茚三酮（检测氨或一级胺和二级胺的试剂）

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更新时间：2023-05-23
茚三酮
检测氨或一级胺和二级胺的试剂
茚三酮是一种用于检测氨或者一级胺和二级胺的试剂。该试剂近似为白色结晶，或浅黄色结晶粉末，微溶于乙醚及三氯甲烷，100℃以上变为红色。用于鉴定氨基酸，反应十分灵敏，是鉴定氨基酸的最简便方法。
基本信息
中文名
茚三酮
警示术语
R：22-36-37-38
化学式
C9H6O4
摩尔质量
178.15 g·mol−1
密度
1.7 g/cm³
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基本信息
中文名：苯并戊三酮，茚三酮，2，2-二羟基二氢化茚-1，3-二酮
英文名：Ninhydrin ；1,2,3-Trioxohydrinden Hydrat (DE) ；1,2,3-Indantrione hydrate
理化信息
结构简式
水合物结构简式如右图。
CAS NO.：485-47-2
熔点：251℃
密度: 1.482
溶解度：20g/100g水
性状：本试剂近似为白色结晶，或浅黄色结晶粉末，微溶于乙醚及三氯甲烷，100℃以上变为红色。
化学性质
特性反应
茚三酮是一种用于检测氨或者一级胺和二级胺的试剂。当与这些游离胺反应时，能够产生深蓝色或者紫色的物质，叫做Ruhemann紫。茚三酮常用来检测指纹，这是由于指纹表面所蜕落的蛋白质和肽中含有的赖氨酸残基，其上的一级胺被茚三酮检测。在室温条件下，它是一种白色的固体物质，溶于乙醇和丙酮。茚三酮可以看作是是二氢茚-1，2，3-三酮的水合物。显色机理如图。
反应活性
反应方程
羰基的碳原子带有部分正电荷，如果其连接的邻位基团具有吸电子能力（比如羰基本身）那么羰基碳的正电荷会进一步加强。因此1，2，3-三羰基化合物的中心碳原子比简单的酮具有更强的亲电性。因此二氢化茚-1，2，3-三酮易于跟亲核试剂发生反应，比如水。然而对于大多数的羰基化合物，羰基的形式比与水结合产物的形式更加稳定，之所以茚三酮能形成中心碳原子的稳定水合物是由于其邻位的羰基基团的去稳定化作用。需要注意的是：为了产生茚三酮发色团，胺需与一分子的茚三酮缩合产生席夫碱（Schiff base）。只有氨与一级胺能够经过这一步骤。在这一步中必须存在一个α质子用于席夫碱转移，所以如果胺邻接的碳是三级碳原子，就不能被茚三酮所检测。茚三酮与二级胺的反应会产生亚胺盐（[RRC=NRR] ），亚胺盐也具有颜色，一般呈现橘黄色。
应用领域
茚三酮
茚三酮可以用来监测固相肽合成中的脱保护作用（Kaiser测试）。肽链通过C端与固相基质连接，利用N端扩展肽链，当N脱保护后，茚三酮测试呈蓝色。氨基酸残基是在N端被保护的情况下接入肽链的，因此如果下一个氨基酸残基成功的连接到肽链上，茚三酮测试会给出无色或者黄色的结果。
指纹鉴别
茚三酮也可以用于蛋白质的氨基酸分析。除去脯氨酸之外的大多数氨基酸，水解之后可与茚三酮反应。水解中某些氨基酸的侧链也会被降解。因此对于那些与茚三酮不反应或者发生其他反应的氨基酸需要另作分析。其余的氨基酸经过色谱分离后可以比色定量。在分析化学反应的薄层色谱（TLC）中，它可以用于检测所有的胺类，氨基甲酸酯类，在经过充分热处理后可以检测酰胺类物质。当茚三酮与氨基酸反应时可以释放CO。二氧化碳中的碳原子来源于氨基酸的羧基碳。在考古研究中，这个反应用于释放古老骨骼中羧基碳用于稳定同位素分析，以帮助重现古代生物的食物结构。用一种标记底物处理的土壤，随后利用茚三酮与氨基酸的反应释放羧基胺，可以证明这种底物是否被吸收进微生物蛋白质。这种方法成功的发现了一些氨氧化细菌（也叫做硝化细菌）利用土壤中的尿素作为碳源。法医常用茚三酮溶液分析诸如纸张等多孔表面上的潜指纹。手指所分泌的细微汗液聚集于独特的手指纹路表面，也即含有氨基酸的指纹，经过茚三酮处理可以将氨基酸指尖纹路变为可见的紫色。