Il blu di bromotimolo è un additivo colorante comunemente utilizzato in varie applicazioni industriali, cosmetiche e scientifiche. È apprezzato per le sue proprietà di colorante e la sua versatilità come indicatore di pH.

Nome chimico

2-bromo-4-[3-(3-bromo-4-hydroxy-2-methyl-5-propan-2-ylphenyl)-1,1-dioxo-2,1λ6-benzoxathiol-3-yl]-3-methyl-6-propan-2-ylphenol

Composizione chimica e struttura

Il blu di bromotimolo è un colorante sintetico con la formula chimica C₂₇H₂₈Br₂O₅S. Appartiene alla famiglia dei coloranti sulfoneftaleinici. La struttura include due atomi di bromo, che contribuiscono alle sue proprietà di cambiamento di colore, e un complesso sistema ad anello aromatico che stabilizza la molecola.

Proprietà fisiche

Il blu di bromotimolo si presenta tipicamente come una polvere cristallina che può variare dal giallo al blu, a seconda del suo stato e del livello di pH. È poco solubile in acqua ma solubile in etanolo e altri solventi organici. Il composto è noto per la sua stabilità, che lo rende adatto a varie applicazioni dove è richiesto un preciso cambiamento di colore.

Processo industriale di sintesi chimica

• Preparazione dei reagenti. Le principali materie prime includono timolo, bromuro di potassio (KBr), e acido solforico (H₂SO₄).
• Sintesi del bromotimolo. Il timolo viene dissolto in acido solforico concentrato. A questa soluzione viene aggiunto lentamente bromuro di potassio con agitazione costante. La reazione tra timolo e bromuro di potassio in presenza di acido solforico produce bromotimolo.
• Formazione del precipitato. La soluzione risultante viene diluita con acqua distillata, causando la precipitazione del bromotimolo.
• Filtrazione. La sospensione viene filtrata per separare il precipitato solido di bromotimolo dalla soluzione acquosa.
• Lavaggio. Il precipitato di bromotimolo viene lavato con acqua deionizzata per rimuovere eventuali impurità solubili.
• Essiccazione. Il bromotimolo lavato viene essiccato a temperatura controllata per rimuovere l'umidità residua e ottenere una polvere secca.
• Macinazione. Il bromotimolo essiccato viene macinato per ottenere una polvere di particelle fini e uniformi. Questo passaggio può includere l'uso di mulini a sfere o altri macchinari di macinazione.
• Sintesi finale. La polvere di bromotimolo viene trattata con una soluzione alcalina, come idrossido di sodio (NaOH), per formare il bromotimolo blu.
• Filtrazione e lavaggio. La sospensione viene filtrata e lavata con acqua deionizzata per rimuovere eventuali impurità.
• Essiccazione. Il bromotimolo blu lavato viene essiccato a temperatura controllata per rimuovere l'umidità residua e ottenere una polvere secca.
• Controllo di qualità. Il bromotimolo blu viene sottoposto a rigorosi test di qualità per assicurare che soddisfi gli standard di purezza, intensità del colore e sicurezza. Questi test includono l'analisi chimica e la spettroscopia.

A cosa serve e dove si usa

Cosmetica

Ingrediente cosmetico soggetto a restrizioni  IV/151 come Voce pertinente negli allegati del regolamento europeo sui cosmetici n. 1223/2009. Sostanza o ingrediente segnalato: 

• Phenol, 4,4'-(3H-2,1-benzoxathiol-3-ylidene)bis[2-bromo-3-methyl-6-(1-methylethyl)-, S,S-dioxide. 

Cosmetica - Funzioni INCI

• Colorante. Questo ingrediente ha la funzione di colorare la soluzione in cui è inserito in modo temporaneo, semi-permanente o permanente, sia da solo che in presenza dei componenti complementari aggiunti per la colorazione.

Sicurezza

E' un ingrediente che ha qualche controindicazione importante riguardante il profilo salutare: da utilizzare esclusivamente in prodotti cosmetici che hanno contatto con la pelle per breve tempo.

Medicina

 Il blu di bromotimolo è utilizzato in alcuni test medici e procedure diagnostiche. Ad esempio, può essere utilizzato nei test respiratori per misurare i livelli di anidride carbonica, dove il cambiamento di colore indica la presenza di CO₂.

Applicazioni varie

Indicatore di pH. Il blu di bromotimolo è ampiamente utilizzato come indicatore di pH in ambito laboratoristico (1). Cambia colore dal giallo a pH inferiori a 6,0 al blu a pH superiori a 7,6, ed è quindi utile per monitorare i cambiamenti di pH in varie reazioni chimiche e soluzioni.

Acquari e piscine. È utilizzato per monitorare il pH dell'acqua in acquari e piscine. Il cambiamento di colore fornisce un'indicazione visiva della qualità dell'acqua, aiutando a mantenere condizioni ottimali per la vita acquatica e i nuotatori.

Molecular Formula    C₂₇H₂₈Br₂O₅S

Molecular Weight   624.4 g/mol

CAS   76-59-5

EC number 200-971-2

UNII VGU4LM0H96

DTXSID3058799

MFCD00005872

Synonyms: 

Dibromothymolsulfophthalein

Bibliografia__________________________________________________________________________

(1) Marschke RJ, Kitchen BJ. Detection of bovine mastitis by bromothymol blue pH indicator test. J Dairy Sci. 1985 May;68(5):1263-9. doi: 10.3168/jds.S0022-0302(85)80955-3. 

Abstract. A simple bromothymol blue indicator test was evaluated for farm diagnosis of mastitis. The test required highly absorbent blotting paper impregnated with four spots of bromothymol blue. Indicator color scores (1 to 4) for quarter foremilks increased with somatic cell count and pH, although variability within each color score was large. Sensitivity of the bromothymol blue test ranged from 51 to 56% and specificity from 89 to 90% for most reference criteria used to classify normal and abnormal milk. Predictability of a positive test ranged from 49 to 52% (false positives 51 to 48%) and predictability of a negative test from 90 to 97% (false negatives 10 to 3%) for the same criteria. Overall the bromothymol blue test incorrectly diagnosed 11 to 20% of 3772 quarters. By classifying color score 2 as negative, predictability of a positive result was 70 to 75% and sensitivity was 26 to 30%. The test can be used by dairy producers to screen herds with a relatively high incidence of mastitis or used in combination with cow cell counts to locate abnormal quarters. The bromothymol blue test was less sensitive than the California Mastitis Test but offered several practical advantages for use on farm.

Dashtbin, R., Mahmoudi, N., Besharati, H., & Lalevic, B. (2023). Identification of sulfur-oxidizing bacteria from fishponds and their performance to remove hydrogen sulfide under aquarium conditions. Brazilian Journal of Microbiology, 54(4), 3163-3172.

Abstract. Hydrogen sulfide is a highly toxic gas that causes many economic losses in aquaculture ponds. The application of sulfur-oxidizing bacteria (SOB) to remove hydrogen sulfide is an eco-friendly approach. This study aimed to isolate and identify the most efficient SOBs from the sediment of warm-water fish farms. Enrichment and isolation were performed in three different culture media (Starkey, Postgate, and H-3) based on both mineral and organic carbon. Overall, 27 isolates (14 autotrophic and 13 heterotrophic isolates) were purified based on colony and cell morphology differences. Initial screening was performed based on pH decrease. For final screening, the isolates were assessed based on their efficacy in thiosulfate oxidation and the sulfate production on Starkey liquid medium. Among isolated strains, 3 strains of Iran 2 (FH-13), Iran 3 (FH-21), and Iran 1 (FH-14) that belonged to Thiobacillus thioparus species (identified by 16s rRNA) showed the highest ability in thiosulfate oxidation (413.21, 1362.50, and 4188.03 mg/L for 14 days) and the highest sulfate production (3350, 2075, and 1600 mg/L). In the final phase, the performance of these strains under aquarium conditions showed that Iran 1 and Iran 2 had the highest ability in sulfur oxidation. In conclusion, Iran 1 and 2 strains can be used as effective SOB to remove hydrogen sulfide in fish farms. It is very important to evaluate strains in an appropriate strategy using a combination of different criteria to ensure optimal performance of SOB in farm conditions.