Anthrachinon

Strukturformel
Allgemeines
Name	Anthrachinon
Andere Namen	9,10-Dihydro-anthracen-9,10-dion 9,10-Anthrachinon (IUPAC) ANTHRAQUINONE (INCI)[1]
Summenformel	C14H8O2
Kurzbeschreibung	rhombische, schwach gelblich-grüne, geruchlose Nadeln[2]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 84-65-1 EG-Nummer 201-549-0 ECHA-InfoCard 100.001.408 PubChem 6780 ChemSpider 13835294 Wikidata Q423174
Eigenschaften
Molare Masse	208,22 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	1,44 g·cm−3[3]
Schmelzpunkt	286 °C[3]
Siedepunkt	380 °C[3]
Dampfdruck	13 mPa (50 °C)[3]
Löslichkeit	sehr schlecht in Wasser (1,4 mg·l−1)[3] schlecht in Ethanol und Diethylether[2] löslich in heißem Benzol[2]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP),[4] ggf. erweitert[3] Gefahr H- und P-Sätze H: 350​‐​317 P: 202​‐​261​‐​272​‐​280​‐​302+352​‐​308+313[3]
Toxikologische Daten	0,0942 mg·l−1 (LC50, Krustentiere, 48 h)[3] 0,23 mg·l−1 (EC50, Krustentiere, 48 h)[3]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Anthrachinon ist ein vom Anthracen abgeleitetes Chinon. Es wurde erstmals 1836 von Auguste Laurent durch Oxidation von Anthracen hergestellt.

Vorkommen

Anthrachinon kommt in Form des seltenen Minerals Hoelit in der Natur vor.^[5] Anthrachinonderivate sind die Wirkstoffe diverser pflanzlicher Abführmittel: Rhabarberwurzel, Faulbaumrinde, Kap-Aloe, Sennesblätter und Kreuzdornbeeren, aber auch als Alizarin der Echte Färberröte, d.h als Krapplack.

Gewinnung und Darstellung

Anthrachinon lässt sich durch die Oxidation von Anthracen mit Salpetersäure oder Chromsäure herstellen.^[6]

Günstiger ist jedoch die Reaktion von Benzol und Phthalsäureanhydrid nach Friedel-Crafts. Dabei entsteht zunächst eine Oxocarbonsäure, die sich dann mit Schwefelsäure zum Anthrachinon weiter umsetzen lässt.^[7]

Eigenschaften

Anders als die meisten Chinone ist Anthrachinon nicht wasserdampfflüchtig. Gegenüber Oxidationsmitteln ist Anthrachinon recht unempfindlich, durch Reduktionsmittel jedoch leicht in Anthrahydrochinon bzw. Anthron überführbar. Diese Reduktionsfähigkeit bildet die Grundlage für die Verknüpfung von Anthrachinonen zu Dianthronen und Polyanthronen. Durch Einführung von funktionellen Gruppen in das Molekül (z. B. Hydroxy- und Aminofunktionen), vor allem in den Positionen 1, 4, 5 oder 8, erhöht sich die Farbintensität und verändert sich die Farbe. Sie kann von gelb bis violett gezielt variiert werden. Der Flammpunkt liegt bei 213 °C.^[3]

Analytik

Die zuverlässige qualitative und quantitative Bestimmung kann nach angemessener Probenvorbereitung durch Kopplung der HPLC oder Gaschromatographie mit der Massenspektrometrie erfolgen.^[8][9][10]

Verwendung

Anthrachinon ist ein wichtiger Grundstoff für die Herstellung von Anthrachinonfarbstoffen, zum Beispiel Alizarin. 2-Alkylanthrachinone (z. B. 2-Ethylanthrachinon) dienen bei der technischen Herstellung von Wasserstoffperoxid nach dem Anthrachinon-Verfahren als Katalysator.

Des Weiteren wurde es unter der Bezeichnung Morkit als Mittel zur Abwehr des Vogelfraßes nach der Aussaat zur Beizung des Saatguts (z. B. Mais) eingesetzt.^[11] Die EU-Kommission entzog am 20. Januar 2009 auf Empfehlung der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) Anthrachinon die Zulassung als Repellent aufgrund von Gesundheitsbedenken für Anwender und Verbraucher.^[12]

In alten Zeiten wurden auch schon Stoffe mit antrachinonhaltigen Farbstoffen gefärbt. Zum Nachweis der Färbung eignen sich dafür auch die vorgenannten Verfahren der Kopplung der Chromatographie mit der Massenspektrometrie.^[13]

Sicherheitshinweise

Aufgrund von Gesundheitsbedenken für Anwender und Verbraucher wurde Anthrachinon 2009 die Zulassung als Pflanzenschutzmittel in der EU entzogen.^[12] Anthrachinon wurde von der Internationalen Krebsforschungsagentur der WHO (IARC) als möglicherweise krebserzeugend für den Menschen („possibly carcinogenic to humans“) eingestuft (Kategorie 2B).^[14] Die Ankündigung erfolgte 2011 in der Zeitschrift Lancet Oncology, die Begründung wurde in der Monographie 2013 veröffentlicht. Im Februar 2013 zog das Bundesinstitut für Risikobewertung seine Empfehlung für die Verwendung von Anthrachinon in Lebensmittelverpackungen zurück und kündigte eine chemikalienrechtliche Neubewertung der Substanz an.^[15]

Auf Vorschlag der deutschen Chemikalienbehörde wurde 2015 die chemikalienrechtliche Einstufung von Anthrachinon überarbeitet. Der Ausschuss für Risikobewertung (RAC) der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA) änderte am 4. Dezember 2015 die Einstufung für Anthrachinon: Es wurde als krebserzeugend Carc 1B eingestuft mit dem Warnhinweis H350.^[16] Diese Einstufung des RAC muss noch von der EU-Kommission in geltendes Recht umgesetzt werden, aber sie stellt mit der Veröffentlichung den Stand des Wissens dar, der von Unternehmen und Behörden berücksichtigt werden muss. Gegen die Einstufung wurde am 27. Juni 2017 Klage beim Europäischen Gerichtshof eingereicht.^[17] Ein Toxikologisches Gutachten zum Gefahrenpotential von Anthrachinon als Rückstand in Lebensmitteln des Schweizer Bundesamt für Lebensmittelsicherheit und Veterinärwesen aus dem Jahre 2021 kommt zu dem Schluss, dass Anthrachinon selbst kein genotoxisches Potential hat. Hingegen waren seine in vivo Metaboliten 1-Hydroxyanthrachinon und 2-Hydroxyanthrachinon, welche in der Ratte gefunden wurden, im Ames-Test positiv und damit in vitro mutagen. Das BLV geht davon aus, dass die in vitro mutagenen Eigenschaften mindestens zweier Metaboliten und in Ermangelung anderer plausibler Erklärungen zur Tumorentstehung eine krebserzeugende Wirkung weiterhin als möglich erachtet.^[18]

Siehe auch

• Anthrachinone als Wirkstoffgruppe in der Pflanzenheilkunde

Weblinks

• organische-chemie.ch: Vom Farb- zum Wirkstoff - Einfacherer synthetischer Zugang zu interessanten Anthrachinonen
• FAZ.NET: Nanotechnik: Ein organisches Molekül als Lastenträger (Memento vom 4. März 2016 im Internet Archive), 23. Januar 2007

Einzelnachweise

1. ↑ Eintrag zu ANTHRAQUINONE in der CosIng-Datenbank der EU-Kommission, abgerufen am 24. Oktober 2021.
2. ↑ ^{a b c} Eintrag zu Anthrachinon. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 12. November 2014.
3. ↑ ^{a b c d e f g h i j} Eintrag zu Anthrachinon in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 2. Januar 2024. (JavaScript erforderlich)
4. ↑ Eintrag zu Anthraquinone im Classification and Labelling Inventory der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA), abgerufen am 29. Dezember 2019. Hersteller bzw. Inverkehrbringer können die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung erweitern.
5. ↑ mindat.org: Hoelite (engl.).
6. ↑ Autorengemeinschaft: Organikum. 19. Auflage. Johann Ambrosius Barth, Leipzig/ Berlin/ Heidelberg 1993, ISBN 3-335-00343-8, S. 383.
7. ↑ Autorengemeinschaft: Organikum. 19. Auflage. Johann Ambrosius Barth, Leipzig/ Berlin/ Heidelberg 1993, ISBN 3-335-00343-8, S. 340.
8. ↑ H. Dai, Z. Chen, B. Shang, Q. Chen: Identification and Quantification of Four Anthraquinones in Rhubarb and its Preparations by Gas Chromatography-Mass Spectrometry. In: J Chromatogr Sci. Band 56, Nr. 3, 1. Mar 2018, S. 195–201. PMID 29206919.
9. ↑ R. E. Kartasasmita, F. Kurniawan, T. Amelia, C. M. Dewi, H. Harmoko, Y. Pratama: Determination of Anthraquinone in Some Indonesian Black Tea and Its Predicted Risk Characterization. In: ACS Omega. Band 5, Nr. 32, 10. Aug 2020, S. 20162–20169. PMID 32832770.
10. ↑ W. Yang, Y. Su, G. Dong, G. Qian, Y. Shi, Y. Mi, Y. Zhang, J. Xue, W. Du, T. Shi, S. Chen, Y. Zhang, Q. Chen, W. Sun: Liquid chromatography-mass spectrometry-based metabolomics analysis of flavonoids and anthraquinones in Fagopyrum tataricum L. Gaertn. (tartary buckwheat) seeds to trace morphological variations. In: Food Chem. 331, 30. Nov 2020, S. 127354. PMID 32569973.
11. ↑ Zur Abwehr von Vögeln in der Landwirtschaft.
12. ↑ ^{a b} Reasoned opinion on the review of the existing maximum residue levels (MRLs) for anthraquinone according to Article 12 of Regulation (EC) No 396/2005. In: EFSA Journal. Band 10, Nr. 6, 2012, S. 2761, doi:10.2903/j.efsa.2012.2761. 
13. ↑ M. Shahid, J. Wertz, I. Degano, M. Aceto, M. I. Khan, A. Quye: Analytical methods for determination of anthraquinone dyes in historical textiles: A review. In: Anal Chim Acta. 1083, 20. Nov 2019, S. 58–87. PMID 31493810.
14. ↑ IARC-Monographie 101, Kapitel Anthrachinon.
15. ↑ Bundesinstitut für Risikobewertung: BfR streicht Anthrachinon aus den BfR-Empfehlungen für Lebensmittelverpackungen. Stellungnahme Nr. 005/2013 des BfR vom 12. Februar 2013.
16. ↑ RAC-Entscheidung vom 4. Dezember 2015.
17. ↑ Amtsblatt der EU vom 4. September 2017 (PDF).
18. ↑ Eidgenössisches Departement des Innern EDI, Bundesamt für Lebensmittelsicherheit und Veterinärwesen BLV: Toxikologisches Gutachten zum Gefahrenpotential von Anthrachinon als Rückstand in Lebensmitteln, 21. April 2021, abgerufen am 27. Juli 2023