ALIZARIN: EIGENSCHAFTEN, HERSTELLUNG, VERWENDUNG UND TOXIZITÄT - BIOLOGIE - 2025

Das Alizarin ist eine Reihe von organischen Farbstoffen, die auf natürliche Weise aus den Wurzeln eines pflanzenblonden Namens gewonnen werden, der 1826 vom französischen Chemiker Pierre-Jean entdeckt wurde.

Der erste synthetisierte Farbstoff war Alizarinrot, aber es gibt auch Alizaringelb, Alizarinblau und Alizarinviolett. Von allen genannten ist Alizarinrot das mit den größten Anwendungen, und da es am weitesten verbreitet ist, wird es normalerweise einfach als Alizarin bezeichnet.

Chemische Struktur von Alizarin und 3D-Struktur von Alizarin. Quelle: Arrowsmaster / Ben Mills und Jynto

Alizarinrot war das erste, das dank der Entdeckung der beiden deutschen Chemiker Carl Graebe und Carl Liebermann im Jahr 1868 künstlich (synthetisch) aus Anthracen synthetisiert wurde. Der wissenschaftliche Name für Alizarinrot lautet 1,2-Dihydroxyanthrachinon und Seine chemische Formel lautet C14H8O4.

Die Verwendung des Pigments aus der blonden Wurzel zum Färben von Stoffen stammt aus der Zeit des Pharao Tutanchamun, wie Funde in seinem Grab belegen. Ebenso wurde es auch in den Ruinen von Pompeji beobachtet.

Später, zur Zeit Karls des Großen, wurde die Kultivierung der Blondine gefördert und zu einer wichtigen wirtschaftlichen Übung in der Region.

Lange Zeit wurden damit die Stoffe gefärbt, mit denen die Uniformen der Soldaten der englischen und britischen Armee hergestellt wurden. Die Uniformen hatten eine ganz besondere rote Farbe, die sie charakterisierte; wird von den beliebten Slang Redcoats genannt.

Eigenschaften

Alizarin war eine wesentliche Verbindung bei der Herstellung verschiedener Farbstoffe oder Pigmente, die aus der Rubia stammten und allgemein als "Rosenkrapp" und "Alizarinkarmin" bekannt sind. Von diesen Tinkturen kam der Name Purpurrot.

Heute wird Alizarinrot als Färbung zur Bestimmung verschiedener Studien mit Kalzium verwendet. Es ist ein Pulver, das aus kleinen Kristallen von orange-rötlicher oder orange-lila Farbe gebildet wird. Es ist auch unter dem Namen rotes Alizarin bekannt. Seine Molmasse beträgt 240,21 g / mol und sein Schmelzpunkt 277-278ºC.

Die natürliche Form wird aus den Wurzeln der Blondine gewonnen, insbesondere aus den Arten R. tinctorum und R. cordifolia.

Anschließend wurde die Produktion von natürlichem Pigment aus der Wurzel der Blondine durch die synthetische Produktion aus Anthracen ersetzt. Dieses Verfahren erfordert die Oxidation von Anthrachinon-2-sulfonsäure mit Natriumnitrat in einer konzentrierten Lösung von Natriumhydroxid (NaOH).

Nach den Jahren von 1958 wurde die Verwendung von rotem Alizarin durch andere Pigmente mit größerer Lichtstabilität ersetzt. Beispiele sind die von Dupont entwickelten Chinacridonderivate.

Varianten von Alizarin (Alizarinfarbstoffe)

Allen Varianten ist ein Anthrachinonkern gemeinsam.

Alizarin Carmine

Alizarin-Karmin wird aus dem Niederschlag von Alizarin gewonnen, einem lackähnlichen Pigment, das eine gute Beständigkeit auf Substraten bietet und eine halbdunkelrote Farbe aufweist.

Alizarin gelb

Es gibt eine Variante namens Alizaringelb R, die als pH-Indikator verwendet wird. Diese Substanz unter 10,2 ist gelb, aber über 12 ist sie rot.

Alizarinblau

Alizarinblau ist seinerseits ein pH-Indikator mit zwei Wendezonen: eine bei einem pH-Wert zwischen 0,0 und 1,6, wo es von rosa nach gelb wechselt, und ein weiteres Wendeintervall zwischen einem pH-Wert von 6,0 und 7,6 , dessen Wechsel von gelb nach grün ist.

Alizarin Violet

Es ist ein Farbstoff, der zur spektrophotometrischen Bestimmung von Aluminium in Gegenwart von Tensidsubstanzen verwendet wird.

Herstellung der Alizarinrotlösung

Die Vorbereitung hängt von dem Dienstprogramm ab, das es geben wird. Beispielsweise wird es in den Bewertungstechniken des Biomineralisierungsprozesses in einer Konzentration von 0,1% verwendet

Für die Markierung von genikulierten Korallenalgen beträgt die Konzentration mit den besten Ergebnissen 0,25%.

Anwendungen

Obwohl Alizarin jahrelang als Textilfarbstoff verwendet wurde, hat es heute andere Anwendungen. Auf der Gesundheitsebene ist es beispielsweise nützlich, das Vorhandensein von Kalzium in verschiedenen Formen zu bestimmen.

In anderen Bereichen wie der Geologie ist Alizarin zum Nachweis bestimmter Mineralien wie Calciumcarbonat, Aragonit und Calcit nützlich.

Häufigste Anwendungen

Gegenwärtig wird es häufig verwendet, um das Vorhandensein von Kalziumablagerungen bei der Bildung von Knochengewebe aufzudecken. Einer der Bereiche, in denen Alizarinrot am häufigsten verwendet wird, ist die Histochemie.

Beispielsweise wird es während des Biomineralisierungsprozesses in In-vitro-Zellkulturen der osteogenen Linie verwendet, wobei rotes Alizarin die während des Prozesses gebildeten Calciumkristalle färbt.

Auch in der Diaphanisationstechnik ein Verfahren, mit dem die Knochen- und Zahnentwicklung bei Versuchstieren untersucht werden kann. Dank rotem Alizarin ist es möglich, die Ossifikationszentren zu identifizieren.

Andererseits ist es nützlich, das Vorhandensein von Calciumphosphatkristallen in der Synovialflüssigkeit nachzuweisen.

Untersuchungen, bei denen der Farbstoff Alizarin verwendet wurde

Vanegas et al. Verwendeten rotes Alizarin zur Bewertung der Osteoblastenentwicklung auf Titanoberflächen; Kandidatenmaterial für die Herstellung von Zahnimplantaten. Dank dieser Färbetechnik konnte er beobachten, dass es den Osteoblasten gelang, auf den getesteten Oberflächen zu haften, sich zu vermehren und zu biomineralisieren.

Auf der anderen Seite untersuchten Rivera et al. Das Alter und die Wachstumsrate von Korallenalgen im Südwesten des Golfs von Kalifornien, Mexiko. Die Autoren führten zwei Arten der Markierung durch. Der erste verwendete Alizarinrot und der zweite Metallmarkierungen aus rostfreiem Draht. Die Alizarin-Markierung war die beste Technik für diesen Zweck.

Ebenso untersuchte Aguilar P die Validierung der potentiometrischen Methode durch selektive Ionen unter Verwendung von Alizarin zur Bestimmung von Fluor in Salz, Wasser und Urin, was sich als zufriedenstellende Methode herausstellte.

Dantas et al. Verwendeten Alizarinviolett N (AVN) als spektrophotometrisches Reagenz bei der Bestimmung von Aluminium, um gute Ergebnisse zu erzielen.

Toxizität

Die NFPA (National Fire Protection Association) klassifiziert Alizarinrot wie folgt:

- Gesundheitsrisiko in Grad 2 (mäßiges Risiko).

- Entflammbarkeitsrisiko in Grad 1 (geringes Risiko).

- Reaktivitätsrisiko in Klasse 0 (kein Risiko).

Verweise

1. Vanegas J., Garzón-Alvarado D., Casale M. Wechselwirkung zwischen Osteoblasten und Titanoberflächen: Anwendung in Zahnimplantaten. Rev Cubana Invest Bioméd. 2010; 29 (1). Verfügbar unter: scielo.org
2. Rivera G, García A, Moreno F. Alizarin-Clearing-Technik zur Untersuchung der Knochenentwicklung Kolumbianische Zeitschrift salud libre. 2015; 10 (2): 109 & ndash; 115. Verfügbar bei: researchgate.
3. Aguilar P. Validierung der ionenselektiven potentiometrischen Methode zur Bestimmung von Fluor in Salz, Wasser und Urin. Peru. med. exp. Gesundheitswesen. 2001; 18 (1-2): 21-23. Verfügbar unter: scielo.org.pe/scielo
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6. Dantas, Alailson Falcão, Costa, Antônio Celso Spínola und Ferreira, Sérgio Luís Costa. Verwendung von Alizarinviolett N (AVN) als spektrophotometrisches Reagenz bei der Bestimmung von Aluminium. Chemistry Nova, 2000; 23 (2), 155-160. Verfügbar unter: Scielo.org