ブロモフェノールブルー溶液テトラブロモフルオレセインとしても知られ、敏感な酸塩基反応特性を備えた一般的な酸-塩基指示薬です。-有機染料に属し、分子式は C15H9Br4NO5S、CAS 115-39-9 です。化学構造には、ベンゼン環、4 つの臭素原子、スルホン酸基、および水酸基が含まれます。ブロモフェノール ブルー pH 指示薬は、高い融点と相対分子量を備えた濃青色の結晶です。 pH値が異なると異なる色が現れます。酸性条件下（pH 3.8-5.4）では黄色に見えます。中性または弱アルカリ性の条件（pH 6.5-8.3）では緑色に見えます。強アルカリ性条件（pH9～11）では濃い青色に見えます。この色の変化は、酸塩基指示薬としてのブロモブルーの基礎となります。これは、酸または塩基と反応して色を変えることができる典型的な酸塩基指示薬です。その反応は可逆的です。つまり、異なる pH 値で色が変化し、ある色から別の色に回復することもできます。この可逆反応により、滴定分析ツールとして役立ちます。ブロモフェノールブルー指示薬は主に実験室での酸塩基滴定分析に使用されますが、染色実験や化学反応指示薬の染料としても使用できます。これは複数の特性を持つ有機染料であり、実験室での酸塩基滴定分析や化学反応指示薬に一般的に使用されています。 pH3.0～4.6の範囲で黄色から青色に変色するpH指示薬です。電気泳動の指示薬色素としてよく使用されます。ゲル内の電気泳動の移動速度は、小分子の核酸またはタンパク質の領域にあります。
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化学式 |
C19H10Br4O5S |
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正確な質量 |
666 |
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分子量 |
670 |
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m/z |
670 (100.0%), 668 (68.5%), 672 (64.9%), 671 (18.4%), 666 (17.6%), 674 (15.8%), 669 (14.1%), 673 (13.3%), 672 (4.5%), 667 (3.6%), 675 (3.2%), 670 (3.1%), 674 (2.9%), 671 (2.2%), 672 (2.0%), 670 (1.4%), 674 (1.3%), 672 (1.0%) |
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元素分析 |
C、34.06; H、1.50; Br、47.71;ああ、11.94; S、4.79 |
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合成には3種類あるブロモフェノールブルー溶液、 次のように：
1. フェノールレッドを氷酢酸に溶かし、撹拌しながら氷酢酸中の臭素溶液を加え、数分間撹拌した後、60度の熱湯に注ぎ、室温まで冷却し、一晩放置します。濾過し、濾過ケーキを氷酢酸およびベンゼンで順番に洗浄し、乾燥してブロモフェノールブルーを得る。
2. フェノールレッドを氷酢酸に溶解し、沸騰するまで加熱し、氷酢酸に溶解した臭素の溶液を滴下し、黄色固体が分離したら濾過し、遊離臭素を酢酸で洗い流し、空気中で乾燥させて粗生成物を得る。純粋なブロモフェノールブルーは、氷酢酸またはアセトンと氷酢酸の混合溶媒を用いた再結晶によって得られた。
3. フェノールレッドと臭素を酢酸に溶かして溶液を調製します。まず、フェノールレッド酢酸溶液を沸騰するまで加熱し、次に撹拌しながら臭素酢酸溶液をゆっくりと加えます。フェノールレッドの反応が完了し、黄色の結晶が沈殿しなくなったら、冷却し、濾過します。結晶中の遊離臭素を少量の酢酸で洗い流した後、酢酸またはアセトン酢酸で再結晶し、風乾して純粋なブロモフェノールブルーを得る。
ブロモフェノール ブルー (化学名: 3,3 '、5,5' - テトラブロモフェノール スルホフタレイン、分子式: C19H10Br4O5S) は、淡黄色から褐黄色の粉末有機化合物で、酸-塩基の色変化や光吸収特性などの独特の化学的特性により、複数の分野で幅広い応用価値を示しています。
これは実験室で使用される古典的な酸-塩基指示薬で、色の変化範囲は pH 2.8（黄色）から 4.6（青色）で、中間の移行段階では緑色または青紫に見える場合があります。この特性により、酸-塩基滴定実験の終点を決定するための重要なツールになります。たとえば、強酸と弱塩基の滴定プロセスでは、ブロモフェノール ブルーは色の変化 (黄色→青色) によって化学量論点を正確に示し、過剰な滴定によって引き起こされるエラーを回避します。さらに、そのナトリウム塩の形（水に溶けて青色に見える）は、非水滴定における吸着指示薬として機能し、金属イオンと錯体を形成することで終点検出を実現します。-
典型的なアプリケーション シナリオ:
実験室用酸-塩基滴定: 強酸と弱塩基、弱酸と強塩基の間の滴定実験に使用され、色の変化によって反応の終点を決定します。
非水溶液滴定: アセトンやエタノールなどの有機溶媒系中の金属イオンの濃度を検出するための吸着指示薬として使用されます。
薄層クロマトグラフィー (TLC): 脂肪族カルボン酸、糖アルコール、塩素含有農薬を測定するための試薬として使用され、スポットカラーの変化による定性分析が可能です。
生化学分野での応用はゲル電気泳動技術に焦点を当てており、その中核となる機能は次のとおりです。
電気泳動による移動追跡: 低分子色素 (分子量 669.96) として、ポリアクリルアミドゲルまたはアガロースゲルにおける移動速度は、低分子核酸 (プライマー、siRNA など) またはタンパク質 (ペプチドセグメントなど) の移動速度と同様です。サンプルにブロモフェノール ブルーを添加することで、電気泳動の進行をリアルタイムで監視し、ターゲット分子がゲルの範囲からはみ出すのを防ぐことができます。たとえば、SDS-PAGE の実験では、0.1%ブロモフェノールブルー溶液タンパク質サンプルの移動フロントを標識するために一般的に使用されます。
核酸およびタンパク質の染色: 核酸 (DNA/RNA) と結合して青色複合体を形成し、ゲル電気泳動後の染色観察に使用できます。そのナトリウム塩の形は水への溶解度が高く、染色溶液として直接調製できるため、実験プロセスが簡素化されます。
ウェスタンブロットおよび 2-DE 技術: プロテオミクス研究では、ローディングバッファー (2 × SDS ローディングバッファーなど) の成分として、負電荷を提供することでタンパク質の変性を促進し、サンプルのローディング位置を示すトレーサーとして機能します。
実験データのサポート:
アガロースゲル電気泳動では、ブロモフェノールブルーの移動速度は 100 bp DNA フラグメントの移動速度と同様であり、分子量標準の基準として使用できます。
0.1% ブロモフェノール ブルーのエタノールへの溶解度は 100 mg/mL に達し、高濃度サンプル調製の要件を満たします。
環境科学への応用には、主に水質分析と重金属汚染モニタリングが含まれます。
迅速なpH検出: ブロモフェノールブルー指示薬溶液(0.1%エタノール溶液など)を調製することにより、水の酸性およびアルカリ性をその場で検出できます。例えば、産業排水処理においては、排水が排出基準（pH6～9）を満たしているかどうかを迅速に判定することができます。
重金属イオンの抽出と分離: 銅、亜鉛、コバルトなどの金属イオンで形成された複合化合物を有機溶媒 (クロロホルムやベンゼンなど) で抽出し、分光測光法を使用して重金属を定量分析できます。研究によると、pH 5 ～ 6 の条件下では、Cu 2 ⁺ のブロモフェノール ブルーの抽出率は 99% 以上に達し、検出限界は 0.01 mg/L という低い値になります。
微生物染色: 組織学的染色剤として、微生物の細胞壁の染色に使用して、細菌の形態や分布の観察を支援します。
環境モニタリングの事例：
ある電気めっき工場の廃水処理において、ブロモフェノールブルークロロホルムシステムは、98.5%の回収率で銅イオン濃度の分離・検出に成功し、重金属回収のデータサポートを提供しました。
ブロモフェノール ブルー指示薬溶液は湖の水質モニタリングに使用され、色の変化を通じて水の酸性化の程度を迅速に評価し、生態学的回復の基礎を提供します。
ブロモフェノール ブルーの工業的価値は、染料合成と材料科学の分野に反映されています。
染料中間体: 他の染料 (アゾ染料やアントラキノン染料など) を合成するための中間体として使用でき、臭素原子の置換反応によって特定の官能基を導入し、染料の堅牢性と光安定性を高めます。
材料の表面改質: 金属酸化物 (TiO 2 、ZnO など) と組み合わせることで、材料の光吸収特性を制御できます。たとえば、色素増感太陽電池では、光増感剤として可視光（最大吸収波長 422 nm）を吸収し、電子移動を通じて電池効率を向上させます。
工業用防食-: チオ尿素と組み合わせて使用すると、塩化ナトリウム溶液中でのマグネシウム合金の腐食を抑制できます。その作用メカニズムには、金属表面に保護錯体膜を形成し、塩化物イオンの侵入をブロックすることが含まれます。
産業用途データ:
模擬太陽光（AM 1.5）下でのブロモフェノールブルー TiO 2 複合材料の光電変換効率は 8.2% に達し、これは純粋な TiO 2 の 3.1 倍です。
3.5% NaCl 溶液中では、ブロモフェノール ブルー チオ尿素錯体により、AZ91D マグネシウム合金の腐食速度が 76% 減少し、材料の耐用年数が大幅に延長されました。
学際的なテクノロジーの統合により、新興分野での応用が徐々に拡大しています。
色素増感太陽電池: 光増感剤として、TiO 2 ナノ粒子の表面にカルボキシル基を結合させることで、光生成電子の効率的な注入が実現されます。研究の結果、ブロモフェノール ブルーで修飾された TiO 2 電極は可視光範囲 (400～500 nm) での光吸収強度が 2.3 倍増加することが示されており、低コストの太陽電池の開発に新しいアイデアを提供します。
バイオセンサー: アプタマーと組み合わせると、高感度の検出プラットフォームを構築できます。{0}たとえば、ブロモフェノール ブルー アプタマー複合体に基づく蛍光センサーは、ATP やタンパク質などの標的分子の検出限界がダナ モル範囲にあり、疾患の早期診断に技術的サポートを提供します。
光触媒による分解:ブロモフェノールブルー溶液は、g-C ∝ N ₄ や BiVO ₄ などの光触媒の性能を評価するためのモデル汚染物質として使用されます。ブロモフェノールブルーは、UV 照射下で 30 分以内に完全に分解できるため、有機廃水処理の参考になります。
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