Isochinolin

Isochinolin
Strukturní vzorec
Strukturní vzorec
Model molekuly
Model molekuly
Obecné
Systematický názevisochinolin
Ostatní názvybenzo[c]pyridin, 2-benzazin
Sumární vzorecC9H7N
Vzhledbezbarvá kapalina (nad teplotou tání)[1]
Identifikace
Registrační číslo CAS119-65-3
21364-46-5 (hydrochlorid)
EC-no (EINECS/ELINCS/NLP)204-341-8
PubChem8405
ChEBI28534
SMILESC1=CC=C2C=NC=CC2=C1
InChI1S/C9H7N/c1-2-4-9-7-10-6-5-8(9)3-1/h1-7H
Vlastnosti
Molární hmotnost129,16 g/mol
Teplota tání26 °C (299 K)[1]
Teplota varu243,2 °C (514,4 K)[1]
Hustota1,10 g/cm3[1]
Rozpustnost ve vodě0,452 g/100 ml[1]
Rozpustnost v polárních
rozpouštědlech
rozpustný v ethanolu[1]
Bezpečnost
GHS06 – toxické látky
GHS06
GHS07 – dráždivé látky
GHS07
[1]
H-větyH302 H311 H315 H319[1]
P-větyP264+265 P270 P280 P301+317 P302+352 P305+351+338 P312 P321 P330 P332+317 P337+317 P361+364 P362+364 P405 P501[1]
Není-li uvedeno jinak, jsou použity
jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa).

Některá data mohou pocházet z datové položky.

Isochinolin je dusíkatá heterocyklická aromatická sloučenina, strukturní izomer chinolinu – obě tyto sloučeniny patří mezi benzopyridiny, látky s molekulami složenými z benzenových kruhů napojených na pyridin. Jako isochinoliny se označují i deriváty tohoto „základního“ isochinolinu. 1-benzylovaný derivát je součástí některých alkaloidů, například papaverinu, kde isochinolinový kruh vzniká z aromatické aminokyseliny tyrosinu.[2][3][4][5][6][7]

Vlastnosti

Isochinolin je za teplot nad bodem tání bezbarvou, hygroskopickou a zapáchající kapalinou. Nečisté vzorky mohou být, jak je u dusíkatých heterocyklů obvyklé, zbarvené dohněda. Krystalická podoba je obtížně rozpustná ve vodě, ale dobře se rozpouští v ethanolu, acetonu, diethyletheru, sirouhlíku a dalších běžných organických rozpouštědlech. Ve zředěných kyselinách vytváří protonovanou formu.

Jako analog pyridinu je isochinolin slabou zásadou, pKa jeho konjugované kyseliny činí 5,14.[8] Za přítomnosti silných kyselin, například HCl, je protonován a vytváří soli. Také vytváří aduktyLewisovými kyselinami, jako je BF3.

Výroba

Isochinolin byl poprvé získán v roce 1885, a to izolací z uhelného dehtu.[9][10] Izolace byla provedena frakční krystalizací síranu. V roce 1914 byl nalezen rychlejší postup spočívající v selektivní extrakci z dehtu, kde se využila skutečnost, že isochinolin je silnější zásadou než chinolin; isochinolin tak lze izolovat lze směsi frakční krystalizací síranu.

Deriváty isochinolinu lze připravit řadou způsobů, ale pro samotný isochinolin jich je méně. Účinný postup představuje Pomeranzova–Fritschova reakce, kdy reaguje benzaldehyd s diethylacetalem aminoacetaldehydu v kyselém prostředí za vzniku isochinolinu.[11] Je také možné použít benzylamin a acetal glyoxalu.[12]

Pomeranz–Fritsch reaction

Deriváty isochinolinu se dají vytvořit i jinými postupy. V Bischlerově–Napieralského reakci je fenylethylamin acylován a cyklodehydratován Lewisovou kyselinou, například trichloridem fosforylu nebo oxidem fosforečným. Vzniklý 1-substituovaný 3,4-dihydroisochinolin se poté dehydrogenuje za přítomnosti palladia. Níže je zobrazena Bischlerova–Napieralského reakce vytvářející papaverin:

Syntéza papaverinu, zahrnující také Bischlerovu-Naperialského reakci

Obměnami Bischlerovy-Naperialského reakce jsou Pictetova–Gamsova a Pictetova–Spenglerova reakce. Pictetovy–Gamsovy reakce se od Bischlerových-Naperialského liší pouze přítomností hydroxylové skupiny na reaktantu, která umožňuje dehydrataci za stejných podmínek, za kterých probíhá cyklizace, aniž by byla potřeba další reakce převádějící dihydroisochinolin na výsledný produkt.

Pictetova–Gamsova reakce

Při Pictetových–Spenglerových reakcích spolu kondenzují fenylethylamin a aldehyd za tvorby iminu, který je následně cyklizován na tetrahydroisochinolin namísto dihydroisochinolinu. Pictetovy-Spenglerovy reakce mohou probíhat i biologicky, přičemž jako katalyzátor působí enzym (S) (EC 4.2.1.78):

Biosyntéza 1,2,3,4-tetrahydroisochinolinů: substráty (S)-norkoklaurinsyntázy jsou 4-hydroxyfenylacetaldehyd a 4-(2-aminoethyl)benzen-1,2-diol (dopamin), jako produkty vznikají (S)-norkoklaurin a H2O.

Isochinoliny lze získat i vnitromolekulárními aza-Wittigovými reakcemi.

Využití derivátů

Isochinoliny mají mnoho využití, například:

  • anestetika, například dimethisochin:
  • antihypertenziva, jako jsou chinapril a debrisochin (obě uvedené látky jsou odvozeny od 1,2,3,4-tetrahydroisochinolinu).
  • antiretrovirotika, například sachinavir, obsahující isochinolylové funkční skupiny:
  • vazodilatancia, jako je papaverin:
    Papaverin

Sloučeniny obsahující bisbenzylisochinoliniové kationty se strukturou podobají tubokurarinu. V jejich molekulách se nachází dvě isochinoliniové jednotky, jež jsou propojeny uhlíkatými řetězci obsahujícími dvě esterové vazby.

V lidském těle

Parkinsonovu nemoc pravděpodobně způsobují určité neurotoxiny; v roce 1980 byla zjištěna souvislost s touto nemocí u látky nazývané MPTP (1-methyl-4-fenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridin), prekurzor kationtu MPP+. Aktivní neurotoxiny poškozují dopaminergní neurony, toto poškození vede k rozvoji Parkinsonovy nemoci; podobné neurochemické účinky mohou mít i některé další tetrahydroisochinoliny, přičemž mohou fungovat jako prekurzory i jako aktivní neurotoxiny.[13]

Ostatní použití

Isochinoliny se používají na výrobu barviv, insekticidů a fungicidů. Isochinolin je používán jako rozpouštědlo při extrakcích pryskyřic a terpenů a jako inhibitor koroze.

Odkazy

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Isoquinoline na anglické Wikipedii.

  1. a b c d e f g h i https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/8405
  2. Gilchrist, T. L. (1997) Heterocyclic Chemistry (3rd ed.). Essex, UK: Addison Wesley Longman.
  3. Harris, J.; Pope, W. J. „isoQuinoline and the isoQuinoline-Reds“ Journal of the Chemical Society (1922) volume 121, pp. 1029–1033
  4. Katritsky, A. R.; Pozharskii, A. F. (2000) Handbook of Heterocyclic Chemistry (2nd ed.) Oxford, UK: Elsevier
  5. Katritsky, A .R.; Rees, C. W.; Scriven, E. F. (Eds.). (1996) Comprehensive Heterocyclic Chemistry II: A Review of the Literature 1982–1995 (Vol. 5) Tarrytown, NY: Elsevier
  6. Nagatsu, T. „Isoquinoline neurotoxins in the brain and Parkinson's disease“ Neuroscience Research (1997) volume 29, pp. 99–111
  7. O'Neil, Maryadele J. (Ed.) (2001). The Merck Index (13th ed.). Whitehouse Station, NJ: Merck
  8. Brown, H. C., et al., Baude, E. A. Nachod, F. C., Determination of Organic Structures by Physical Methods, Academic Press, New York, 1955
  9. S. Hoogewerf and W. A. van Dorp (1885) „Sur un isomére de la quinoléine“, Recueil des Travaux Chemiques des Pays-Bas, vol.4, no. 4, 125–129
  10. S. Hoogewerf and W. A. van Dorp (1886) „Sur quelques dérivés de l'isoquinoléine“, Recueil des Travaux Chemiques des Pays-Bas, vol.5, no. 9, 305–312.
  11. J. J. Li. Name Reactions: A Collection of Detailed Mechanisms and Synthetic Applications. [s.l.]: [s.n.], 2014. ISBN 9783319039794. Kapitola Pomeranz–Fritz reaction, s. 490–491. 
  12. J. J. Li. Name Reactions: A Collection of Detailed Mechanisms and Synthetic Applications. [s.l.]: [s.n.], 2014. ISBN 9783319039794. Kapitola Schlittler–Müller modification, s. 492. 
  13. Toshimitsu Niwa; Mitsuharu Kajita; Toshiharu Nagatsu. Pharmacology of Endogenous Neurotoxins. [s.l.]: [s.n.], 1998. ISBN 978-1-4612-7375-2. DOI 10.1007/978-1-4612-2000-8_1. Kapitola Isoquinoline Derivatives, s. 3–23. 

Související články

  • Eletefin, isochinolinový alkaloid
  • Naftalen, analog neobsahující atom dusíku

Externí odkazy

Média použitá na této stránce

Papaverin - Papaverine.svg
Structure of papaverine
Quinisocaine.svg
Skeletal formula of quinisocaine (INN, also known as dimethisoquin). Created using ACD/ChemSketch 10.0 and Inkscape.
Saquinavir structure.svg
Skeletal formula of saquinavir (original brand name Invirase)—a protease inhibitor used in the treatment of HIV infection. Created with ChemDoodle 8.0.0.b1 and Adobe Illustrator CC 2015.
Pictet-Gams reaction.svg
Pictet-Gams modification of the Bischler-Napieralski reaction
Isoquinoline-3D-balls.png
Autor: Jynto (talk), Licence: CC0

Ball-and-stick model of the isoquinoline molecule, a nitrogen heterocycle and simple aromatic ring.

Colour code:

Carbon, C: black
Hydrogen, H: white
Nitrogen, N: blue
Pomeranz-Fritsch einfach.svg
Pomeranz-Fritsch reaction for isoquinoline synthesis, simple
Isoquinoline numbered.svg
Isoquinoline structure, numbered
(S)-norcoclaurine synthesis.svg
Autor: Gilded Snail, Licence: CC BY-SA 4.0
Biosynthesis of (S)-norcoclaurine from dopamine (4-(2-aminoethyl)benzene-1,2-diol) and 4-hydroxyphenylacetaldehyde with concomitant release of water. This is done by the enzyme (S)-norcoclaurine synthase.
Bischler-Naperialski reaction to papaverine.svg
Autor: Gilded Snail, Licence: CC BY-SA 4.0
Illustration of steps in a synthesis of papaverine, including a Bischler-Naperialski reaction