der Leuko-Methylenblau als Reagenz eingesetzt wurde, das mit den Peroxiden zuMethylenblau reagierte (Abbildung 16). 79,80 Dieses konnte dann sehr empfindlich photometrischnachgewiesen werden. Man erreichte damit eine Nachweisgrenze von etwa 3⋅10 -8 gaktivem Sauerstoff (entsprechend 0,095 µmol Peroxid/l). Der große Nachteil besteht jedochdarin, daß das eingesetzte Leuko-Methylenblau zunächst unter erheblichem apparativemAufwand hergestellt werden muß, da es aufgrund seiner Oxidationsempfindlichkeit kommerziellnicht erhältlich ist und in feuchtem Zustand sehr schnell zum Methylenblau oxidiertwird.CH 3CH 3CH 3CH 3C H 3NSNNCH 3+ H + + [O]- [O]C H 3NS N +NCH 3+ ROHRAbbildung 16 Reaktion von Leuko-Methylenblau-Derivaten mit Peroxiden (R=H 79 ,Benzoyl 81 , N-Methylcarbamoyl 83 )Um dieses Problem zu umgehen, stellten 1959 Eiss und Giesecke ein modifiziertes Verfahrenvor, bei dem Benzoyl-Leuko-Methylenblau als Reagenz eingesetzt wurde. 81 Diese Verbindungist im Gegensatz zum Leuko-Methylenblau (R = H in Abbildung 16) kommerziellerhältlich und wesentlich unempfindlicher gegenüber der Oxidation durch Luftsauerstoff.Allerdings geht damit auch eine Verringerung der Empfindlichkeit einher. So entwickeltenAuerbach et al. mit diesem Reagenz eine Nachweismethode für Lipidhydroperoxide underreichten damit eine Nachweisgrenze von etwa 1,6 nmol (entsprechend ca. 32 µmol/l). 82Auch der Einsatz anders substituierter Leuko-Methylenblau-Derivate führte zu keinerSteigerung der Empfindlichkeit. Yagi et al. 83 und Kanazawa et al. 84 erreichten durch Einsatzvon 10-N-Carbamoylmethylenblau ebenfalls nur eine Nachweisgrenze von etwa 30 µmol/l.Der Nachweis peroxidischer Verbindungen mit Hilfe anderer Leuko-Farbstoffe, insbesondereaus der Gruppe der Triphenylmethan-Farbstoffe (z.B. Leuko-Kristallviolett, Leuko-Malachitgrünoder Leuko-Patent-Blau-Violett), beschränkt sich in der Regel auf die Bestimmung vonWasserstoffperoxid. Diese Methoden sollen deshalb hier nicht weiter erläutert werden.

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