Articulo de referencia

Carbazol

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El carbazol es un compuesto orgánico heterocíclico aromático . Posee una estructura tricíclica, formada por dos anillos de benceno de seis miembros fusionados a ambos lados de un anillo de cinco miembros que contiene nitrógeno . La estructura del compuesto se basa en la del indol , pero en la que un segundo anillo de benceno se fusiona al anillo de cinco miembros en la posición 2-3 del indol (equivalente al doble enlace 9a-4a del carbazol, respectivamente).

El carbazol es un componente del humo del tabaco . [ 3 ]

Historia

Carl Graebe y Carl Glaser aislaron por primera vez el compuesto del alquitrán de hulla en 1872. [ 4 ]

Producción

Existen varias rutas que comienzan con la extracción del alquitrán de hulla por destilación . El carbazol se concentra en el destilado de antraceno y se elimina antes de la producción de antraquinona ; este subproducto es la principal fuente industrial de carbazol. [ 4 ] [ 5 ] Los compuestos polares (por ejemplo, cetonas) lo precipitan selectivamente del antraceno; una técnica más moderna consiste simplemente en la cristalización selectiva a partir de alquitrán de hulla fundido a alta temperatura [ 4 ] o baja presión (70  mmHg). [ 6 ]

Métodos de preparación:

Síntesis de carbazol de Bucherer
Síntesis de carbazol de Bucherer
  • Un tercer método para la síntesis de carbazol es la reacción de Graebe-Ullmann.
Reacción de Graebe-Ullmann
Reacción de Graebe-Ullmann

En el primer paso, un N- fenil-1,2-diaminobenceno ( N- fenil- o -fenilendiamina ) se convierte en una sal de diazonio que forma instantáneamente un 1,2,3-triazol . El triazol es inestable y, a temperaturas elevadas, se libera nitrógeno y se forma el carbazol. [ 9 ] [ 10 ]

Fluorescencia de (9H-carbazol-9-il)(2,4-diclorofenil)metanona

Los derivados de la difenilamina , al ser ricos en electrones , se oxidan naturalmente a carbazoles cuando se calientan en el aire; [ 11 ] una reacción similar es la reacción de Mallory .

Los carbazoles sustituidos se sintetizan más fácilmente mediante reacciones de acoplamiento con metales de transición . Para aplicaciones en las que las impurezas de metales de transición en el producto final podrían inhibir la síntesis, una alternativa es la sustitución aromática nucleofílica en el dióxido de dibenzotiofeno . [ 12 ]

Ocurrencia natural

Los carbazoles se encuentran de forma natural en los alcaloides de carbazol. Los alcaloides de carbazol con anillos de benceno no sustituidos son poco frecuentes. Se ha encontrado olivacina en la corteza de Aspidosperma olivaceum y elipticina en Ochrosia elliptica . [ 13 ] Algunos alcaloides de carbazol, especialmente la glibomina B, se han aislado de Glycosmis pentaphylla . [ 14 ] [ 15 ]

Aplicaciones

Como los carbazoles tienen un espectro de luz UV-visible relativamente amplio , se utilizan como pigmentos [ 4 ] y fotocatalizadores [ 16 ] . El carbazol original se utiliza en la producción de Hydron Blue [ 4 ] y el aminoetilcarbazol se utiliza en la producción del pigmento violeta 23 [ 17 ] .

Síntesis del pigmento violeta 23

Los carbazoles estabilizan los emisores de triplete en ciertos diodos emisores de luz ; [ 4 ] en general, son fotodonadores de electrones (aceptores de huecos). [ 18 ]

El carbazol se oxida electroquímicamente a un polímero conductor , que no ha alcanzado un uso industrial sustancial. [ 19 ] El polivinilcarbazol es útil en las industrias eléctrica y electrónica, y ciertos novolacas de carbazol son extremadamente resistentes al calor. [ 4 ]

En química orgánica, el carbazol propiamente dicho también es un ingrediente de varias moléculas bioactivas . El insecticida Nirosan , [ 4 ] el antídoto para la sobredosis de cocaína Rimcazole y el AINE veterinario Carprofeno se elaboran a partir de carbazol. El inhibidor de la topoisomerasa II, elipticina, fusiona el carbazol a un anillo de piridina .

Véase también

Referencias

  1. Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (2014). Nomenclatura de la Química Orgánica: Recomendaciones de la IUPAC y Nombres Preferidos 2013. The Royal Society of Chemistry . pág.  212. doi : 10.1039/9781849733069 . ISBN 978-0-85404-182-4.
  2. 1 2 3 Lide DR (2007). CRC Handbook of Chemistry and Physics (88.ª ed.). CRC Press . págs. 3–86 . ISBN   978-0-8493-0488-0.
  3. Talhout R, Schulz T, Florek E, van Benthem J, Wester P, Opperhuizen A (febrero de 2011). " Compuestos peligrosos en el humo del tabaco" . Revista Internacional de Investigación Ambiental y Salud Pública . 8 (2): 613– 628. doi : 10.3390/ijerph8020613 . PMC 3084482. PMID 21556207 .  
  4. 1 2 3 4 5 6 7 8 Collin G, Höke H, Talbiersky J. "Carbazol". Enciclopedia de Química Industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi : 10.1002/14356007.a05_059.pub2 . ISBN 978-3-527-30673-2.
  5. Cofrancesco AJ, "Antraquinona", Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology , Nueva York: John Wiley, pág. 5, doi : 10.1002/0471238961.0114200803150618.a01 , ISBN  9780471238966
  6. Betts WD, "Tar and Pitch", Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology , Nueva York: John Wiley, pág. 5, doi : 10.1002/0471238961.20011802052020.a01 , ISBN  9780471238966
  7. Rogers CU, Corson BB (1950). "1,2,3,4-Tetrahidrocarbazol (Carbazol, 1,2,3,4-tetrahidro-)" . Organic Syntheses . 30 : 90. doi : 10.15227/orgsyn.030.0090; Volúmenes recopilados , vol. 4, pág. 884  .
  8. Wang Z (2010). "Síntesis de carbazol de Bucherer". Comprehensive Organic Name Reactions and Reagents . pp. 549–552 . doi : 10.1002/9780470638859.conrr120 . ISBN  9780470638859.
  9. ^ Graebe C , Ullman F (1896). "Ueber eine neue Carbazolsynthese" . Justus Liebigs Ann. Química. (en alemán). 291 (1): 16– 17. doi : 10.1002/jlac.18962910104 .
  10. Bremer O (1934). "Über die Bedeutung der Graebe-Ullmannschen Carbazolsynthese und deren Übertragung auf N -sustituierte Pyridino-triazol". Justus Liebigs Ann. Química. (en alemán). 514 (1): 279– 291. doi : 10.1002/jlac.19345140116 .
  11. Vogt PF, Gerulis JJ. "Aminas Aromáticas". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . vol. 2. Weinheim: Wiley-VCH. pag. 703.doi : 10.1002 /14356007.a02_037 . ISBN   978-3-527-30673-2.
  12. Bhanuchandra M, Hideki Y. "Dibenzotiofeno 5,5-dióxido". Enciclopedia de reactivos para síntesis orgánica . doi : 10.1002/047084289X.rn02046 .
  13. Breitmaier E (1997), Alkaloide , Wiesbaden: Springer Fachmedien, p. 49, ISBN  978-3-519-03542-8
  14. Chen Y, Tang C, Wu Y, Mo S, Wang S, Yang G, et al. (junio de 2015). "Glicosmisinas A y B: aislamiento de dos nuevos alcaloides diméricos de tipo carbazol-indol de Glycosmis pentaphylla y evaluación de sus actividades antiproliferativas". Organic & Biomolecular Chemistry . 13 (24): 6773– 6781. doi : 10.1039/c5ob00695c . PMID 26008648 .  
  15. Tan MA, Sharma N, An SS (marzo de 2022). "Alcaloides fitocarbazoles de la familia Rutaceae como potenciales agentes protectores contra enfermedades neurodegenerativas" . Antioxidantes . 11 ( 3). Basilea, Suiza: 493. doi : 10.3390/antiox11030493 . PMC 8944741. PMID 35326143 .  
  16. Rizzo CJ (2005). "N-Metilcarbazol".N -metilcarbazol . Enciclopedia de reactivos para síntesis orgánica . doi : 10.1002/047084289X.rn00578 . ISBN 0-471-93623-5.
  17. US 4345074 , Hufnagel T, Hetschko M, "Proceso para la fabricación de un pigmento orgánico violeta, CI Pigment Violet 23", emitido el 17 de agosto de 1982, asignado a Sanofi Aventis Deutschland GmbH 
  18. Wang Y, "Polímeros fotoconductores", Enciclopedia Kirk-Othmer de Tecnología Química , Nueva York: John Wiley, pág. 15, doi : 10.1002/0471238961.1608152023011407.a01 , ISBN  9780471238966
  19. Naarmann H. «Polímeros conductores de electricidad». Enciclopedia de Química Industrial de Ullmann . Vol. 29. Weinheim: Wiley-VCH. p. 309. doi : 10.1002/14356007.a21_429 . ISBN   978-3-527-30673-2.
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