Brookers Merocyanin (auch MOED als Abkürzung der Bezeichnung 1-Methyl-4-[(oxocyclohexadienyliden)ethyliden]-1,4-dihydropyridin) ist ein Farbstoff, dessen Farbe in Lösung vom Lösungsmittel abhängt.
Eigenschaften Brookers Merocyanin wurde 1951 von Leslie G. S. Brooker entwickelt.L. G. S. Brooker, G. H. Keyes, R. H. Sprague, R. H. VanDyke, E. VanLare, G. VanZandt, F. L. White: Studies in the Cyanine Dye Series. XI. The Merocyanines. In: Journal of the American Chemical Society. 73, 1951, S. 5326–5332, doi:10.1021/ja01155a095. MOED besitzt solvatochrome Eigenschaften, d. h., es ändert je nach umgebendem Lösungsmittel oder pH-Wert sein Absorptionsspektrum und sein Fluoreszenz-Emissionsspektrum.V. Cavalli, D. C. da Silva, C. Machado, V. G. Machado, V. Soldi: The fluorosolvatochromism of Brooker's merocyanine in pure and in mixed solvents. In: Journal of Fluorescence. Band 16, Nummer 1, Januar 2006, S. 77–86, doi:10.1007/s10895-005-0053-9. PMID 16496216.H. Kashida, K. Sano, Y. Hara, H. Asanuma: Modulation of pK(a) of Brooker's merocyanine by DNA hybridization. In: Bioconjugate Chemistry. Band 20, Nummer 2, Februar 2009, S. 258–265, doi:10.1021/bc800335h. PMID 19170520. zentriert|mini|MOED in verschiedenen Lösungsmitteln MOED kann in zwei Resonanzstrukturen vorliegen, als neutrales Molekül und als Zwitterion. In polarer Umgebung dominiert die gelbe zwitterionische Form, während in Chloroform oder Aceton das blaue neutrale Molekül vorherrscht."Fundamental Studies on Brooker’s Merocyanine", Morley et al., J. Am. Chem. Soc., 1997, 119 (42), 10192-10202, doi:10.1021/ja971477mN. A. Murugan, J. Kongsted, Z. Rinkevicius, H. Agren: Demystifying the solvatochromic reversal in Brooker's merocyanine dye. In: Physical chemistry chemical physics : PCCP. Band 13, Nummer 4, Januar 2011, S. 1290–1292, doi:10.1039/c0cp01014f. PMID 21132167. Je polarer das Lösungsmittel, desto kleiner ist die Frequenz bzw. desto größer die Wellenlänge.
rahmenlos|hochkant=2|zentriert|Mesomere Grenzstrukturen von Brookers Merocyanin
Synthese Durch Methylierung von 4-Methylpyridin mit Methyliodid entsteht 1,4-Dimethylpyridiniumiodid. Dessen Reaktion mit 4-Hydroxybenzaldehyd und anschließende Zugabe wässriger Base erzeugt MOED.
rahmenlos|hochkant=2.5|zentriert|Synthese von Brookers Merocyanin aus 4-Methylpyridin und 4-Hydroxybenzaldehyd
Anwendungen Aufgrund der solvatochromen Eigenschaften wird MOED, wie auch der Reichardt-Farbstoff, als Indikator für die Polarität einer Lösung verwendet. Weiterhin können bei Lösungen durch Veränderung der Lösungsmittelkonzentrationen definierte Farben eingestellt werden. Weitere Verwendungen werden untersucht.Valerii Z. Shirinian and Alexey A. Shimkin: Merocyanines: Synthesis and Application, in Topics in Heterocyclic Chemistry, Springer, 2008. MOED ändert seine Farbe und seine Fluoreszenz bei einer Bindung an DNA und kann zur Bestimmung der Konzentration gereinigter DNA-Lösungen verwendet werden.
Literatur M J Minch and S Sadiq Shah: Spectroscopic studies of hydrophobic association. Merocyanine dyes in cationic and anionic micelles. Journal of Organic Chemistry, 44:3252, 1979. Amaresh Mishra et al.: Cyanines during the 1990s: A Review, Chemical Reviews, 2000, 100 (6), 1973–2012. doi:10.1021/cr990402t Christian Reichardt: Solvatochromic Dyes as Solvent Polarity Indicators, Chem. Rev., 1994, 94 (8), 2319–2358. doi:10.1021/cr00032a005 S. J. Davidson and W. P. Jencks: The Effect of Concentrated Salt Solutions on a Merocyanine Dye, a Vinylogous Amide, Journal of the American Chemical Society, 1969, 91 (2), 225–234. doi:10.1021/ja01030a001 Brooker, Keyes et al.: Studies in the Cyanine Dye Series. XI. The Merocyanines, J. Am. Chem. Soc., 1951, 73 (11), 5326–5332. doi:10.1021/ja01155a095 Brooker, Keyes et al.: Color and Constitution. XI.1 Anhydronium Bases of p-Hydroxystyryl Dyes as Solvent Polarity Indicators, J. Am. Chem. Soc., 1951, 73 (11), 5350–5356. doi:10.1021/ja01155a097 Mohamed K. Awad and Shakir T. Abdel-Halim: Mechanism of Water Attacking on Brooker’s Merocyanine Dye and Its Effect on the Molecular and Electronic Structures: Theoretical Study, Bull. Chem. Soc. Jpn. Vol. 79, No. 6, 838–844 (2006) H.S. Freeman and S.A. McIntosh, Some Interesting Substituent Effects in Merocyanine Dyes, Educ. in Chem., 27(3) 79(1990).
Einzelnachweise
Kategorie:Dihydropyridin Kategorie:Cyclohexadienon Kategorie:Polyen Kategorie:Methylamin Kategorie:Methinfarbstoff Kategorie:Indikator (Chemie)