اقرأ في هذا المقال
- ما هو مركب الكينولين؟
- استخدامات مركب الكينولين
- أضرار مركب الكينولين
- أمثلة على المركبات التي تنتمي إلى عائلة مركب الكينولين
- كيف يحضر مركب الكينولين؟
- تجربة دمج شقوق الكينولين
ما هو مركب الكينولين؟
الكينولين أو البنزو بيريدين هو عبارة عن مركب حلقي غير متجانس غني بالنيتروجين، حيث تم استخراجه لأول مرة من قطران الفحم بواسطة فريدليب فرديناند رونج في عام 1834 (1955JCE566).
يتم الحصول على الكينولين بسهولة من خلال تخليق (Skraup) حيث يتم تسخين خليط من الأنيلين والجلسرين وحمض الكبريتيك المركز باستخدام عامل مؤكسد مناسب في الإجراء الأصلي، كان المؤكسد عبارة عن نيتروبنزين، ولكن نظرًا لأنّ هذا يؤدي غالبًا إلى تفاعل عنيف، يُفضل خامس أكسيد الزرنيخ أو اليود. يتضمن التفاعل إضافة (1.4-nucleophilic) من (aniline) إلى (acrole)، حيث يتم تشكيل تجفيف الجلسرين في (situby).
استخدامات مركب الكينولين
يستخدم الكينولين بشكل أساسي كوسيط في تصنيع المنتجات الأخرى وأيضاً يستخدم لتسميم محفزات التكسير (1985IECP68) ومحفزات هدرجة الأسيتيلين (1952HCA446)، وعلى الرغم من أنّ الكينولين نفسه له بعض التطبيقات المفيدة، إلا أنّ العديد من المركبات العضوية الصناعية يتم تصنيعها بدءًا من الكينولون، على سبيل المثال: 8-هيدروكسي كينولين كعامل مخلب يستخدم في الثنائيات العضوية الباعثة للضوء (2018MD215) وحمض الكينولينيك باعتباره مقدمة للنياسين (1946JA2472).
يتم إطلاق الكينولين الطبيعي من الغدد الصدرية في (Oreophoetes peruana) ويلعب دور الدفاع الكيميائي ضد العناكب والصراصير والنمل والضفادع (2018EJO4490)، كما يظهر الكينولين كسائل عديم اللون برائحة غريبة وهو أكثف قليلا من الماء، قد يؤدي التلامس به إلى تهيج الجلد والعينين والأغشية المخاطية وقد يكون ساماً عن طريق الابتلاع ويستخدم لصنع مواد كيميائية أخرى.
أضرار مركب الكينولين
قد يحدث التعرض المحتمل للكينولين من استنشاق دخان السجائر، حيث يتحلل الكينولين بسرعة في الغلاف الجوي والماء ويؤدي الاستنشاق الحاد (قصير المدى) لأبخرة الكينولين إلى تهيج العينين والأنف والحلق، وقد يسبب الصداع والدوخة والغثيان لدى البشر.
كما لوحظ تلف الكبد في الفئران المعرضة بشكل مزمن للكينولين عن طريق الابتلاع وأيضاً لوحظ حدوث زيادة في الإصابة بأورام الكبد الوعائية في الجرذان والفئران المعرضة شفويا للكينولين، حيث صنفت وكالة حماية البيئة مؤقتًا الكينولين كمجموعة C وهي مادة مسرطنة محتملة للإنسان.
أمثلة على المركبات التي تنتمي إلى عائلة مركب الكينولين
العديد من القلويات (المركبات العضوية القلوية المنتجة في النباتات) هي أعضاء في عائلة الكينولين، وتشمل هذه الكينين ومشتقات أخرى من شجرة الكينا، الأدوية المضادة للملاريا الكلوروكين والميفلوكين والأمودياكين هي مركبات كينولين اصطناعية، وكذلك ديبوكايين هيدروكلوريد وهو مخدر موضعي طويل المفعول يستخدم عادة كعامل موضعي لتخفيف الألم من الجروح الطفيفة ولدغات ولسعات الحشرات.
كيف يحضر مركب الكينولين؟
يتم تحضير مركب الكينولين بشكل ملائم من الأمينات من خلال عدد من التفاعلات المألوفة التي تم تطويرها في الفترة (1880-1888)، عن طريق تسخين الأنيلين في خليط من الجلسرين وحمض الكبريتيك يتم إنتاج الكينولين، ويسمى هذا التفاعل باسم (Skraup synthesis 1880B2086).
عالج دوبنر وميلر الأنيلينات بالكالكون لتشكيل الكينولين (1881BDCG2812) وقد تفاعل دوبنر أيضًا مع حمض الألدهيد وحمض البيروفيك مع الأنيلين الذي أعطى أحماض الكينولين -4 الكربوكسيلية (1887JLAC265)، كما تم تطوير تفاعل الأمشاط في عام 1888 ويتألف من تكثيف الأنيلين مع (β-diketones 1888BCSF89)، يتشابه تركيب (Conrad-Limpach) مع تفاعل (Combes)، ولكن يتم استخدام (used-kestoester) بدلاً من (β-diketones) التي توفر 4-hydroxyquinolines 1887BDCG944).
تجربة دمج شقوق الكينولين
يعد دمج شقوق الكينولين استراتيجية شائعة في الكيمياء الحيوية العضوية ومع ذلك، فقد تم استكشاف دراسة مجمعات الكينولين ثنائية المعدن بدرجة أقل، العالم لي وآخرون أبلغو عن نشاط مجمعات Ru (II) وRh (III) و(Rh (I) )carbosilane المشتقة من (ferroquine) (10.83-10.87) ضد سلالات (NF54) و(Dd2) من (P. falciparum .84)، حيث كانت هذه المجمعات قوية مثبطات بيتا-هيماتين نتيجة لوجود جزء الكينولين.
في سلالة (NF54)، كانت مجمعات الروثينيوم (L1 = p-cymene و(C6H5OC2H4OH) والروديوم (L1 = Cp *) أكثر نشاطًا، مع قيم IC أقل من 10 نانومتر، وكذلك نشاط أكبر من (ferroquine) (IC = 43 نانومتر) في السلالة الحساسة، لم يتم الحفاظ على هذا النشاط في السلالة المقاومة، مما يشير إلى المقاومة المتقاطعة كانت جميع المركبات أكثر نشاطًا من الكلوروكين (IC = 108 نانومتر)، مع قيم مؤشر مقاومة أقل (RI).
يحتوي مركب الروديوم-COD (10.86) على أعلى نشاط تثبيط بيتا-هيماتين (IC50 = 4.84 ميكرومتر)، وذلك بهدف إعادة استخدام دواء السل الحالي، تمت دراسة المجمعات ثنائية المعدن التي تحتوي على يجند فيروسينيل أيزونيازيد على أنّها أظهرت المجمعات (10.88-10.90) نشاطًا معتدلًا ضد (NF54 P) المنجلية، مع وجود مركب الروديوم (10.89) أكثر نشاطًا (IC50 = 2.99 ميكرومتر) من 10.88 و 10.90.85 كما أظهر مركب الروديوم (10.89) أيضًا β- نشاط تثبيط الهيماتين مشابه لـ (CQ).
كان الكينولين موضوع تحقيق بالرنين المغناطيسي النووي أحادي الأبعاد وثنائي الأبعاد يستخدم جهاز (Polariser) لأتمتة مجموعة الأطياف الناتجة، حيث كشف طيف (1H NMR) للكينولين بعد نقل الاستقطاب في مجال مغناطيسي 50-G باستخدام [Ir (IMes) (COD) Cl] أنّ الاستقطاب يتم نقله إلى الحلقة الثانوية المصهورة، بالإضافة إلى الحلقة الأولية التي تحتوي على ذرة النيتروجين الرابطة، ربما يكون الأمر الأكثر إثارة للاهتمام هو حقيقة أنّ بعض إشارات (H NMR) على الحلقة الثانوية تم تحسينها أكثر من الحلقة الأولية.
تم تحسين الإشارة التقويمية على الحلقة الأولية بمقدار 60 ضعفًا (إشارة إلى ضوضاء 730: 1) عند اكتشاف 2 ميكرولتر من الكينولين أدى تغيير طول الوقت الذي تم فيه ضخ الهيدروجين من خلال المحلول (من 6 إلى 20 ثانية) إلى زيادة تحسين الإشارة بمقدار 2.6 إضافي وأدى تقليل كمية الكينولين إلى 0.2 ميكرولتر إلى نسبة إشارة إلى ضوضاء تبلغ 15: 1، يمكن بالمثل اكتشاف 20 نانومول من النيكوتيناميد لإعطاء نسبة إشارة إلى ضوضاء تبلغ 60: 1، تم جمع طيف (1D NOE NMR) لعينة 2 ميكرولتر كينولين باستخدام أربع خطوات نقل استقطاب.
كما أدى استخدام وقت تطور (NOE 1.5) ثانية وإثارة الرنين H (4) إلى ذروة متقاطعة عند تردد الرنين H (5) بكثافة 0.9٪. باستخدام الاستقطاب الحراري، تم تحقيق إشارة مماثلة للضوضاء بعد 15000 عملية مسح علاوةً على ذلك، استغرق الطيف الحراري 20 ساعة للحصول عليه، في حين أنّ الطيف المستقطب (الذي يتضمن نقل محلول الاستقطاب من وإلى المغناطيس إلى Polariser) استغرق 81 ثانية، كما تم جمع طيف (2D OPSY – COZY NMR) مفرط الاستقطاب.
تم جمع الطيف باستخدام وقت فقاعات شبه هيدروجين يبلغ 2 ثانية و64 زيادة، لإعطاء وقت تجربة إجمالي يبلغ 16 دقيقة، وقد أدى دمج (OPSY) إلى تحسين تشفير الذروة المتقاطعة في بداية تسلسل (COZY)، وبالتالي زيادة مراقبة القمم المتقاطعة على القطر، على الرغم من أنّ وقت هذه التجربة طويل نسبيًا فقد ثبت أيضًا أنّه يمكن جمع (COZY) فائق السرعة مفرط الاستقطاب على عينة مكونة من 6 ميكرولتر من الكينولين في فترة عابرة واحدة.
