pH-IndikatorBearbeiten
| 4-Nitrophenol (pH-Indikator) | ||
| unter pH 5.4 | über pH 7,5 | |
| 5,4 | ⇌ | 7,5 |
4-Nitrophenol kann als pH-Indikator verwendet werden. Eine Lösung von 4-Nitrophenol erscheint unter pH 5,4 farblos und über pH 7,5 gelb. Diese farbverändernde Eigenschaft macht diese Verbindung zu einem nützlichen pH-Indikator. Die gelbe Farbe der 4-Nitrophenolat-Form (oder des 4-Nitrophenoxids) ist auf ein Absorptionsmaximum bei 405 nm zurückzuführen (ε = 18,3 bis 18,4 mM-1 cm-1 in starkem Alkali). Im Gegensatz dazu hat 4-Nitrophenol eine schwache Absorption bei 405 nm (ε = 0,2 mM-1 cm-1).Der Iso-Bestpunkt für 4-Nitrophenol/4-Nitrophenoxid liegt bei 348 nm, mit ε = 5,4 mM-1 cm-1.
Andere VerwendungenBearbeiten
- 4-Nitrophenol ist ein Zwischenprodukt bei der Synthese von Paracetamol. Es wird zu 4-Aminophenol reduziert und dann mit Essigsäureanhydrid acetyliert.
- 4-Nitrophenol wird als Ausgangsstoff für die Herstellung von Phenetidin und Acetophenetidin, Indikatoren und Rohstoffen für Fungizide verwendet. Eine Bioakkumulation dieser Verbindung tritt selten auf.
- In der Peptidsynthese können Carboxylatesterderivate von 4-Nitrophenol als aktivierte Komponenten für den Aufbau von Amideinheiten dienen.
Verwendung von DerivatenEdit
Im Labor wird es verwendet, um das Vorhandensein von alkalischer Phosphataseaktivität durch Hydrolyse von PNPP nachzuweisen. Unter basischen Bedingungen färbt sich das Reaktionsgefäß bei Anwesenheit hydrolytischer Enzyme gelb.
4-Nitrophenol ist ein Produkt der enzymatischen Spaltung verschiedener synthetischer Substrate wie 4-Nitrophenylphosphat (als Substrat für die alkalische Phosphatase), 4-Nitrophenylacetat (für die Kohlensäureanhydrase), 4-Nitrophenyl-β-D-glucopyranosid und andere Zuckerderivate, die zum Nachweis verschiedener Glycosidase-Enzyme verwendet werden. Die Menge an 4-Nitrophenol, die von einem bestimmten Enzym in Gegenwart des entsprechenden Substrats produziert wird, kann mit einem Spektralphotometer bei oder um 405 nm gemessen und als Ersatzmaß für die Menge der Enzymaktivität in der Probe verwendet werden.
Eine genaue Messung der Enzymaktivität erfordert, dass das 4-Nitrophenol-Produkt vollständig deprotoniert ist und als 4-Nitrophenolat vorliegt, da die Absorption von 4-Nitrophenol bei 405 nm schwach ist. Die vollständige Ionisierung der funktionellen Alkoholgruppe wirkt sich auf die Konjugation der pi-Bindungen der Verbindung aus. Ein einsames Paar des Sauerstoffs kann durch Konjugation an den Benzolring und die Nitrogruppe delokalisiert werden. Da die Länge der konjugierten Systeme die Farbe organischer Verbindungen beeinflusst, führt diese Ionisierungsänderung dazu, dass das 4-Nitrophenol gelb wird, wenn es vollständig deprotoniert ist und als 4-Nitrophenolat vorliegt.
Ein häufiger Fehler bei der Messung der Enzymaktivität unter Verwendung dieser Substrate besteht darin, die Tests bei neutralem oder saurem pH-Wert durchzuführen, ohne zu berücksichtigen, dass nur ein Teil des chromophoren Produkts ionisiert wird. Dieses Problem lässt sich lösen, indem die Reaktion mit Natriumhydroxid (NaOH) oder einer anderen starken Base gestoppt wird, wodurch das gesamte Produkt in 4-Nitrophenoxid umgewandelt wird; der endgültige pH-Wert muss > ca. 9,2 betragen, um sicherzustellen, dass mehr als 99 % des Produkts ionisiert werden. Alternativ kann die Enzymaktivität auch bei 348 nm, dem Iso-Bestimmungspunkt für 4-Nitrophenol/4-Nitrophenoxid, gemessen werden.