3,5-Dinitrosalicylsäure

3,5-Dinitrosalicylsäure (DNS) ist eine Phenolsäure, die mit reduzierenden Zuckern oder anderen reduzierenden Molekülen eine typische Farbreaktion ergibt.

Strukturformel
Allgemeines
Name	3,5-Dinitrosalicylsäure
Andere Namen	2-Hydroxy-3,5-dinitrobenzoesäure (IUPAC) DNS DNSA
Summenformel	C7H4N2O7
Kurzbeschreibung	hellgelbe Kristalle mit schwachem Geruch[1]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 609-99-4 138659-74-2 (Monohydrat) EG-Nummer 210-204-3 ECHA-InfoCard 100.009.278 PubChem 11873 ChemSpider 11380 Wikidata Q223030
Eigenschaften
Molare Masse	228,12 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	1,70–1,72 g·cm−3 (Monohydrat)[2]
Schmelzpunkt	170–174 °C[1]
pKS-Wert	pKs1 = 2,96[3] pKs2 = 7,61[3]
Löslichkeit	löslich in Wasser: 13,55 g·l−1 (21 °C)[4] löslich in Ethanol, Diethylether und Benzol[5]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung[6] Achtung H- und P-Sätze H: 302​‐​315​‐​319​‐​335 P: 280​‐​301+330+331​‐​312​‐​302+352​‐​304+340​‐​501[6]
Toxikologische Daten	860 mg·kg−1 (LD50, Ratte, oral)[1]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Darstellung und Gewinnung

3,5-Dinitrosalicylsäure kann durch die Nitrierung von Salicylsäure mittels Nitriersäure hergestellt werden.^[7] Eine alternative Methode nutzt die Kombination von Salpetersäure und Essigsäure als Nitrierreagenz, wobei intermediär Acetylnitrat reagiert.^[8]

Synthese von 3,5-Dinitrosalicylsäure

Eigenschaften

3,5-Dinitrosalicylsäure ist eine Carbonsäure mit einem pK_s-Wert von 2,96 für die Carboxygruppe und 7,61 für die phenolische OH-Gruppe. Der Oktanol-Wasser-Verteilungskoeffizient (log K_OW) beträgt 1,71.^[1] Vom Monohydrat hat man zwei unterschiedliche Kristallformen isolieren können, deren Dichten sich mit 1,702 g/cm³ (kristallisiert aus Ethanol) bzw. 1,719 g/cm³ (kristallisiert aus Wasser) ebenfalls unterscheiden.^[2]

Verwendung

Mit reduzierenden Zuckern wird 3,5-Dinitrosalicylsäure zu 3-Amino-5-nitrosalicylsäure reduziert, welche Licht bei 540 nm stark absorbiert. Bei dieser Reaktion schlägt die Farbe der Lösung von orangegelb nach rot um.

Reduktion von 3,5-Dinitrosalicylsäure durch Aldehyde

Die kolorimetrische Reaktion wurde zuerst zur Bestimmung reduzierender Substanzen im Urin eingeführt^[9] und wird seitdem verbreitet genutzt, z. B. zur Quantifizierung von Kohlenhydraten in Blut. Hauptsächlich verwendet man die Nachweisreaktion beim α-Amylase-Assay.^[10] Die Methode verbindet die Oxidation einer Carbonylverbindung mit der Reduktion einer Nitrogruppe in 3,5-Dinitrosalicylsäure unter alkalischen Bedingungen. Verwendet wird eine alkalische Reaktionslösung mit 2 % DNS und 2 % Na₂CO₃. Andere Urinbestandteile wirken nicht störend.^[11][12]

Enzymatische Methoden werden jedoch heute üblicherweise der Bestimmung mit 3,5-Dinitrosalicylsäure vorgezogen, weil sie spezifischer sind.^[13]

Weblinks

Commons: 3,5-Dinitrosalicylsäure – Sammlung von Bildern

• Einsatz von 3,5-Dinitrosalicylsäure im Labor (in Englisch) Department of Chemical Engineering, University of Maryland

Einzelnachweise

1. Datenblatt 3,5-Dinitrosalicylsäure bei Merck, abgerufen am 17. Oktober 2017.
2. V. S. Senthil Kumar; Srinivasan S. Kuduva; Gautam R. Desiraju: Pseudopolymorphs of 3,5-dinitrosalicylic acid, in: J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2, 1999, S. 1069–1073; doi:10.1039/a902134e; PDF.
3. S. S. Dube; S. S. Dhindsa: Dissociation constants of 3,5-dinitrosalicylic acid, Proceedings of the Indian Academy of Sciences, Section A, 642, 1968.
4. Alexander Apelbalt; Emanuel Manzurola: Solubilities of o-acetylsalicylic, 4-aminosalicylic, 3,5-dinitrosalicylic, and p-toluic acid, and magnesium-DL-aspartate in water from T = (278 to 348) K, in: J. Chem. Thermodyn., 31 (1), 1999, S. 85–91; doi:10.1006/jcht.1998.0424.
5. David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton FL, Physical Constants of Organic Compounds, S. 3-290.
6. Eintrag zu 3,5-Dinitrosalicylsäure in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 10. Februar 2023. (JavaScript erforderlich)
7. Thiel, W.; Mayer, R.; Jauer, E.-A.; Modrow, H.; Dost, H.: Synthesis and Spectral Characterization of Blue Dyes of the Benzene Series; in: J. Prakt. Chem. (Leipzig) 328, 1986, S. 497–514, doi:10.1002/prac.19863280406.
8. Andreozzi, R.; Caprio, V.; Di Somma, I.; Sanchirico, R.: Kinetic and safety assessment for salicylic acid nitration by nitric acid/acetic acid system in J. Hazard. Mat. A134, 2006, S. 1–7, doi:10.1016/j.jhazmat.2005.10.037.
9. J. B. Sumner: Dinitrosalicylic acid: a reagent for the estimation of sugar in normal and diabetic urine. In: Journal of Biological Chemistry. 47, 1921, S. 5.
10. Patent US3869348A: Determination of amylase. Angemeldet am 26. Februar 1973, veröffentlicht am 4. März 1975, Anmelder: Pierce Chemical Co, Erfinder: Melvin E. Gindler.
11. James B. Sumner, Charles V. Noback: The estimation of sugar in diabetic urine, using dinitrosalicylic acid. In: Journal of Biological Chemistry. Band 62, Nr. 2, 1924, S. 287–290, doi:10.1016/s0021-9258(18)85062-1.
12. James B. Sumner, V.A. Graham: Dinitrosalicylic Acid: A Reagent for the Estimation of Sugar in Normal and Diabetic Urine. In: Journal of Biological Chemistry. Band 47, Nr. 1, 1921, S. 5–9, doi:10.1016/s0021-9258(18)86093-8.
13. Gail Lorenz Miller: Use of Dinitrosalicylic Acid Reagent for Determination of Reducing Sugar, in: Anal. Chem., 31 (3), 1959, S. 426–428; doi:10.1021/ac60147a030.