La quinolina es un compuesto orgánico aromático heterocíclico con la fórmula química C 9 H 7 N. Es un líquido higroscópico incoloro con un olor fuerte. Las muestras envejecidas, especialmente si se exponen a la luz, se vuelven amarillas y luego marrones. La quinolina es solo ligeramente soluble en agua fría, pero se disuelve fácilmente en agua caliente y la mayoría de los solventes orgánicos. [4] La quinolina en sí tiene pocas aplicaciones, pero muchos de sus derivados son útiles en diversas aplicaciones. Un ejemplo destacado es la quinina , un alcaloide que se encuentra en las plantas. Más de 200 quinolina y quinazolina biológicamente activasse identifican alcaloides. [5] [6] Las 4-hidroxi-2-alquilquinolinas (HAQ) están involucradas en la resistencia a los antibióticos .
Nombres | |||
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Nombre IUPAC preferido Quinolina [2] | |||
Nombre IUPAC sistemático
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Otros nombres
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Identificadores | |||
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Modelo 3D ( JSmol ) | |||
3DMet | |||
CHEBI | |||
CHEMBL | |||
ChemSpider | |||
Tarjeta de información ECHA | 100.001.865 | ||
Número CE |
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KEGG | |||
Malla | Quinolinas | ||
PubChem CID | |||
Número RTECS |
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UNII | |||
un numero | 2656 | ||
Tablero CompTox ( EPA ) | |||
InChI
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Sonrisas
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Propiedades | |||
Fórmula química | C 9 H 7 N | ||
Masa molar | 129,16 g / mol | ||
Apariencia | Líquido aceitoso incoloro | ||
Densidad | 1.093 g / mL | ||
Punto de fusion | -15 ° C (5 ° F; 258 K) | ||
Punto de ebullición | 237 ° C (459 ° F; 510 K), 760 mm Hg; 108–110 ° C (226–230 ° F), 11 mm Hg | ||
solubilidad en agua | Ligeramente soluble | ||
Solubilidad | Soluble en alcohol, éter y disulfuro de carbono. | ||
Acidez (p K a ) | 4.85 (ácido conjugado) [3] | ||
Susceptibilidad magnética (χ) | −86.0 · 10 −6 cm 3 / mol | ||
Termoquímica | |||
Entalpía estándar de formación (Δ f H ⦵ 298 ) | 174,9 kJ · mol −1 | ||
Peligros | |||
Frases R (desactualizadas) | R21 , R22 | ||
Frases S (desactualizadas) | S26 , S27 , S28 , S29 , S30 , S31, S32, S33 , S34, S35 , S36 | ||
NFPA 704 (diamante de fuego) | 2 1 0 | ||
punto de inflamabilidad | 101 ° C (214 ° F; 374 K) | ||
autoignición temperatura | 400 ° C (752 ° F; 673 K) | ||
Dosis o concentración letal (LD, LC): | |||
LD 50 ( dosis mediana ) | 331 mg / kg | ||
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |||
verificar ( ¿qué es ?) | |||
Referencias de Infobox | |||
Ocurrencia y aislamiento
La quinolina fue extraída por primera vez del alquitrán de hulla en 1834 por el químico alemán Friedlieb Ferdinand Runge ; [4] llamó quinolina leukol ("aceite blanco" en griego). [7] El alquitrán de hulla sigue siendo la principal fuente de quinolina comercial. [8] En 1842, el químico francés Charles Gerhardt obtuvo un compuesto destilando en seco quinina , estricnina o cinconina con hidróxido de potasio ; [4] llamó al compuesto Chinoilin o Chinolein . [9] Los compuestos de Runge y Gephardt parecían ser isómeros distintos porque reaccionaban de manera diferente. Sin embargo, el químico alemán August Hoffmann finalmente reconoció que las diferencias en los comportamientos se debían a la presencia de contaminantes y que los dos compuestos eran en realidad idénticos. [10] El único informe de quinolina como producto natural es del insecto palo peruano Oreophoetes peruana . Tienen un par de glándulas torácicas de las que descargan un líquido maloliente que contiene quinolina cuando se les molesta. (Eisner, T; Morgan, RC; Attygalle AB, Smedley, SR; Herath, KB, Meinwald, J. (1997) “Producción defensiva de quinolina por un insecto fásmido (Oreophoetes peruana) J. Exp. Biol. 200, 2493– 2500).
Al igual que otros compuestos heterocíclicos de nitrógeno, como los derivados de la piridina , la quinolina a menudo se informa como un contaminante ambiental asociado con las instalaciones que procesan pizarra bituminosa o carbón, y también se ha encontrado en sitios de tratamiento de madera heredados. Debido a su solubilidad relativamente alta en agua, la quinolina tiene un potencial significativo de movilidad en el medio ambiente, lo que puede promover la contaminación del agua. La quinolina es fácilmente degradable por ciertos microorganismos, como la cepa Q1 de la especie Rhodococcus , que se aisló del suelo y de los lodos de las fábricas de papel. [11]
Las quinolinas están presentes en pequeñas cantidades en el petróleo crudo dentro de la fracción de diesel virgen . Puede eliminarse mediante el proceso denominado hidrodesnitrificación .
Síntesis
Las quinolinas a menudo se sintetizan a partir de anilinas simples utilizando una serie de reacciones nombradas .
Yendo en sentido horario desde arriba, estos son:
- Combina la síntesis de quinolina utilizando anilinas y β- dicetonas .
- Síntesis de Conrad-Limpach utilizando anilinas y β-cetoésteres.
- Reacción de Doebner usando anilinas con un aldehído y ácido pirúvico para formar ácidos quinolin-4-carboxílicos
- Reacción de Doebner-Miller usando anilinas y compuestos de carbonilo α, β-insaturados .
- Reacción de Gould-Jacobs a partir de anilina y etoximetilenmalonato de etilo
- Síntesis de Skraup utilizando sulfato ferroso , glicerol , anilina , nitrobenceno y ácido sulfúrico .
Existen otros procesos que requieren anilinas sustituidas específicamente o compuestos relacionados:
- Síntesis de quinolina de Camps usando una o-acilaminoacetofenona e hidróxido
- Síntesis de Friedländer utilizando 2-aminobenzaldehído y acetaldehído
- Síntesis de quinolina de Knorr , usando una β-cetoanilida y ácido sulfúrico
- Síntesis de quinolina de Niementowski , utilizando ácido antranílico y cetonas
- Reacción de Pfitzinger usando una isatina con una base y un compuesto de carbonilo para producir ácidos quinolin-4-carboxílicos sustituidos
- Reacción de Povarov usando una anilina , un benzaldehído y un alqueno activado
Aplicaciones
La quinolina se utiliza en la fabricación de tintes , la preparación de sulfato de hidroxiquinolina y niacina . También se utiliza como disolvente de resinas y terpenos .
La quinolina se utiliza principalmente en la producción de otros productos químicos especiales . Aproximadamente 4 toneladas se producen anualmente según un informe publicado en 2005. [8] Su uso principal es como precursor de la 8-hidroxiquinolina , que es un agente quelante versátil y precursor de plaguicidas. Sus derivados 2 y 4-metílicos son precursores de los colorantes de cianina . La oxidación de la quinolina produce ácido quinolínico ( ácido piridin-2,3-dicarboxílico), un precursor del herbicida vendido con el nombre "Assert". [8]
La reducción de quinolina con borohidruro de sodio en presencia de ácido acético se conoce para producir Kairoline A . [12] (Cf. Kairine )
La quinolina tiene varios derivados contra la malaria , que incluyen quinina , cloroquina , amodiaquina y primaquina .
Las quinolinas se reducen a tetrahidroquinolinas enantioselectivamente utilizando varios sistemas catalizadores. [13] [14]
Ver también
- Alcaloides de quinolina
- 4-aminoquinolina
- 8-hidroxiquinolina
- Pirroloquinolina quinona (PQQ), un cofactor redox y un controvertido suplemento nutricional
- Quinazolina , un derivado aza de la quinolina
- Quinina
- Anillos aromáticos simples similares
- Isoquinolina , un análogo con el átomo de nitrógeno en la posición 2
- Piridina , un análogo sin el anillo de benceno fusionado
- Naftaleno , un análogo con carbono en lugar de nitrógeno.
- Indol , un análogo con solo un anillo de nitrógeno de cinco miembros
Referencias
- ^ "QUINOLINA (BENZOPIRIDINA)" . Chemicalland21.com . Consultado el 14 de junio de 2012 .
- ^ Nomenclatura de la química orgánica: Recomendaciones y nombres preferidos de la IUPAC 2013 (Libro azul) . Cambridge: La Real Sociedad de Química . 2014. págs. 4, 211. doi : 10.1039 / 9781849733069-FP001 . ISBN 978-0-85404-182-4.
El nombre 'quinolina' es un nombre retenido que se prefiere a los nombres de fusión sistemáticos alternativos '1-benzopiridina' o 'benzo [ b ] piridina'.
- ^ Brown, HC, et al., En Baude, EA y Nachod, FC, Determinación de estructuras orgánicas por métodos físicos , Academic Press, Nueva York, 1955.
- ^ a b c Chisholm, Hugh, ed. (1911). . Encyclopædia Britannica . 22 (11ª ed.). Prensa de la Universidad de Cambridge. pag. 759.
- ^ Shang, XF; Morris-Natschke, SL; Liu, YQ; Guo, X; Xu, XS; Goto, M; Li, JC; Yang, GZ; Lee, KH (mayo de 2018). "Alcaloides de quinolina y quinazolina biológicamente activos parte I." Revisiones de investigaciones medicinales . 38 (3): 775–828. doi : 10.1002 / med.21466 . PMC 6421866 . PMID 28902434 .
- ^ Shang, Xiao-Fei; Morris-Natschke, Susan L .; Yang, Guan-Zhou; Liu, Ying-Qian; Guo, Xiao; Xu, Xiao-Shan; Goto, Masuo; Li, Jun-Cai; Zhang, Ji-Yu; Lee, Kuo-Hsiung (septiembre de 2018). "Alcaloides de quinolina y quinazolina biológicamente activos parte II" . Revisiones de investigaciones medicinales . 38 (5): 1614-1660. doi : 10.1002 / med.21492 . PMC 6105521 . PMID 29485730 .
- ↑ FF Runge (1834) "Ueber einige Produkte der Steinkohlendestillation" (Sobre algunos productos de la destilación del carbón), Annalen der Physik und Chemie , 31 (5): 65–78; ver especialmente p. 68: "3. Leukol oder Weissöl" (3. Aceite blanco [en griego] o aceite blanco [en alemán]). Desde p. 68: "Diese dritte Basis habe ich Leukol oder Weissöl genannt, weil sie keine farbigen Reactionen zeigt". (Esta tercera base la he llamado leukol o aceite blanco porque no muestra reacciones de color).
- ^ a b c Gerd Collin; Hartmut Höke. "Quinolina e isoquinolina". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi : 10.1002 / 14356007.a22_465 .
- ^ Gerhardt, cap. (1842) "Untersuchungen über die organischen Basen" (Investigaciones de bases orgánicas), Annalen der Chemie und Pharmacie , 42 : 310-313. Véase también: (Editor) (1842) "Chinolein oder Chinoilin" (Quinolina o quinoilina), Annalen der Chemie und Pharmacie , 44 : 279-280.
- ^ Al principio, pensaron que Hoffmann de Runge Leukol y de Gerhardt Chinolein eran distintos. (Véase: Hoffmann, August Wilhelm (1843) "Chemische Untersuchungen der organischen Basen im Steinkohlen-Theeröl" (Investigaciones químicas de bases orgánicas en aceite de alquitrán de hulla), Annalen der Chemie und Pharmacie , 47 : 37-87; véanse especialmente las págs. 76 -78.) Sin embargo, después de una purificación adicional de sumuestra de Leukol , Hoffmann determinó que los dos eran realmente idénticos. (Véase: (Editor) (1845) "Vorläufige Notiz über die Identität des Leukols und Chinolins" (Aviso preliminar de la identidad de leukol y quinolina), Annalen der Chemie und Pharmacie , 53 : 427-428.)
- ^ O'Loughlin, Edward J .; Kehrmeyer, Staci R .; Sims, Gerald K. (1996). "Aislamiento, caracterización y utilización del sustrato de una bacteria degradante de quinolina". Biodeterioro y biodegradación internacional . 38 (2): 107. doi : 10.1016 / S0964-8305 (96) 00032-7 .
- ^ GRIBBLE, Gordon W .; HEALD, Peter W. (1975). "Reacciones de borohidruro de sodio en medios ácidos; III. Reducción y alquilación de quinolina e isoquinolina con ácidos carboxílicos". Síntesis . 1975 (10): 650–652. doi : 10.1055 / s-1975-23871 . ISSN 0039-7881 .
- ^ Xu, L .; Lam, KH; Ji, J .; Wu, J .; Ventilador, Q.-H .; Lo, W.-H .; Chan, ASC Chem. Comun. 2005 , 1390.
- ^ Reetz, MT; Li, X. Chem. Comun. 2006 , 2159.
enlaces externos
- Tarjeta internacional de seguridad química 0071
- Nuevos métodos de síntesis de quinolinas.