Rosocyanin

Rosocyanin und Rubrocurcumin sind zwei Farbstoffe, die sich aus Curcumin und Boraten bilden.

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Verwendung

Die Farbreaktion zwischen Boraten und Curcumin dient zum spektrophotometrischen Nachweis von Bor in Nahrungsmitteln oder verschiedenen Werkstoffen. Als Reaktionspartner für die Borsäure dient der Farbstoff Curcumin, der in einigen Curcuma-Arten, besonders in Curcuma longa Linn. in dessen Wurzelstock Gelbwurzel vorkommt und daraus gewonnen wird. Die Reaktion ist sehr empfindlich und weist auch noch geringste Mengen an Bor nach. Das Absorptionsmaximum von Rosocyanin liegt bei 540 nm, bei dem auch die kolorimetrische Bestimmung durchgeführt wird.

Schlumberger (1866) prägte den Begriff Rosocyanin für die Beschreibung dieses roten Farbstoffes.

Die Bildung von Rosocyanin ist von den Reaktionsbedingungen abhängig. Die Reaktion wird bevorzugt in salz- bzw. schwefelsauer Lösung ausgeführt. Beide Farbstoffe bilden sich auch unter anderen Bedingungen, jedoch setzt in alkalischer Lösung allmählich Zersetzung ein. Die Reaktion kann in Anwesenheit von Silikaten, Fluorid, Titan, Zirkon, Molybdän, Beryllium und Wolfram, sowie bei höheren pH-Werten gestört sein. In der Lösung anwesende Oxidationsmittel wie Nitrate, Bromate etc. müssen vor der Bestimmung beseitigt werden, da sie die Zersetzung von Curcumin beschleunigen.

Rosocyanin bildet sich als Chelatverbindung in saurer Lösung aus Curcumin und Borsäure in einem Verhältnis von 2:1. Curcumin besitzt eine 1,3-Diketon-Struktur und kann deshalb als Chelatbildner wirken. Borsäure und deren Salze (Borate) bilden bevorzugt Chelate mit 1,3-Diketonen. Derartige Borkomplexe werden als Dioxaborine (hier ein 1,3,2-Dioxaborin) bezeichnet.

Die angegebene Strukturformel 1 für Rosocyanin (ein kationischer Dicurcuminatobor-Komplex, hier mit Chlorid als Gegenion) ist idealisiert. Untersuchungen zur Struktur des Farbkomplexes zeigen, dass die positive Ladung weit über das Molekül verteilt ist, und demnach eine Struktur wie in Formel 2 angegeben, den Molekülzustand eher beschreibt. Auch die Formulierung einer nicht-ionischen Struktur für Rosocyanin wäre möglich und würde die bessere Löslichkeit in organischen Lösungsmittel erklären. In Rosocyanin liegen die beiden Curcuminmoleküle nicht in der gleichen Ebene, sondern sind gegeneinander verdreht. Entsprechendes gilt auch für Rubrocurcumin.

Um die störende Anwesenheit von anderen Stoffen bei der Borbestimmung nach der Curcumin-Methode auszuschließen, wurde eine Variante entwickelt, in der 2,2-Dimethyl-1,3-hexandiol oder 2-Ethyl-1,3-hexandiol zusätzlich zu Curcumin in weitgehend neutraler Lösung in die zu bestimmende Bor-Lösung gegeben wird. Hierbei bildet sich intermediär ein Chelatkomplex zwischen dem Bor und dem 1,3-Hexandiol-Derivat, der aus der wässrigen Lösung anschließend mit einem organischen Lösungsmittel extrahiert wird. Nach Ansäuerung der organischen Phase bildet sich Rubrocyanin als roter Farbstoff, der kolorimetrisch bestimmt wird.

Die Reaktion von Curcumin mit Boraten in Anwesenheit von Oxalsäure erzeugt dagegen den Farbstoff Rubrocurcumin.

Eigenschaften

Rosocyanin (CAS Nr. [37204-72-1]) - [Summenformel [B(C₂₁H₁₉O₆)₂]Cl, hier als Chlorid] - ist als Feststoff ein dunkelgrünes Pulver mit metallischem Glanz, in Lösung bildet er tiefrot gefärbte Lösungen. In Wasser und einigen anderen organischen Lösungsmittel ist der Farbstoff nahezu unlöslich, in Ethanol ist er schlecht (0,01 %), aber in Pyridin, Schwefelsäure und Essigsäure ist er deutlich besser löslich (ca. 1 %). Eine alkoholische rote Lösung von Rosocyanin färbt sich bei Alkalizugabe vorübergehend tief blau.

Rubrocurcumin besitzt in Lösung ebenfalls eine rote Farbe. In Rubrocurcumin ist ein Molekül Curcumin gegen Oxalsäure ersetzt. Rosocyanin ist ein ionisch gebauter Farbstoff, während Rubrocurcumin eine nach außen neutral geladene Verbindung ist.

Literatur

• M. E. Schlumberger: Sur la réaction de l'acide borique sur la curcumine. In: Bulletin de la Société Chimique de Paris N.S. Band 5, S. 194-202 (1866), ISSN: 0991-6504.
• L. Clarke und C. L. Jackson: Rosocyanine. In: American Chemical Journal Band 39, S. 696-719 (1908); ISSN: 0096-4085, CODEN: ACJOAZ
• G. S. Spicer und J. D. H. Strickland: Compounds of curcumin and boric acid. Part I. The structure of rosocyanin. In: Journal of the Chemical Society (London), S. 4644-4650 (1952); ISSN: 0368-1769, CODEN: JCSOA9
• G. S. Spicer und J. D. H. Strickland: Compounds of curcumin and boric acid. Part II. The structure of rubrocurcumin. In: Journal of the Chemical Society (London), S. 4650-4653 (1952).
• L. J. Bellamy, G. S. Spicer und J. D. H. Strickland: Compounds of curcumin and boric acid. Part III. Infra-red studies of rosocyanin and allied compounds. In: Journal of the Chemical Society (London), S. 4653-4656 (1952).
• G. S. Spicer und J. D. H. Strickland: Determination of microgram and submicrogram amounts of boron. I. Absorptiometric determination with curcumin. In: Analytica Chimica Acta Band 18, S. 231-239 (1958); ISSN: 0003-2670, CODEN: ACACAM.
• H. J. Roth und B. Miller: Zur Kenntnis der Farbreaktion zwischen Borsäure und Curcumin, I. In: Archiv der Pharmazie, Berichte der Deutschen Pharmazeutischen Gesellschaft Band 297, Ausgabe 10, S. 617-623 (1964); ISSN: 0376-0367, CODEN: APBDAJ.
• H. J. Roth und B. Miller: Zur Kenntnis der Farbreaktion zwischen Borsäure und Curcumin, II. In: Archiv der Pharmazie, Berichte der Deutschen Pharmazeutischen Gesellschaft Band 297, Ausgabe 11, S. 660-673 (1964); ISSN: 0376-0367, CODEN: APBDAJ
• Fritz Umland, Detlef Thierig und Gunther Müller: Photometrische Bestimmung von Bor im Picrgramm-Bereich. In: Fresenius' Zeitschrift für Analytische Chemie Band 215, Ausgabe 5, S. 401-406 (1966); ISSN: 0016-1152, CODEN: ZACFAU.
• P. Quint und F. Umland: Über die Zusammensetzung des (1:2)-Bor-Curcumin-Chelates »Rosocyanin«. In: Fresenius' Zeitschrift für Analytische Chemie Band 295, Ausgabe 4, S. 269-270 (1979); ISSN: 0016-1152, CODEN: ZACFAU.
• David W. Dyrssen, Yu. P. Novikov und Leif R. Uppstrom: Chemistry of the determination of boron with curcumin. In: Analytica Chimica Acta Band 60, Ausgabe 1, S. 139-151 (1972); ISSN: 0003-2670, CODEN: ACACAM.
• C. G. Kowalenko und L. M. Lavkulich: A modified curcumin method for boron analysis of soil extracts. In: Canadian Journal of Soil Science Bnd 56, Ausgabe 4, S. 537-539 (1976); ISSN: 0008-4271, CODEN: CJSSAR.
• Ulrike de la Chevallerie-Haaf, Axel Meyer und Günter Henze: Photometrische Bestimmung von Bor im Grund- und Oberflächenwasser. In: Fresenius' Zeitschrift für Analytische Chemie Band 323, Ausgabe 3, S. 266-270 (1986); ISSN: 0016-1152, CODEN: ZACFAU.
• Elsie M. Donaldson: Spectrophotometric determination of boron in iron and steel with curcumin after separation by 2-ethyl-1,3-hexanediol-chloroform extraction. In: Talanta Band 28, Ausgabe 11, S. 825-831 (1981); ISSN: 0039-9140, CODEN: TLNTA2.
• B. Wikner: Boron determination in natural waters with curcumin using 2,2-dimethyl-1,3-hexanediol to eliminate interferences. In: Communications in Soil Science and Plant Analysis Band 12, Ausgabe 7, S. 697-709 (1981); ISSN: 0010-3624, CODEN: CSOSA2.