Carbazol

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Carbazol
Carbazole.png
Nombre (IUPAC) sistemático
9H-carbazol, 9-azafluoreno, dibenzopirrol, difenilenimina, difenilenimida
General
Fórmula estructural Imagen de la estructura
Fórmula molecular C12H9N
Identificadores
Número CAS 86-74-8[1]
ChEBI 27543
ChemSpider 6593
DrugBank {{{DrugBank}}}
PubChem 6854
Propiedades físicas
Estado de agregación Sólido
Apariencia Escamas monoclínicas
Densidad 1.301 kg/m3; 0,001301 g/cm3
Masa molar 167.206 g/mol
Punto de fusión 246,3 °C (519 K)
Punto de ebullición 354,69 °C (628 K)
Valores en el SI y en condiciones estándar
(25 °C y 1 atm), salvo que se indique lo contrario.

El carbazol es un compuesto aromático heterocíclico. Es un triciclo que consiste en un anillo de pirrol con dos anillos de benceno fusionados en los enlaces b y d. Se puede considerar también como un anillo de indol con un átomo de benceno fusionado en el enlace b. Otra descripción establece que el carbazol es un 9-azafluoreno.

Propiedades[editar]

Cristaliza con etanol, benceno, tolueno y ácido acético glacial. Exhibe una fuerte fluorescencia y larga fosforescencia por exposición con luz ultravioleta. Es una base muy débil. Insoluble en agua. Un gramo se disuelve en 3 mL de quinolina, 6 mL de piridina, 9 mL de acetona a 50º, 35 mL de éter, 120 mL de benceno y 135 mL de etanol absoluto. Se disuelve ligeramente en éter de petróleo, disolventes organoclorados y ácido acético. Se disuelve en ácido sulfúrico sin descomposición. La dosis letal oral en ratas es LD50>5g/kg.[2]

Síntesis[editar]

La Ciclización de Borsche-Drechsel es un método clásico de síntesis de 1,2,3,4 tetrahidrocarbazoles.[3] [4]

Ciclización de Borsche-Drechsel2.png

Otro método para la síntesis de carbazoles es la Reacción de Graebe–Ullmann.[5] [6]

Reacción de Graebe-Ullman.png

Un tercer método para obtener carbazoles es la síntesis de Cadogan.[7]

Síntesis de carbazoles de Cadogan.png

También se puede utilizar el método de Bucherer:[8]

The Bucherer carbazole synthesis

Iwaki y colaboradores reportaron un método para sintetizar carbazoles y β-carbolinas:[9]

Síntesis de Iwaki.png

Se pueden utilizar métodos de síntesis de indoles para construir carbazoles.

Reacciones[editar]

Es una base débil. Se comporta químicamente como una N, N-difenilamina. Los derivados de monosustitución electrofílica aromática se llevan a cabo en la posición 3.[10]

Usos[editar]

Es intermediario en la producción de varios pigmentos como el Pigmento violeta 23. Se utiliza en la fabricación de placas fotográficas sensibles a la luz ultravioleta. También se utiliza como reactivo para la lignina, carbohidratos y formaldehído.

Carbazoles naturales[editar]

En 1872 Graebe y Glaser fueron los primeros en describir el compuesto padre 9H-carbazol que se obtuvo de la fracción antracénica del destilado de alquitrán de hulla.[11] Noventa años más tarde, la divulgación de las propiedades antimicrobianas de la murrayanina (3-formil-1-metoxicarbazol), aislado de la planta Murraya koenigii despertó un fuerte interés de los químicos y biólogos.[12] Los carbazoles tiene dos precursores biosintéticos principales derivados del ácido antranílico: la 4-hidroxi-2-quinolona y el triptófano.

Los alcaloides carbazólicos de plantas tienen como precursor al 3-metilcarbazol, el cual procede de la prenilación de la 4-hidroxiquinolona.

Biosíntesis de alcaloides carbazólicos.png

Estos alcaloides son indicadores quimiotaxonómicos de plantas pertenecientes a la familia Rutaceae (géneros: Murraya, Clausena, Glycosmis) [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21]

Carbazoles naturales sustituidos.png
Nombre R1 R2 R3
3-Metilcarbazol Me H H
3-Formilcarbazol CHO H H
Ácido 3-carbazolcarboxílico COOH H H
1-Hidroxi-3-metilcarbazol Me H OH
O-Desmetilmurrayanina CHO H OH
Clausina E COOMe H OH
Murrayafolina A Me H OMe
Koenoline Me H OMe
Murrayanina CHO H OMe
Ácido mukoénico COOH H OMe
Mukonina COOH H OMe
2-Hidroxi-3-metilcarbazol Me OH H
Mukonal CHO OH H
Mukonidina COOH OH H
2-Metoxi-3-metilcarbazol Me OMe H
Glicosinina CHO OMe H
Clausina L COOMe OMe H
Girinimbilol (Mukoenina A) Me OH CH2CH=CMe2
Heptafilina Me OH CH2CH=CMe2

Anillos aromáticos relacionados[editar]

Referencias[editar]

  1. Número CAS
  2. Merck Index 2001
  3. W. Borsche (1908). «Ueber Tetra- und Hexahydrocarbazolverbindungen und eine neue Carbazolsynthese. (Mitbearbeitet von. A. Witte und W. Bothe.)». Justus Liebig's Annalen der Chemie 359 (1-2):  pp. 49–80. doi:10.1002/jlac.19083590103. 
  4. E. Drechsel (1888). «Ueber Elektrolyse des Phenols mit Wechselströmen». Journal für praktische Chemie 38 (1):  pp. 65–74. doi:10.1002/prac.18880380105. 
  5. Carl Graebe and Fritz Ullmann (1896). «Ueber eine neue Carbazolsynthese». Justus Liebig's Annalen der Chemie 291 (1):  pp. 16–17. doi:10.1002/jlac.18962910104. 
  6. O. Bremer (1934). «Über die Bedeutung der Graebe-Ullmannschen Carbazolsynthese und deren Übertragung auf N-substituierte Pyridino-triazole». Justus Liebigs Annalen der Chemie 514:  pp. 279–291. doi:10.1002/jlac.19345140116. 
  7. Cadogan, J. I. G.; Cameron-Wood, M.; Mackie, R. K.; Searle, R. J. G. J. Chem. Soc. (1965)pp. 4831.
  8. Bucherer, H. T.; Seyde, F. J. Prakt. Chem. (1908):77(2) p. 403.
  9. Iwaki, T., Yasuhara, A., and Sakamoto, T., /. Chem. Soc, Perkin Trans. 1, 1999, 1505.
  10. Katritzky, A.R., Myong Sang Kim, Fedoseyenko D., Widyan, K., Siskin M., Francisco M. Tetrahedron (2009) V. 65(6) p. 1111-1114
  11. Graebe, C.; Glaser, C. Ber. Dtsch. Chem. Ges. (1872) V. 5 p. 12.
  12. Chakraborty, D. P.; Barman, B. K.; Bose, P. K. Sci. Cult. (1964) v. 30 p.445.
  13. Dewick, P. M. Medicinal Natural Products: A Biosynthetic Approach 3rd ed. (2009) John Wiley & Sons Ltd: Chichester, U.K.
  14. (188) Battersby, A. R.; Brown, R. T.; Kapil, R. S.; Plunkett, A. O.;Taylor, J. B. Chem. Commun. (1966) p. 46.
  15. Leistner, E.; Zenk, M. H. Tetrahedron Lett. (1968) v.9 p.1395
  16. Kureel, S. P.; Kapil, R. S.; Popli, S. P. Experientia (1969) v.25 p. 790.
  17. Kong, Y.-C.; Cheng, K.-F.; Ng, K.-H.; But, P. P.-H.; Li, Q.; Yu,S.-X.; Chang, H.-T.; Cambie, R. C.; Kinoshita, T.; Kan, W.-S.;Waterman, P. G. Biochem. Syst. Ecol. (1986) v.14 p.491
  18. Eijkman, J. F. Recl. Trav. Chim. Pays−Bas Belg. (1885) v.4, p.32
  19. Narasimhan, N. S.; Paradkar, M. V.; Chitguppi, V. P.; Kelkar, S. L. Indian J. Chem. (1975) v.13 p.993.
  20. Roy, S.; Guha, R.; Ghosh, S.; Chakraborty, D. P. Indian J. Chem. (1982) v.21B p.617.
  21. Kureel, S. P.; Kapil, R. S.; Popli, S. P. J. Chem. Soc. D (1969) p.1120