N-Methylierung von Prolin
ID: 181804 | Nr: 632 | Institut für Chemieinformation
Schülerversuch ab Jahrgangsstufe 5Kategorie: Nachweise
3 Prolin (C5H9NO2 (s)) + Trioxan (C3H6O3 (s)) + 3 Oxalsäure (C2O4H2 (s)) → 3 N-Methylprolin (C6H11NO2 (s)) + 6 Kohlenstoffdioxid (CO2 (g)) + 3 Wasser (H2O(l))
Nachweisreaktion von Prolin mit Ninhydrin;
1. Ansatz herstellen (Verreiben): Im Mörser werden 405 mg 1,3,5 Trioxan (4,5 mmol) und 756 mg Oxalsäuredihydrat (6,0 mmol) innig verreiben, bis ein homogenes Pulvergemisch vorliegt.
2. Überführen in das Reaktionsgefäß: Zunächst werden 345 mg Prolin (3,0 mmol) in das RG vorgelegt. Anschließend wird das feste Gemisch aus dem Mörser mithilfe eines Feststofftrichters quantitativ in dasselbe RG überführt; anhaftende Reste werden durch ein leichtes Klopfen gelöst und ggf. mit einem Spatel nachgeführt. Achtung: Wird das Prolin nicht vorgelegt, sondern mit den anderen Komponeneten im Mörser verrieben entsteht ein pastöses Gemisch, das schwer in das RG überführen lässt.
3. Aufbau: Das RG wird mittels Lochstopfen verschlossen in das ein Steigrohr als ein luftgekühlter Rückflusskühler gesteckt ist.
4. Erhitzen / Reaktionsführung: Das RG wird im Heißluftstrom bei 170°C (oder einer anderen vergleichbar kontrollierten Wärmequelle) vorsichtig erhitzt, bis sich im Steigrohr sichtbaes Kondensat niederschlägt (ca. 10 min).
5. Das HG wird abgestellt und das Reaktionsgemisch auf ca. 50°C abgekühlt. Achtung: Längeres Erhitzen führt zur dunkelbrauner Färbung die auf die Bildung von Zersetzungsprodukte hindeuetet.
6. Zur erkalteten Reaktionsmischung werden 8 ml Wasser zugegeben. Es bildet sich eine orangerot gefärbte klare Lösung.
7. Die Hälfte der Mischung wird in ein Reagenzglas transferiert und mit 1 ml Dragendorff- Reagenz versetzt. Es bildet sich sofort ein orangeroter Niederschlag. => Nachweis tert. Amin!
8. Optional: Ca. 0,5 ml des Reaktionsgemisches werden mittig auf ein Uhrglas (auf Overhead-Projektor) gegeben. An den Rand des Uhrglases wird ein Tropfen Dragendorff-Reagenz plaziert. Mittels Glassstab wird das Dragendorff-Reagenz mit dem Reaktionsgemisch vermengt. Die Bildung das Niederschlages läßt sich in der Projektion beobachten.
9. Optional - Dünnschichtchromatographie: Auf einer DC-Platte werden 200 μl der Reaktionsmischung und als Vergleich Prolin-Lösung aufgetragen und mit einem mobilen Phase aus Aceton (5 ml): Isopropanol (5 ml) : Essigessenz (25%-ig; 4 ml) chromatographiert.
Nach dem Trocknen (Föhn) wird die Platte zuerst mit Ninhydrin-Sprühreagenzlösung flächig besprüht. Beim Trockenföhnen entwickelt sich nur ein gelber Fleck auf der Prolin-Spur => sekundäres Amin
10. Nun wird die Platte flächig mit Dragendorff-Reagenz besprüht. Bei der Reaktionsmischung zeigt kurz oberhalb der Startlinie ein orangeroter Fleck Methylprolin an. => tert. Amin
Beobachtungen während des Erhitzens (zur Prozesskontrolle):
• Nach ca. 2 min beginnt die Mischung zu sintern und kurz danach bildet sich eine klare Lösung unter Bläschenbildung (CO2) und Kondensat an der RG-Wand.
• Die Lösung färbt sich langsam gelblich und ist nach ca. 5 min orangerot.
• Man erwärmt weiter bis nach ca. 10 min Gesamtzeit Kondensat im Steigrohr anfällt. Das Reaktionsgemisch (Temp. ca. 105°C) ist nun dunkelrot.
DC auf Silicagel (2,5*7,5 cm); mobile Phase: 5 mL Aceton, 5 mL Isopropanol, 4 mL Essigessenz (25%-ig): Rf: Methylprolin 0,1xx; Rf: Prolin 0,47
Abzug, Mörser mit Pistill, Feststofftrichter, Reagenzglas (RG) 18 x180 mm mit Gummistopfen und Steigrohr, Reagenzgläser 16 x 160 mm Heißluftgebläse (HG), Becherglas, Reagenzglasständer, Reagenzglasklammer
| Name | Formel | CAS-Nr. | H-Sätze | P-Sätze | Piktogramme |
|---|---|---|---|---|---|
| Kohlendioxid | CO₂ | 124-38-9 | |||
| Oxalsäure-2-Hydrat | (COOH)₂·2H₂O | 6153-56-6 |
H318
– Verursacht schwere Augenschäden.
H302+H312
– Gesundheitsschädlich bei Verschlucken oder Hautkontakt
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P264
– Nach Gebrauch ... gründlich waschen.
P270
– Bei Gebrauch nicht essen, trinken oder rauchen.
P280
– Schutzhandschuhe / Schutzkleidung / Augenschutz / Gesichtsschutz tragen.
P501
– Inhalt / Behälter ... zuführen.
P302+P352+P312
– BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT: Mit viel Wasser und Seife waschen. Bei Unwohlsein GIFTINFORMATIONSZENTRUM oder Arzt anrufen.
P305+P351+P338+P310
– BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser spülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter spülen. Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM oder Arzt anrufen.
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GHS05, GHS07 |
| 1,3,5-Trioxan | C₃H₆O₃ | 110-88-3 |
H228
– Entzündbarer Feststoff.
H335
– Kann die Atemwege reizen.
H361d
– Kann vermutlich das Kind im Mutterleib schädigen.
|
P202
– Vor Gebrauch alle Sicherheitshinweise lesen und verstehen.
P210
– Von Hitze, heißen Oberflächen, Funken, offenen Flammen und anderen Zündquellen fernhalten. Nicht rauchen.
P240
– Behälter und zu befüllende Anlage erden.
P241
– Explosionsgeschützte elektrische Betriebsmittel / Lüftungsanlagen / Beleuchtung /... verwenden.
P261
– Einatmen von Staub/Rauch/Gas/Nebel/Dampf/Aerosol vermeiden.
P308+P313
– BEI Exposition oder falls betroffen: Ärztlichen Rat einholen / ärztliche Hilfe hinzuziehen.
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GHS02, GHS07, GHS08 |
| Prolin | C₅H₉NO₂ | 609-36-9 | |||
| Wasser, entionisiert | H₂O | 7732-18-5 | |||
| Ninhydrin-Sprühlösung 0,5% in Ethanol | C₉H₆O₄ | 485-47-2 |
H225
– Flüssigkeit und Dampf leicht entzündbar.
H319
– Verursacht schwere Augenreizung.
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P210
– Von Hitze, heißen Oberflächen, Funken, offenen Flammen und anderen Zündquellen fernhalten. Nicht rauchen.
P240
– Behälter und zu befüllende Anlage erden.
P403+P233
– Behälter dicht verschlossen an einem gut belüfteten Ort aufbewahren.
P305+P351+P338
– BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser spülen. Vorhandene Kontaktlinsennach Möglichkeit entfernen. Weiter spülen.
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GHS02, GHS07 |
| N-Methylprolin | C₆H₁₁NO₂ | 475-11-6 |
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Eine Gestellschutzbrille ist zu tragen.
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Als Spritzschutz dienen Nitril-Einmalhandschuhe.
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durch Einatmen
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durch Hautkontakt
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durch Augenkontakt
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EntstehungsbrändeEntstehungsbrände mit Feuerlöscher bekämpfen. Schülerinnen und Schüler halten sicheren Abstand. Können diese nicht sofort gelöscht werden, Raum unverzüglich verlassen und Feuerwehr sowie Schulleitung alarmieren. Personenbrände mit Handbrause oder ggf. Feuerlöscher unverzüglich bekämpfen, hier zählt jede Sekunde!
Besprühen der DC-Platten mit Sprühreagenz im Abzug durchführen. Karton im Rückwand verwenden.
Trockenföhnen der DC-Platten im Abzug durchführen.
Heiße Oberfläche der Düsen am Heißluftgebläse bei und kurz nach Betrieb beachten! Verbrennugnsgefahr.
Gefährliche Stoffeigenschaften oder andere Gefährdungen, die eine Durchführung durch Schüler/innen oder Lehrkräfte grundsätzlich ausschließen würden, sind nicht bekannt. Die Stoffliste DGUV Information 213-098 in degintu.dguv.de wurde berücksichtigt.
Ja, die Substitution des Paraformaldehyds durch Trioxan und der Ameinsäure durch Oxalsäuredihydrat reduziert die Gefahren und macht die Reaktionsführerung sicherer
Die reduktive n-Methylierung ist die Voraussetzung die Aminosäure mittels Dragendorff-Reagenz nachweisen zu können.
N-Methylprolin
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/13/1-Methylproline.png
Versuchsvorschrift: N-Methylierung von Prolin: Krause, A und Klemeyer, H (2026) DOI: 10.5281/zenodo.22807136
Substitution des Paraformaldehyds: Proske W. und Klemeyer H. unveröffentlichte Mitteilung
Substitution der Ameisensäure: Rosenau T. et al. SYNTHETIC COMMUNICATIONS, 32(3), 457–465 (2002) A SOLVENT-FREE AND FORMALIN-FREE ESCHWEILER-CLARKE METHYLATION FOR AMINES; https://sl1nk.com/jxnxnwc (Substitution der Ameisensäure)
Grassmann, W. et al. Justus Liebigs Annalen der Chemie 519(1), 192-208 (1935), Über neue Farbreaktionen des Pyrrolidins und des Prolins II; DOI: 10.1002/jlac.19355190116