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Carbazol

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Carbazol
Archivo:Carbazole-3D-vdW.png y Carbazole-3D-balls.png
Nombre IUPAC
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
ChEMBL CHEMBL243580
ChemSpider 6593
DrugBank DB07301
PubChem 6854
UNII 0P2197HHHN
KEGG C08060
InChI=InChI=1S/C12H9N/c1-3-7-11-9(5-1)10-6-2-4-8-12(10)13-11/h1-8,13H
Key: UJOBWOGCFQCDNV-UHFFFAOYSA-N
Propiedades físicas
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 ℃ y 1 atm), salvo que se indique lo contrario.
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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 anillo de benceno fusionado en el enlace b. Otra descripción establece que el carbazol es un 9-azafluoreno.

Propiedades

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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 50°, 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

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Reacción de Pschorr

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La reacción de Pschorr es una variante intramolecular de la Reacción de Gomberg-Bachmann, en donde ambos anillos se encuentran vinculados por un grupo bivalente. Para carbazoles, Z = NH (Puente imino):[3]​[4]​[5]​[6]​

La Ciclización de Borsche-Drechsel es un método clásico de síntesis de 1,2,3,4 tetrahidrocarbazoles.[7]​[8]​

Otro método para la síntesis de carbazoles es la Reacción de Graebe–Ullmann.[9]​[10]​

Un tercer método para obtener carbazoles es la síntesis de Cadogan.[11]​

También se puede utilizar el método de Bucherer:[12]​

The Bucherer carbazole synthesis
The Bucherer carbazole synthesis

Iwaki y colaboradores reportaron un método para sintetizar carbazoles y β-carbolinas:[13]​

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

Reacciones

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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.[14]​

Usos

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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

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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.[15]​ 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.[16]​ Los carbazoles tienen 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.

Estos alcaloides son indicadores quimiotaxonómicos de plantas pertenecientes a la familia Rutaceae (géneros: Murraya, Clausena, Glycosmis) [17]​[18]​[19]​[20]​[21]​[22]​[23]​[24]​[25]​

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

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Referencias

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  1. ↑ Número CAS
  2. ↑ Merck Index 2001
  3. ↑ R. Pschorr (1896). «Neue Synthese des Phenanthrens und seiner Derivate». Chem. Ber. 29: 496. doi:10.1002/cber.18960290198. 
  4. ↑ Jerry March (2007). Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms And Structure 6th Edition. New Jersey, US: Wiley. ISBN 978-0-471-72091-1. 
  5. ↑ Review Article, Kenneth K. Laali and Mohammadreza Shokouhimehr, The Pschorr Reaction, a Fresh Look at a Classical Transformation Current Organic Synthesis, 2009, 6, 193-202. DOI:10.2174/157017909788167275
  6. ↑ Stephen A. Chandler, Peter Hanson, Alec B. Taylor, Paul H. Walton and Allan W. Timms (2001). «Sandmeyer reactions. Part 5.1 Estimation of the rates of 1,5-aryl/aryl radical translocation and cyclisation during Pschorr fluorenone synthesis with a comparative analysis of reaction energetics». J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2 (2): 214-228. doi:10.1039/b006184k. 
  7. ↑ 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): 49-80. doi:10.1002/jlac.19083590103. 
  8. ↑ E. Drechsel (1888). «Ueber Elektrolyse des Phenols mit Wechselströmen». Journal für praktische Chemie 38 (1): 65-74. doi:10.1002/prac.18880380105. 
  9. ↑ Carl Graebe and Fritz Ullmann (1896). «Ueber eine neue Carbazolsynthese». Justus Liebig's Annalen der Chemie 291 (1): 16-17. doi:10.1002/jlac.18962910104. 
  10. ↑ O. Bremer (1934). «Über die Bedeutung der Graebe-Ullmannschen Carbazolsynthese und deren Übertragung auf N-substituierte Pyridino-triazole». Justus Liebigs Annalen der Chemie 514: 279-291. doi:10.1002/jlac.19345140116. 
  11. ↑ Cadogan, J. I. G.; Cameron-Wood, M.; Mackie, R. K.; Searle, R. J. G. J. Chem. Soc. (1965)pp. 4831.
  12. ↑ Bucherer, H. T.; Seyde, F. J. Prakt. Chem. (1908):77(2) p. 403.
  13. ↑ Iwaki, T., Yasuhara, A., and Sakamoto, T., /. Chem. Soc, Perkin Trans. 1, 1999, 1505.
  14. ↑ Katritzky, A.R., Myong Sang Kim, Fedoseyenko D., Widyan, K., Siskin M., Francisco M. Tetrahedron (2009) V. 65(6) p. 1111-1114
  15. ↑ Graebe, C.; Glaser, C. Ber. Dtsch. Chem. Ges. (1872) V. 5 p. 12.
  16. ↑ Chakraborty, D. P.; Barman, B. K.; Bose, P. K. Sci. Cult. (1964) v. 30 p.445.
  17. ↑ Dewick, P. M. Medicinal Natural Products: A Biosynthetic Approach 3rd ed. (2009) John Wiley & Sons Ltd: Chichester, U.K.
  18. ↑ (188) Battersby, A. R.; Brown, R. T.; Kapil, R. S.; Plunkett, A. O.;Taylor, J. B. Chem. Commun. (1966) p. 46.
  19. ↑ Leistner, E.; Zenk, M. H. Tetrahedron Lett. (1968) v.9 p.1395
  20. ↑ Kureel, S. P.; Kapil, R. S.; Popli, S. P. Experientia (1969) v.25 p. 790.
  21. ↑ 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
  22. ↑ Eijkman, J. F. Recl. Trav. Chim. Pays−Bas Belg. (1885) v.4, p.32
  23. ↑ Narasimhan, N. S.; Paradkar, M. V.; Chitguppi, V. P.; Kelkar, S. L. Indian J. Chem. (1975) v.13 p.993.
  24. ↑ Roy, S.; Guha, R.; Ghosh, S.; Chakraborty, D. P. Indian J. Chem. (1982) v.21B p.617.
  25. ↑ Kureel, S. P.; Kapil, R. S.; Popli, S. P. J. Chem. Soc. D (1969) p.1120
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