Poudre de base Tris CAS 77-86-1

Poudre de base Tris, également connu sous le nom de 2-amino-2-hydroxy-1,3-propanediol ou Tris(hydroxyméthyl)aminométhane, est un composé organique doté de fonctions biologiques importantes. La formule chimique développée est HOCH ₂ (CH ₂ OH) ₂ CH ₂ NH ₂, qui est une alcool amine ternaire avec un groupe hydroxyle d'alcool et deux groupes hydroxyle d'alcool primaire. Sa formule moléculaire est C3H8NO3, CAS 77-86-1, avec un poids moléculaire de 121,1. Il se présente sous forme de poudre cristalline blanche, inodore et non hygroscopique. Il est stable en milieu sec, mais peut absorber l'humidité et provoquer une déliquescence en milieu humide. Soluble dans l'eau et peut se dissocier en ions hydrogène et ions tris dans des conditions acides. Sa solution aqueuse est légèrement acide, avec un pH d'environ 7,0. De plus, il est également soluble dans certains solvants organiques, comme l’éthanol et le glycérol. Stable à température ambiante, mais peut subir une décomposition à haute température et dans des conditions acides fortes. Il est sensible à la lumière et à l'air et peut s'oxyder lorsqu'il est exposé à l'air. En tant que composé organique important, il possède diverses propriétés physiques qui ont une large valeur d'application dans des domaines tels que la biologie, la médecine et la science des matériaux.

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Informations supplémentaires sur le composé chimique : Point de fusion 167–172 degrés (lit.), Point d'ébullition 219 - 220 degré 10 mm Hg (lit.), Densité 1 353 g/cm3, Pression de vapeur 0,0267 hPa (20 degrés), Indice de réfraction 1,4170 (estimation), point d'éclair 219 – 220 degrés / 10 mm, Conditions de stockage 20-25. degré , Solubilité H2O : 4M à 20 degrés

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Le tris (hydroxyméthyl) aminométhane, en abrégé TRIS, est une poudre cristalline blanche de formule moléculaire C ₄ H ₁ N O3 et d'un poids moléculaire de 121,14. Sa structure moléculaire contient trois groupes hydroxyméthyle (- CH ₂ OH) et un groupe aminométhane (- NH CH ₂ -), ce qui lui confère d'excellentes propriétés tampons et une large applicabilité en raison de sa structure chimique unique. En tant que l'un des agents tampons les plus importants dans le domaine de la biochimie, le TRIS joue un rôle crucial dans divers domaines tels que la médecine, les sciences de la vie et la production industrielle. Ce qui suit détaille ses utilisations dans les huit domaines principaux.

La pierre angulaire des expériences biochimiques et de biologie moléculaire

 

TRIS est l'un des agents tampons les plus couramment utilisés dans les laboratoires de biologie, avec une plage tampon efficace de pH 7,0 à 9,2 et une valeur pKa de 8,1 à 25 degrés. Cette caractéristique en fait le choix privilégié pour maintenir la stabilité du pH dans les systèmes expérimentaux :

Système d'électrophorèse d'acide nucléique
Les solutions tampons TAE (Tris Acetate EDTA) et TBE (Tris Borate EDTA) sont des configurations standard pour l’électrophorèse ADN/ARN.Poudre de base Trisque les molécules d'acide nucléique restent dans l'état de rupture de chaîne en fournissant un environnement stable faiblement alcalin et forment un système tampon composite avec de l'acide acétique ou de l'acide borique pour contrôler avec précision le pH du réservoir d'électrophorèse. Par exemple, en électrophorèse sur gel d'agarose, la solution tampon TAE peut augmenter la mobilité de l'ADN de 30 % et la résolution de 15 %.

 

Outils de recherche sur les protéines
Dans l'électrophorèse SDS-PAGE, TRIS forme un tampon en cours d'exécution avec la glycine et son gradient de pH contrôle la séparation par focalisation isoélectrique des protéines. Dans les expériences de cristallisation des protéines, le TRIS est utilisé comme composant du tampon de cristallisation pour favoriser l'arrangement ordonné des molécules de protéines en ajustant la valeur du pH (généralement 6,8 à 8,5) et la force ionique. La recherche a montré que l'utilisation du système tampon TRIS peut augmenter le taux de réussite de la cristallisation des protéines de 40 %.
Milieu de recherche enzymatique
Le tampon TRIS fournit un environnement de pH stable pour les réactions enzymatiques, particulièrement adapté aux enzymes qui nécessitent des conditions neutres ou faiblement alcalines (telles que la phosphatase alcaline, l'ADN polymérase). Sa faible caractéristique de force ionique peut réduire l'inhibition non-spécifique de l'activité enzymatique. En -PCR quantitative par fluorescence en temps réel, le système tampon TRIS HCl peut stabiliser l'efficacité de l'amplification entre 95 % et 105 %.

Un expert polyvalent dans le domaine de la médecine

 

Régulateur d'équilibre acide-base
TRIS, en tant que base tampon aminé sans sodium, est utilisé en clinique pour traiter l'acidose respiratoire aiguë et l'acidose métabolique. Son mécanisme d'action consiste à réagir avec le H ₂ CO ∝ présent dans les fluides corporels pour générer du HCO ∝⁻, corrigeant ainsi l'acidose. Des études pharmacocinétiques ont montré que TRIS peut prendre effet 5 minutes après l'injection intraveineuse, avec une demi-vie-d'environ 2 heures, ce qui le rend adapté aux scénarios cliniques nécessitant une correction rapide de l'acide.
Nécessités de préparation pharmaceutique
TRIS, en tant que régulateur de pH, peut améliorer la stabilité des médicaments lors de la production par injection. Par exemple, dans les formulations d'insuline humaine recombinante, l'ajout de tampon TRIS à 0,1 mol/L peut prolonger la durée de conservation du médicament jusqu'à 24 mois à 4 degrés.

 

Dans les formulations ophtalmiques, TRIS réduit considérablement l’irritation des médicaments sur la cornée en maintenant un environnement pH 7,4.

Composants essentiels de la solution de préservation des virus
Dans le tube d’échantillonnage du COVID-19, le TRIS, le sel de guanidinium et la protéinase K formaient un système de conservation par lyse. Sa fonction comprend : le maintien du pH de l'échantillon entre 7,0 et 7,5 pour empêcher la dégradation de l'acide nucléique ; La chélation de Mg ² ⁺/Ca ² ⁺ inhibe l'activité nucléase ; Former des liaisons hydrogène avec des protéines pour protéger les structures d’acide nucléique. Des expériences ont montré que les solutions de conservation contenant du TRIS peuvent stabiliser l'ARN viral pendant 72 heures à 25 degrés.

Partisans des techniques de diagnostic clinique

 

Kit de tests biochimiques
TRIS est largement utilisé comme matrice tampon dans les réactifs des analyseurs biochimiques entièrement automatisés. Lors des tests de la fonction hépatique, le système tampon TRIS (pH 8,0) peut étendre la plage linéaire de détection de l'alanine aminotransférase (ALT) à 0-1 000 U/L, avec une valeur CV intra-lot de<1.5%. In electrolyte detection, TRIS improves the accuracy of Na ⁺ detection to ± 0.5 mmol/L by stabilizing the membrane potential of the ion selective electrode.
Porteur de diagnostic immunitaire
Dans le test immunologique par chimiluminescence, le tampon TRIS (pH 7,4) sert de milieu de réaction antigène-anticorps, ce qui peut réduire le taux de liaison non spécifique -.

 

Des recherches ont montré que l'utilisation du système TRIS peut augmenter le rapport signal-sur-bruit de la détection ELISA de 2,3 fois, et que la sensibilité de détection peut atteindre 0,01 ng/mL.

Agent d'optimisation des tests d'acides nucléiques
En-PCR par fluorescence en temps réel, le tampon TRIS HCl (pH 8,0) interagit de manière synergique avec Mg ² ⁺ pour optimiser l'activité de l'ADN polymérase Taq. Des expériences ont montré que lorsque la concentration de TRIS est de 20 mmol/L, la valeur Ct peut être réduite de 1,2 cycles et l'efficacité de l'amplification peut être augmentée de 18 %.

Moteurs d’innovation de la production industrielle

 

Améliorateur de performances de revêtement
TRIS, en tant que régulateur de pH, peut empêcher le gel des revêtements pendant le stockage. L'ajout de 0,5 % de TRIS aux revêtements époxy à base d'eau-peut stabiliser le revêtement pendant plus de 6 mois dans des conditions de pH 8,5. Sa fonction favorisant la réticulation peut améliorer l'adhérence du revêtement, prolongeant le temps de résistance au brouillard salin du film de peinture à 1 000 heures.

 

Stabilisateur de formule cosmétique
TRIS, en tant qu'agent neutralisant, peut ajuster le pH des cosmétiques à une faible acidité (pH 5,5-7,0), ce qui le rend particulièrement adapté aux peaux asiatiques. Dans les formulations de protection solaire, le TRIS chélate les ions métalliques pour empêcher la photodégradation des absorbeurs d'UV tels que l'avobenzone, ce qui entraîne une augmentation de 30 % de la stabilité du SPF.
Agent de traitement de surface métallique
Le TRIS peut être utilisé comme agent complexant dans les formulations de solutions de galvanoplastie, et ses trois groupes hydroxyméthyle peuvent former des complexes stables avec Cu ² ⁺ et Ni ² ⁺. Dans le processus de nickelage autocatalytique, l'ajout de 0,1 mol/L de TRIS peut améliorer l'uniformité du revêtement de 25 % et réduire la porosité à 0,5/cm².

Points de rupture technologique dans la gouvernance environnementale

 

Régulateur de pH pour le traitement des eaux usées
TRIS peut être utilisé pour ajuster le pH des systèmes de traitement à boues activées. Dans des conditions de pH 7,5-8,5, il peut augmenter l'activité des bactéries nitrifiantes de 40 % et le taux d'élimination de l'azote ammoniacal de 95 %. Sa biodégradabilité (DBO ₅/DCO=0.35) garantit qu'il ne provoquera pas de pollution secondaire.
Adsorbant d'ions de métaux lourds
LePoudre de base Trisle matériau composite préparé par modification a une capacité d'adsorption maximale de 156 mg/g pour le Pb ² ⁺. Son mécanisme d'action comprend la chélation de l'hydroxyméthyle et l'échange d'ions des groupes aminés. Dans des conditions de pH 6,0, le matériau présente un taux d'élimination de plus de 90 % des métaux lourds présents dans les eaux usées de galvanoplastie.
Catalyseur de traitement des gaz d'échappement
L'efficacité de dégradation du formaldéhyde par le photocatalyseur TiO ₂ modifié par TRIS sous la lumière visible est augmentée à 82 %. Le principe de son action est d'élargir la plage de photoréponse du TiO ₂ jusqu'à 550 nm grâce à l'effet donneur d'électrons de l'hydroxyméthyle.

Applications potentielles de la technologie agricole

 

Composition du milieu de culture de tissus végétaux
TRIS peut être utilisé comme tampon de pH pour l'amélioration du milieu MS et, dans des conditions de pH 5,8, il peut augmenter le taux d'induction du tissu calleux du tabac de 35 %. Sa faible caractéristique de force ionique (conductivité<1.2 mS/cm) is conducive to the absorption of trace elements.
Stabilisateur de formulation de pesticides
Adding 0.5% TRIS to avermectin emulsion can maintain an effective ingredient content of>95% après 14 jours de stockage thermique à 54 degrés. Son mécanisme d'action consiste à former des liaisons hydrogène entre les molécules d'hydroxyméthyle et de pesticide, inhibant les réactions de dégradation oxydative.
Solution de conservation du sperme animal
TRIS citrate glucose (TCG) preservation solution can preserve pig semen at 17 ℃ for 5 days, with a sperm vitality retention rate of>60%. Sa fonction de régulation de la pression osmotique (290-310 mOsm/kg) peut prévenir les dommages à la membrane des spermatozoïdes.

Matières premières innovantes en science des matériaux

 

Modificateur de matériau polymère
TRIS peut être utilisé comme allongeur de chaîne dans la synthèse du polyuréthane, et ses trois groupes hydroxyméthyle peuvent réagir avec des groupes isocyanate pour augmenter la résistance à la traction des élastomères polyuréthanes à 35 MPa et l'allongement à la rupture à 600 %.
Modèle de synthèse de nanomatériaux
Lorsque les nanoparticules de SiO ₂ sont synthétisées par la méthode sol-gel, TRIS peut contrôler la taille des particules dans la plage de 20 à 50 nm en tant qu'agent directeur de structure. Son mécanisme d'action consiste à inhiber l'agrégation des particules par liaison hydrogène entre les groupes hydroxyméthyle et silanol.
Additifs de matériaux biodégradables
Le TRIS peut être mélangé avec de l'acide polylactique (PLA) pour préparer des matériaux entièrement biodégradables. Lorsque l'ajout de TRIS est de 5 %, le taux de dégradation du matériau dans le sol peut atteindre 85 % après 6 mois et ses produits d'hydrolyse peuvent être pleinement utilisés par les micro-organismes.

Substances étalons pour la chimie analytique

 

Substance de référence pour le titrage acido-basique
Le TRIS est utilisé comme substance de référence pour le titrage non-aqueux en raison de sa grande pureté (supérieure ou égale à 99,9 %) et de ses propriétés chimiques stables. Dans le milieu acide acétique, le potentiel d'électrode standard est de 0,087 V, ce qui peut être utilisé pour déterminer la teneur en bases fortes.
Milieu d'analyse électrochimique
Le tampon TRIS (pH 7,4) en tant qu'électrolyte de support peut améliorer la répétabilité du courant de pointe de la voltammétrie cyclique au RSD<1.0%. Its low background current characteristic (<0.5 μ A) is suitable for trace metal ion detection.

Le tris (hydroxyméthyl) aminométhane est un composé organique important doté de diverses propriétés physiques et méthodes de synthèse. La synthèse dePoudre de base Trisla base par la réaction du trichloroacétaldéhyde et de l’ammoniac est une méthode couramment utilisée. Voici les étapes détaillées et les équations de réaction chimique de cette méthode :

Étapes de synthèse :

1. Ajoutez 100 ml d'ammoniaque dans un ballon à fond rond et remuez avec un agitateur en verre.

2. Ajoutez lentement du trichloroacétaldéhyde (10 g, 0,073 mol) goutte à goutte dans une solution d'ammoniaque, contrôlez l'accélération goutte à goutte pour vous assurer que la température de réaction ne dépasse pas 35 degrés.

3. Continuez à agiter la solution réactionnelle à température ambiante pendant 30 minutes, puis ajoutez une quantité appropriée de solution d'hydroxyde de sodium (10 g, 0,35 mol) pour atteindre une valeur de pH de 8 à 9.

4. Transférez la solution réactionnelle dans un évaporateur rotatif, utilisez du méthanol ou de l'éthanol comme solvant pour l'évaporation rotative, éliminez l'ammoniac et l'eau et obtenez le produit brut de base Tris.

5. Dissoudre le produit brut dans l'eau chaude puis procéder à une recristallisation. Filtrer et sécher les cristaux pour obtenir une base Tris pure.

Équation de réaction chimique :

NH₃ (aq) + CHCl₃(aq) → NH₄Cl (aq) + CH₂O (aq)

CH₂O (aq) + H₂O (l) → CH₂OHCHOHCHOH (aq)

CH2OHCHOHCHO (aq) + NH₄OH (aq) → NH₄Cl (aq) + H₂O (l) + Trisbase (aq)

La base Tris synthétisée par cette méthode peut être utilisée pour une synthèse ultérieure ou comme réactif. Il convient de noter que le trichloroacétaldéhyde utilisé dans cette méthode est toxique et doit être utilisé sous une hotte, en faisant attention aux précautions de sécurité.

La synthèse de la base Tris par la réaction du N-bromosuccinimide (NBS) avec le 2-amino-1,3-propanediol est une méthode couramment utilisée. Voici les étapes détaillées et les équations de réaction chimique de cette méthode :

Le NBS utilisé dans cette méthode a une activité élevée et peut être remplacé par du 2-amino-1,3-propanediol pour obtenir le produit cible.Poudre de base Tris. Il convient de noter que les paramètres impliqués dans cette méthode, tels que la température de réaction, le temps et la concentration du réactif, doivent être ajustés et optimisés en fonction des conditions expérimentales spécifiques. Parallèlement, en raison de la production potentielle de substances nocives telles que le bromure de sodium et le dioxyde de carbone provenant des réactions chimiques impliquées, il est nécessaire d'opérer sous une sorbonne et de prêter attention aux précautions de sécurité.

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