Izohinolīns

Izohinolīns
Izohinolīna dažādu veidu struktūrformulas un molekulas modelis
Citi nosaukumi	benzo[c]piridīns, 2-benzanīns, 2-azanaftalīns
CAS numurs	119-65-3
Ķīmiskā formula	C9H7N
Molmasa	129,16 g/mol
Blīvums	1099 kg/m3
Kušanas temperatūra	24,5 °C
Viršanas temperatūra	242,5 °C
Šķīdība ūdenī	slikta

Izohinolīns (C₉H₇N) ir heterociklisks slāpekli saturošs organiskais savienojums. Izohinolīna molekula sastāv no kondensētiem benzola un piridīna gredzeniem (atšķirībā no hinolīna molekulas izohinolīnam slāpekļa atoms atrodas tālāk no benzola gredzena). Izohinolīnam piemīt aromātiskas īpašības, jo tā π elektronu sistēma ir delokalizēta tāpat kā naftalīnam. Izohinolīns ir bezkrāsaina kristāliska, ļoti viegli kūstoša viela ar vāju rūgto mandeļu smaržu. Izkusušā veidā tas ir iedzeltens, eļļains šķidrums. Ūdenī šķīst vāji, labi šķīst organiskos šķīdinātājos. Izohinolīnam ir bāziskas īpašības, kas ir nedaudz vājākas nekā piridīnam, bet stiprākas nekā hinolīnam. Ar stiprām neorganiskām skābēm tas veido sāļus, kurus sauc par izohinolīnija sāļiem.

Vēsture

Izohinolīnu pirmo reizi izolēja Hogeverfs (Hoogewerf) un van Dorps 1885. gadā no akmeņogļu darvas.

Atrašanās dabā

Izohinolīna atvasinājumi ir samērā plaši izplatītas vielas, kas ir sastopamas lielā klāstā augu valstī. Liela daļa izohinolīna struktūru saturošo vielu ir alkaloīdi, daži ar ļoti spēcīgi izteiktām īpašībām. Pazīstams izohinolīna alkaloīds ir papaverīns, ko plaši lieto medicīnā par spazmolītisku līdzekli. Sarežģītākas struktūras alkaloīds, kura molekulā var saskatīt hidrogenētu izohinolīna struktūru, ir morfīns — narkotiskas iedarbības pretsāpju līdzeklis. Metilētu morfīnu sauc par kodeīnu; tā narkotiskā iedarbība ir vājāka. Ļoti bīstama narkotika ir heroīns, ko iegūst no morfīna un etiķskābes anhidrīda.

Papaverīnu un morfīnu var izdalīt no opija magonēm, bet tālāk sintētiskā ceļā iegūst kodeīnu un heroīnu. Tās ir vielas ar ļoti spēcīgām fizioloģiskām īpašībām, kuras tiek izmantotas medicīnā par sāpju noņemšanas līdzekļiem. Šīs vielas rada stipru atkarību, sniedz eiforiju, bet visas šīs vielas pašlaik atrodas narkotisko vielu saraksta priekšgalā un to lietošana tiek ierobežota vai pat aizliegta. Citi izohinolīna atvasinājumi nav tik kaitīgi un tiek sekmīgi lietoti par medikamentiem (piemēram, kvinaprils — asinsspiedienu pazeminošs līdzeklis).

Izohinolīna atvasinājumi var būt optiski aktīvi savienojumi, kas spēj griezt caurejošās gaismas polarizācijas plakni. Lai savienojums būtu optiski aktīvs, tā molekulā jābūt vismaz vienam hirālam oglekļa atomam, pie kura visi aizvietotāji ir dažādi. Izohinolīni un to atvasinājumi bieži vien augos ir pārstāvēti viena optiskā izomēra veidā, bet, veicot neselektīvo sintēzi, tiek iegūts racemāts, kurā abu optisko izomēru attiecība ir 1:1. Racemāts ir optiski neaktīvs.

Iegūšana

Izohinolīnu rūpnieciski iegūst no akmeņogļu darvas tā saucamās hinolīna-izohinolīna frakcijas.

Lai sintētiski iegūtu izohinolīna sistēmu saturošus savienojumus, izmanto β-feniletilamīnu vai tā atvasinājumus, kurus acilē un ciklizē ar POCl₃ palīdzību. Vispirms iegūst 3,4-dihidroizohinolīnus, kurus pēc tam katalītiski dehidrogenē. To sauc atklājēju vārdā par Bišlera—Napiraļska reakciju.

Izmanto arī Pomeranca—Friša reakciju, kuras laikā arēnkarbaldehīdi vai acetofenons tiek kondensēti ar α-aminoalkanālu acetāliem, piemēram, α-aminoacetacetālu.

Īpašības

Skābā vidē protonējoties, izohinolīns veido izohinolīnija jonu un izohinolīnija sāļus. Ar aril-, acil- un alkilhalogenīdiem, kā arī dimetilsulfātu veido ceturtējos sāļus (N-alkilizohinolīnija sāļus u.c.). Elektrofilās aizvietošanas reakcijas (bromēšana, nitrēšana u.c.) izohinolīnam parasti notiek pie 5. vai 7. oglekļa atoma, retāk pie 4. atoma.

Nukleofilie reaģenti parasti mēdz iedarboties uz izohinolīna molekulas 1. atomu (karsējot ar kālija hidroksīdu, rodas 1-hidroksiizohinolīns, ar nātrija amīdu — 1-aminoizohinolīns). Sevišķi viegli ar šādiem reaģentiem reaģē izohinolīnija katjons, kas viegli veido lādiņa pārneses kompleksus.

Hidrogenējot izohinolīnu platīna katalizatora klātienē, vispirms rodas 1,2,3,4-tetrahidroizohinolīns (pirmais reaģē piridīna cikls), pilnīgi hidrējot — cis-dekahidroizohinolīns.

Oksidējot ar ozona un skābekļa maisījumu vai HNO₃, vispirms reaģē benzola gredzens un veidojas piridīn-3,4-dikarbonskābe (cinhomeronskābe). Dažos gadījumos tomēr rodas arī nedaudz ftalskābes. Oksidējot ar peroksiskābēm (Karo skābi) vai ūdeņraža peroksīdu, rodas izohinolīn-N-oksīds.

Izmantošana

Organiskajā sintēzē lieto cinhomeronskābes iegūšanai. Izmanto dažu krāsvielu (izohinolīnsarkanā) un medikamentu sintēzei.

Literatūra

• O. Neilands. Organiskā ķīmija. Rīga: Zvaigzne, 1977, 718.—724. lpp.

Svarīgākie heterocikli

Hetero- atomi	Trīslocekļu cikli		Četrlocekļu cikli		Pieclocekļu cikli		Sešlocekļu cikli		Septiņlocekļu cikli
	Piesātinātie	Ne- piesātinātie	Piesātinātie	Ne- piesātinātie	Piesātinātie	Ne- piesātinātie	Piesātinātie	Ne- piesātinātie	Piesātinātie	Ne- piesātinātie
O	Oksirāns	Oksirēns	Oksetāns	Oksets	Tetrahidrofurāns	Furāns	Tetrahidropirāns	Pirāns	Oksepāns	Oksepīns
S	Tiirāns	Tiirēns	Tietāns	Tiets	Tetrahidrotiofēns	Tiofēns	Tiāns	Tiīns	Tiepāns	Tiepīns
N	Aziridīns	Azirīns	Azetidīns	Azets	Pirolidīns	Pirols Pirolīns Indols*** Karbazols****	Piperidīns Hinuklidīns*	Piridīns Hinolīns*** Izohinolīns*** Akridīns****	Azepāns	Azepīns
2O			Dioksetāns		Dioksolāns		Dioksāns
2N				Diazets	Pirazolidīns Imidazolidīns	Pirazols Imidazols Pirazolīns Imidazolīns	Piperazīns	Pirazīns Pirimidīns Piridazīns	Diazepāns	Diazepīns
3N						Triazols Benztriazols***		Triazīns
4N						Tetrazols		Tetrazīns
5N						Pentazols**
S + N					Tiazolidīns	Tiazols Izotiazols	Tiomorfolīns	Tiazīns
O + N	Oksaziridīns					Izoksazols Oksazols	Morfolīns	Oksazīns
O + 2N						Furazāns		Oksadiazīns

*divi sajūgti sešlocekļu cikli    **cikls sastāv tikai no slāpekļa atomiem    ***satur kondensētu benzola gredzenu    ****satur 2 kondensētus benzola gredzenus