Brookers Merocyanin

Brookers Merocyanin (auch MOED als Abkürzung der Bezeichnung 1-Methyl-4-[(oxocyclohexadienyliden)ethyliden]-1,4-dihydropyridin) ist ein Farbstoff, dessen Farbe in Lösung vom Lösungsmittel abhängt.

Strukturformel
Allgemeines
Name	Brookers Merocyanin
Andere Namen	4-[2-(1-Methyl-4(1H)-pyridinyliden)­ethyliden]-2,5-cyclohexadien-1-on (IUPAC) 1-Methyl-4-[(oxocyclohexadienyliden)­ethyliden]-1,4-dihydropyridin NSC87344 AC1Q6AZR AC1L5YY0
Summenformel	C14H13NO
Kurzbeschreibung	roter Feststoff
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 23302-83-2 EG-Nummer (Listennummer) 821-112-3 ECHA-InfoCard 100.255.640 PubChem 258436 ChemSpider 226778 Wikidata Q4974520
Eigenschaften
Molare Masse	211,26 g·mol^−1
Aggregatzustand	fest
Schmelzpunkt	>220 °C (Zersetzung)
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung keine Einstufung verfügbar
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Eigenschaften

Brookers Merocyanin wurde 1951 von Leslie G. S. Brooker entwickelt. MOED besitzt solvatochrome Eigenschaften, d. h., es ändert je nach umgebendem Lösungsmittel oder pH-Wert sein Absorptionsspektrum und sein Fluoreszenz-Emissionsspektrum.

MOED in verschiedenen Lösungsmitteln.

MOED kann in zwei Resonanzstrukturen vorliegen, als neutrales Molekül und als Zwitterion. In polarer Umgebung dominiert die gelbe zwitterionische Form, während in Chloroform oder Aceton das blaue neutrale Molekül vorherrscht. Je polarer das Lösungsmittel, desto kleiner ist die Frequenz bzw. desto größer die Wellenlänge.

Mesomere Grenzstrukturen von Brookers Merocyanin

Synthese

Durch Methylierung von 4-Methylpyridin mit Methyliodid entsteht 1,4-Dimethylpyridiniumiodid. Dessen Reaktion mit 4-Hydroxybenzaldehyd und anschließende Zugabe wässriger Base erzeugt MOED.

Synthese von Brookers Merocyanin aus 4-Methylpyridin und 4-Hydroxybenzaldehyd

Anwendungen

Aufgrund der solvatochromen Eigenschaften wird MOED, wie auch der Reichardt-Farbstoff, als Indikator für die Polarität einer Lösung verwendet. Weiterhin können bei Lösungen durch Veränderung der Lösungsmittelkonzentrationen definierte Farben eingestellt werden. Weitere Verwendungen werden untersucht. MOED ändert seine Farbe und seine Fluoreszenz bei einer Bindung an DNA und kann zur Bestimmung der Konzentration gereinigter DNA-Lösungen verwendet werden.

Literatur

• M J Minch and S Sadiq Shah: Spectroscopic studies of hydrophobic association. Merocyanine dyes in cationic and anionic micelles. Journal of Organic Chemistry, 44:3252, 1979.
• Amaresh Mishra, et al.: Cyanines during the 1990s: A Review, Chemical Reviews, 2000, 100 (6), 1973–2012. doi:10.1021/cr990402t
• Christian Reichardt: Solvatochromic Dyes as Solvent Polarity Indicators, Chem. Rev., 1994, 94 (8), 2319–2358. doi:10.1021/cr00032a005
• S. J. Davidson and W. P. Jencks: The Effect of Concentrated Salt Solutions on a Merocyanine Dye, a Vinylogous Amide, Journal of the American Chemical Society, 1969, 91 (2), 225–234. doi:10.1021/ja01030a001
• Brooker, Keyes, et al.: Studies in the Cyanine Dye Series. XI. The Merocyanines, J. Am. Chem. Soc., 1951, 73 (11), 5326–5332. doi:10.1021/ja01155a095
• Brooker, Keyes, et al.: Color and Constitution. XI.1 Anhydronium Bases of p-Hydroxystyryl Dyes as Solvent Polarity Indicators, J. Am. Chem. Soc., 1951, 73 (11), 5350–5356. doi:10.1021/ja01155a097
• Mohamed K. Awad and Shakir T. Abdel-Halim: Mechanism of Water Attacking on Brooker’s Merocyanine Dye and Its Effect on the Molecular and Electronic Structures: Theoretical Study, Bull. Chem. Soc. Jpn. Vol. 79, No. 6, 838–844 (2006)
• H.S. Freeman and S.A. McIntosh, Some Interesting Substituent Effects in Merocyanine Dyes, Educ. in Chem., 27(3) 79(1990).

Einzelnachweise

1. Siegfried Hünig, Othmar Rosenthal: Farbe und Konstitution II: Phenolbetainfarbstoffe. In: Justus Liebigs Annalen der Chemie. Band 592, Nr. 3, 19. April 1955, S. 161–179, doi:10.1002/jlac.19555920302. 
2. Samuel James Davidson, William P. Jencks: Effect of concentrated salt solutions on a merocyanine dye, a vinylogous amide. In: Journal of the American Chemical Society. Band 91, Nr. 2, Januar 1969, S. 225–234, doi:10.1021/ja01030a001. 
3. Dieser Stoff wurde in Bezug auf seine Gefährlichkeit entweder noch nicht eingestuft oder eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.
4. L. G. S. Brooker, G. H. Keyes, R. H. Sprague, R. H. VanDyke, E. VanLare, G. VanZandt, F. L. White: Studies in the Cyanine Dye Series. XI. The Merocyanines. In: Journal of the American Chemical Society. 73, 1951, S. 5326–5332, doi:10.1021/ja01155a095.
5. V. Cavalli, D. C. da Silva, C. Machado, V. G. Machado, V. Soldi: The fluorosolvatochromism of Brooker's merocyanine in pure and in mixed solvents. In: Journal of Fluorescence. Band 16, Nummer 1, Januar 2006, S. 77–86, doi:10.1007/s10895-005-0053-9. PMID 16496216.
6. H. Kashida, K. Sano, Y. Hara, H. Asanuma: Modulation of pK(a) of Brooker's merocyanine by DNA hybridization. In: Bioconjugate Chemistry. Band 20, Nummer 2, Februar 2009, S. 258–265, doi:10.1021/bc800335h. PMID 19170520.
7. "Fundamental Studies on Brooker’s Merocyanine", Morley et al., J. Am. Chem. Soc., 1997, 119 (42), 10192-10202, doi:10.1021/ja971477m
8. N. A. Murugan, J. Kongsted, Z. Rinkevicius, H. Agren: Demystifying the solvatochromic reversal in Brooker's merocyanine dye. In: Physical chemistry chemical physics : PCCP. Band 13, Nummer 4, Januar 2011, S. 1290–1292, doi:10.1039/c0cp01014f. PMID 21132167.
9. Valerii Z. Shirinian and Alexey A. Shimkin: Merocyanines: Synthesis and Application, in Topics in Heterocyclic Chemistry, Springer, 2008.