イソキノリン 化学特性,用途語,生産方法
外観
白色/無色～うすい黄色粉末～塊～透明液体
性質
イソキノリンの融点は26°C程度で、溶けると無色の油状状態になりますが、純度の低いサンプルは褐色を呈することがあります。多くの窒素原子を含む化合物と同様、強い臭いを放ちます。ピリジン環を持つため、弱塩基性を示し、そのpKbはおよそ8.6です。
イソキノリンは水には溶けにくいですが、エタノール、ジエチルエーテル、二硫化炭素などの通常の有機溶媒に対する溶解度は高いです。ただし、希酸に対しては分子中の窒素原子がプロトン化されるためよく溶けることができます。
溶解性
エタノール及びアセトンに溶け、水にほとんど溶けない。
解説
benzo[c]pyridine．C9H7N(129.16)．イソキノリンは，キノリンの異性体．コールタール中に存在する．ベンズアルデヒドと2-アミノアセトアルデヒド=ジエチルアセタールとの反応，またはホモフタルイミドの亜鉛末蒸留により得られる．キノリン様の臭いをもつ無色の板状晶．融点26.5 ℃，沸点243.3 ℃．水に不溶，希鉱酸および普通の有機溶媒に可溶．酸化するとフタル酸およびシンコメロン酸を生じる．医薬，染料，殺虫剤，ゴム加硫促進剤などの合成原料に使われる．天然物であるアルカロイドにこのイソキノリン骨格をもつものが多い。キノリン様の特異な臭いをもつので密閉して保存する。森北出版「化学辞典（第2版）
用途
医薬?農薬原料
構造
イソキノリンは、芳香環中に窒素原子を含むような構造になっています。そのため、同じく芳香環中に窒素原子を持つピリジンと同様に、求電子置換反応に対しては、2位の炭素が反応を受けやすくなります。
また、ベンゼン環やナフタレン環よりも電子密度が高いため、これらの分子よりも求電子置換反応に対する反応性は高いです。
合成
イソキノリンの合成法
イソキノリンは工業的にはコールタールから抽出されることで得られますが、実験室においてはさまざまな合成法があります。
1つ目は、Pomeranz-Fritsch反応を利用して、ベンジルアミンとグリオキサールのアセタールを反応させて合成する方法です。この方法は、無置換のイソキノリンを得る方法としては非常に優れています。
2つ目は、Pictet-Spengler反応を用いて、様々なベンジルアミン誘導体とアルデヒドから、テトラヒドロイソキノリン誘導体を合成し、脱水素を行う反応です。
使用上の注意
不活性ガス封入
説明
Isoquinoline, also known as 2-azanaphthalene, benzo[c]pyridine, or 2-benzanine, is a structural isomer of quinoline. It has structural and spectroscopic properties similar to quinoline. Isoquinoline was first isolated in 1885 by Hoogewerf and van Dorp from the quinoline fraction of coal tar by fractional crystallization. It is used to prepare dyes, insecticides, and antimalarial compounds, among other things.
化学的特性
Isoquinoline is a colorless hygroscopic liquid at temperatures above its melting point with a heavy sweet balsamic, herbaceous odor. Impure samples can appear brownish, as is typical for nitrogen heterocycles. Isoquinoline is a slightly stronger base than quinoline (pKa=5.14) and has a larger dipole of 2.60D.
使用
Isoquinolines are used in the manufacture of dyes, paints, insecticides and antifungals. It is also used as a solvent for the extraction of resins and terpenes, and as a corrosion inhibitor.
Isoquinoline (isq) has been used:
in the preparation of cis-[(dcbH2)2Ru(isq)2](ClO4)2 [dcbH2 = 4,4′-(CO2H)2-2,2′-bipyridine].
to investigate the toxicity of three two-ring and five three-ring azaarenes to the green alga Scenedesmus acuminatus and its relationship with molecular structure.
製造方法
Bischler-Napieralski synthesis is used to synthesize isoquinolines. β-phenylethylamine is acylated, and then cyclodehydrated using phosphoryl chloride, phosphorus pentoxide or other Lewis acids to yield dihydroisoquinoline, which can be aromatized by dehydrogenation with palladium, for example in the synthesis of papaverine, a pharmacologically active isoquinoline alkaloid.
Pictet-Spengler synthesis is another method of preparing isoquinolines. β-phenylethylamine reacts with an aldehyde to produce an imine, which undergoes acid-catalysed cyclization, resulting in the synthesis of the tetrahydroisoquinoline system. Again, tetrahydroisoquinoline can be aromatized by palladium dehydrogenation to produce an isoquinoline system.
定義
ChEBI: Isoquinoline is an ortho-fused heteroarene that is a benzopyridine in which the N atom not directly attached to the benzene ring. It is a mancude organic heterobicyclic parent, an azaarene, an ortho-fused heteroarene and a member of isoquinolines.
調製方法
High-temperature coal tar contains an average of 0.2% isoquinoline. It is separated by distillation from the lower-boiling quinoline and the higherboiling 2-methylquinoline of the quinoline base mixture. Further refining is based on the fact that isoquinoline, in contrast to quinoline and 2-methylquinoline, cannot be hydrated but can be crystallized at low temperature.
Isoquinoline can by synthesized, for example, via the Bischler–Napieralski reaction by cyclodehydration of N-acyl derivatives of b-phenylethylamine with Lewis acids and subsequent dehydrogenation.
一般的な説明
Isoquinoline is one of the very few heterocyclic compounds in which numbering of the ring atoms does not start on the hetero atom.It consists of a benzene ring fused to the β- and Y-positions of a pyridine ring.
Isoquinoline has an odor reminiscent of benzaldehyde and anise. Isoquinoline may be obtained from coal tar (238 - 250°C boiling fraction); it is isolated as the sulfate or as is by repeated freezing.
健康ハザード
The toxic properties of this compound aresimilar to those of quinoline. It is moderatelytoxic in rats and rabbits by oral routeand skin absorption. The oral LD50 value inrats is 360 mg/kg. The irritation effects onskin and eyes in rabbits were moderate tosevere. Carcinogenicity due to isoquinolinein animals or humans is not known. The histidinereversion–Ames test for mutagenicitywas inconclusive.
使用用途
1. 医薬品
イノキノリンおよびイソキノリンの誘導体は、主に医薬品分野において使用されます。具体的な使用例を挙げると、麻酔薬、抗高血圧剤、血管拡張剤などに使用されます。
麻酔薬
キニソカインなどの薬品が実用化されていおり、神経のナトリウムチャネルをブロックすることで局部麻酔作用を発揮します。
抗高血圧剤
キナプリルなどの薬品が実用化されています。この薬は、高血圧を誘導するアンジオテンシンという物質を合成する酵素を働かなくさせることで、血圧を下げる働きを持ちます。
血管拡張剤
パパべリンという薬品が使われています。この薬品は、血管や腸の運動を支配している平滑筋に存在するアセチルコリン受容体などの受容体に作用して、血管の拡張を行います。その主な作用機序は、血管平滑筋へのカルシウムイオンの流入を阻止することによるものです。
その他にも、医薬品としては抗マラリア剤、抗真菌剤、消毒薬としても用いられています。
2. 染料
また、イソキノリンは、染料を合成する際の原料として利用されており、イソキノリン系の染料として多くの物質がイソキノリン骨格を持っています。イソキノリンは適切な光の波長を吸収する上に、さまざまな誘導体を合成しやすいことから、多種多様な染料が合成されています。
さらに、イソキノリンは殺虫用途の農薬の製造時の合成原料として使用されます。イソキノリンは3級アミンの部分を持っており、この部分が昆虫のコリンエステラーゼを阻害し、アセチルコリンの濃度を大幅に上昇させることで作用を発揮します。
その他、イソキノリンは製造業分野でも使用され、製造時の触媒や腐食抑制剤としても有用です。
純化方法
Dry isoquinoline with Linde type 5A molecular sieves or Na2SO4 and fractionally distil at reduced pressure. Alternatively, it can be refluxed with, and distilled from, BaO. It is also purified by fractional crystallisation from the melt and distilled from zinc dust. It forms a phosphate (m 135o) and a picrate (m 223o), which are purified by crystallisation, and the free base can be recovered and distilled. [Packer et al. J Am Chem Soc 80 905 1958.] The procedure for purification via the picrate comprises the addition of quinoline to picric acid dissolved in the minimum volume of 95% EtOH to yield yellow crystals which are washed with EtOH and air dried before recrystallising from acetonitrile. The crystals are dissolved in dimethyl sulfoxide (previously dried over 4A molecular sieves) and passed through a basic alumina column, on which picric acid is adsorbed. The free base in the effluent is extracted with n-pentane and distilled under vacuum. Traces of solvent from small quantities are removed by vapour phase chromatography. The hydrochloride crystallises from EtOH with m 193o. [Mooman & Anton J Phys Chem 80 2243 1976, Beilstein 20 II 236, 20 III/IV 3410, 20/7 V 333.]
イソキノリン 上流と下流の製品情報
原材料
準備製品