Triphenyltetrazoliumchlorid

Das wasserlösliche farblose 2,3,5-Triphenyltetrazoliumchlorid wird unter Aufnahme von zwei Elektronen (e⁻) und einem Proton (H⁺) zum wasserunlöslichen roten Farbstoff 1,3,5-Triphenylformazan reduziert. Die Reduktion erfolgt durch einen zweimaligen Einzel-Elektronentransfer (SET):^[5]

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Reduktion des Tetrazolium-Kation über ein Tetrazolium-Radikal zum Formazan

Das Tetrazolium-Kation (T⁺) wird über ein Tetrazolium-Radikal (T·) zum Formazan (F) reduziert.

Grenzformeln der Struktur des Tetrazolium-Radikals

Mögliche Resonanzstrukturen des intermediären Radikals lassen sich nach klassischer Betrachtung ableiten:

Orbitalbild des Tetrazolium-Kations

Links ist die Ausgangssituation des Triphenyltetrazoliumkations zu sehen, rechts die klassische Betrachtung der Elektronenverteilung.An N^{1, 2, 3} und C ist jeweils ein einfach besetztes sp^{2-Orbital, in das der Einzelelktronentransfer erfolgen kann. N² und N³ haben orthogonale doppelt besetzte p-AO, die nicht in das aromatische System involviert sind.}

Erfolgt der SET in das sp^{2-Orbital von N¹ (symbolisiert mit "*") ergibt sich folgendes Bild:}

Orbitalbild des Tetrazolium-Radikals mit Mesomerie

wobei rechts die klassische Mesomerie dargestellt ist.

Erfolgt der SET in das sp^{2-Orbital von N^{2 oder 3} (symbolisiert mit "*") ergibt sich für N² folgendes Bild:}

Orbitalbild des Tetrazolium-Radikals, bei der keine Mesomerie möglich ist

Hier ist die „klassische“ Mesomerie nicht möglich. Es würde eine wenig wahrscheinliche Nitren-Radikal-Struktur in beiden Fällen resultieren (analog für N³).

Verwendung

Triphenyltetrazoliumchlorid wird ebenso wie das analoge 3-(1-Naphthyl)-Derivat (Tetrazoliumviolett), Tetrazoliumblau und Tetrazolpurpur zum Nachweis von intakten Zellen genutzt (Vitalfärbung). Dabei wird das Tetrazolium-Kation von Dehydrogenasen der Atmungskette (vornehmlich vom Komplex I) zu Formazan reduziert.^[6]^[7]^[8]

Anwendung findet es in der Histochemie zur Aktivitätsmessung von Dehydrogenasen, zur Messung der Keimfähigkeit von Saatgut, für Schnelltests zur Wertbestimmung von Antibiotika und Desinfektionsmitteln, zur Qualitätsbestimmung von Belebtschlamm und in der Lebensmittelchemie als Indikator für den Bakteriengehalt von Milch verwendet.^[1]

In der Dünnschichtchromatographie eignet es sich als Sprühreagenz auf reduzierende Zucker, Corticosteroide und andere Reduktionsmittel.

weitere Tetrazolium-Verbindungen

Mono-Tetrazolium-Salze

INT (Iodonitrotetrazoliumchlorid), CAS 146-68-9
MTT (3-(4,5-Dimethyl-2-thiazolyl)-2,5-diphenyl-2H-tetrazoliumbromid), CAS 298-93-1
XTT (2,3-Bis(2-methoxy-4-nitro-5-sulfophenyl)-5-((phenylamino)carbonyl)-2H-tetrazoliumhydroxid), CAS 117038-70-7 ^[9]
MTS (3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-5-(3-carboxymethoxyphenyl)-2-(4-sulfophenyl)-2H-tetrazolium), CAS 138169-43-4 ^[9]
WST-1 (2-(4-Iodophenyl)-3-(4-nitrophenyl)-5-(2,4-disulfophenyl)-2H-tetrazolium), CAS 150849-52-8 ^[9]

Di-Tetrazolium-Salze

BT (Tetrazolium Blau), CAS 1871-22-3
NBT (Nitroblau Tetrazoliumchlorid), CAS 298-83-9
TNBT (Tetranitrotetrazolium Blau), CAS 1184-43-6

Einzelnachweise

↑ ^1,0 ^1,1 ^1,2 ^1,3 ^1,4 Thieme Chemistry (Hrsg.): Römpp Online. Version 3.1. Georg Thieme Verlag, Stuttgart 2007.
↑ ^2,0 ^2,1 ^2,2 Datenblatt 2,3,5-Triphenyltetrazolium chloride bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 25. April 2011.
↑ Seit 1. Dezember 2012 ist für Stoffe ausschließlich die GHS-Gefahrstoffkennzeichnung zulässig. Bis zum 1. Juni 2015 dürfen noch die R-Sätze dieses Stoffes für die Einstufung von Zubereitungen herangezogen werden, anschließend ist die EU-Gefahrstoffkennzeichnung von rein historischem Interesse.
↑ Ried, W. (1952): Formazane und Tetrazoliumsalze, ihre Synthesen und ihre Bedeutung als Reduktionsindikatoren und Vitalfarbstoffe. In: Angewandte Chemie. Bd. 64, S. 391-396, doi:10.1002/ange.19520641403.
↑ Monica C. Gonzilez & Enrique San Romàn (1989): Photochemistry of Aqueous Solutions of Triphenyltetrazolium Chloride. In: J. Phys. Chem. 93, 3536-3540.
↑ Altman, F.P. (1976): Tetrazolium salts and formazans. In: Prog. Histochem. Cytochem. Bd. 9, S. 1-56, PMID 792958.
↑ Ogur, M. et al. (1957): Tetrazolium overlay technique for population studies of respiration deficiency in yeast. In: Science. Bd. 125, S. 928-929, PMID 13421693.
↑ Rich, P.R. et al. (2001): The sites of interaction of triphenyltetrazolium chloride with mitochondrial respiratory chains. In: FEMS Microbiol. Lett. Bd. 202, S. 181-187, PMID 11520612.
↑ ^9,0 ^9,1 ^9,2 McCluskey, C. et al. (2005): An evaluation of three new-generation tetrazolium salts for the measurement of respiratory activity in activated sludge microorganisms. In: Microb. Ecol. Bd. 49, S. 379-387, PMID 16003480 doi:10.1007/s00248-004-0012-z.

Siehe auch

[Römpp-1] 1,0 ^1,1 ^1,2 ^1,3 ^1,4 Thieme Chemistry (Hrsg.): Römpp Online. Version 3.1. Georg Thieme Verlag, Stuttgart 2007.

[sigma-2] 2,0 ^2,1 ^2,2 Datenblatt 2,3,5-Triphenyltetrazolium chloride bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 25. April 2011.

[3] Seit 1. Dezember 2012 ist für Stoffe ausschließlich die GHS-Gefahrstoffkennzeichnung zulässig. Bis zum 1. Juni 2015 dürfen noch die R-Sätze dieses Stoffes für die Einstufung von Zubereitungen herangezogen werden, anschließend ist die EU-Gefahrstoffkennzeichnung von rein historischem Interesse.

[4] Ried, W. (1952): Formazane und Tetrazoliumsalze, ihre Synthesen und ihre Bedeutung als Reduktionsindikatoren und Vitalfarbstoffe. In: Angewandte Chemie. Bd. 64, S. 391-396, doi:10.1002/ange.19520641403.

[Romàn-5] Monica C. Gonzilez & Enrique San Romàn (1989): Photochemistry of Aqueous Solutions of Triphenyltetrazolium Chloride. In: J. Phys. Chem. 93, 3536-3540.

[6] Altman, F.P. (1976): Tetrazolium salts and formazans. In: Prog. Histochem. Cytochem. Bd. 9, S. 1-56, PMID 792958.

[7] Ogur, M. et al. (1957): Tetrazolium overlay technique for population studies of respiration deficiency in yeast. In: Science. Bd. 125, S. 928-929, PMID 13421693.

[8] Rich, P.R. et al. (2001): The sites of interaction of triphenyltetrazolium chloride with mitochondrial respiratory chains. In: FEMS Microbiol. Lett. Bd. 202, S. 181-187, PMID 11520612.

[McCluskey-9] 9,0 ^9,1 ^9,2 McCluskey, C. et al. (2005): An evaluation of three new-generation tetrazolium salts for the measurement of respiratory activity in activated sludge microorganisms. In: Microb. Ecol. Bd. 49, S. 379-387, PMID 16003480 doi:10.1007/s00248-004-0012-z.

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