Hinolīns

Hinolīns
Hinolīna struktūrformulas Hinolīna molekulas modeļi
Citi nosaukumi	benzo[b]azīns, benzo[b]azabenzols, leikols, leikonīns, benzo[b]piridīns, 1-azanaftalīns, hinoleīns
CAS numurs	91-22-5
Ķīmiskā formula	C9H7N
Molmasa	129,16 g/mol
Blīvums	1093 kg/m3
Kušanas temperatūra	−15 °C
Viršanas temperatūra	237 °C
Šķīdība ūdenī	slikta

Hinolīns (C₉H₇N) ir heterociklisks slāpekli saturošs organiskais savienojums. Hinolīna molekula sastāv no kondensētiem benzola un piridīna gredzeniem (atšķirībā no izohinolīna molekulas hinolīnam slāpekļa atoms atrodas tuvāk pie benzola gredzena). Hinolīnam piemīt aromātiskas īpašības, jo tā π elektronu sistēma ir delokalizēta tāpat kā naftalīnam. Hinolīns ir iedzeltens šķidrums ar raksturīgu nepatīkamu smaku. Ūdenī šķīst ļoti vāji. Hinolīnam ir bāziskas īpašības, kas ir nedaudz vājākas nekā piridīnam vai izohinolīnam. Ar stiprām neorganiskām skābēm tas veido sāļus, kurus sauc par hinolīnija sāļiem.

Vēsture

Hinolīnu pirmo reizi izolēja vācu ķīmiķis Fridlībs Ferdinands Runge (Friedlieb Ferdinand Runge) 1834. gadā no akmeņogļu darvas. Pirmo hinolīna sintēzi veica čehu ķīmiķis Zdenko Hanss Skraups (Zdenko Hans Skraup) 1880. gadā.

Atrašanās dabā

Hinolīna struktūra ir dažu alkaloīdu pamatā, no kuriem svarīgākais ir hinīnkoka mizas alkaloīds — hinīns (no tā cēlies arī hinolīna un daudzu citu savienojumu nosaukums). Hinīns un tam līdzīgas mākslīgas ārstniecības vielas (plazmohins, plazmocīds) ir svarīgi medikamenti malārijas ārstēšanai.

Iegūšana

Hinolīnu un tā metilatvasinājumus (piemēram, hinaldīnu) rūpnieciski iegūst no akmeņogļu darvas hinolīna-izohinolīna frakcijas.

Lai sintētiski iegūtu hinolīna sistēmu saturošus savienojumus (saslēgtu hinolīna ciklu), izmanto Skraupa sintēzi. Šī reakcija nosaukta atklājēja Zdenko Skraupa vārdā un tās laikā arilamīni (piemēram, anilīns) reaģē ar glicerīnu un sērskābi paaugstinātā temperatūrā oksidētāju klātienē. Par oksidētājiem var izmantot nitrobenzolu, arsēna pentoksīdu u.c. vielas. Vispirms no glicerīna sērskābes iedarbībā rodas akroleīns, kura dubultsaitei pēc tam pievienojas arilamīns. Izveidojies starpsavienojums ciklizējas, atšķeļ ūdens molekulu un visbeidzot oksidējas (zaudē ūdeņradi).

Otra svarīga hinolīna atvasinājumu iegūšanas metode ir Dēbnera—Millera sintēze, kuru atklājuši vācu ķīmiķi Oskars Dēbners (Oscar Döbner) un Vilhelms fon Millers (Wilhelm von Miller) 1881. gadā. Arī šajā reakcijā izmanto arilamīnus. Tie reaģē ar nepiesātinātajiem karbonilsavienojumiem (α,β-nepiesātinātiem aldehīdiem vai ketoniem) sālsskābes vai cinka hlorīda klātienē, pie kam nepiesātinātos savienojumus iegūst turpat reakcijas vidē no piesātinātiem aldehīdiem vai ketoniem. Bez tam reakcijas laikā arilamīni un aldehīdi kondensējas savā starpā, veidojot aldimīnus (C₆H₅N=CHR), kuri kalpo kā oksidētāji (reakcijas mehānisms līdzīgs Skraupa reakcijas mehānismam).

Īpašības

Skābā vidē protonējoties, hinolīns veido hinolīnija jonu un hinolīnija sāļus. Alkilējoties viegli veido ceturtējos sāļus (N-alkilhinolīnija sāļus). Elektrofilās aizvietošanas reakcijas (bromēšana, nitrēšana u.c.) hinolīnam parasti notiek pie 6. vai 8. oglekļa atoma.

Nukleofilie reaģenti parasti mēdz iedarboties uz hinolīna molekulas 2. atomu. Karsējot ar kālija hidroksīdu, rodas 2-hidroksihinolīns, ar nātrija amīdu (Čičibabina reakcija) — 2-aminohinolīns). Sevišķi viegli ar šādiem reaģentiem reaģē hinolīnija katjons, kas viegli veido lādiņa pārneses kompleksus.

Hidrogenējot hinolīnu platīna katalizatora klātienē, vispirms rodas 1,2,3,4-tetrahidrohinolīns (pirmais reaģē piridīna cikls), pilnīgi hidrējot — cis-dekahidrohinolīns.

Oksidējot ar kālija permanganātu vai HNO₃, vispirms reaģē benzola gredzens un veidojas piridīn-2,3-dikarbonskābe (hinolīnskābe). Oksidējot ar peroksiskābēm (Karo skābi) vai ūdeņraža peroksīdu, rodas hinolīn-N-oksīds.

Izmantošana

Organiskajā sintēzē izmanto par šķīdinātāju (hinolīnā šķīst sērs un fosfors, kā arī sveķi un terpēni). Hinolīns ir arī dažādu bioloģiski aktīvu savienojumu (piemēram, nikotīnskābes) un analītiskās ķīmijas reaģentu sintēzes izejviela.

Literatūra

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

Ārējās saites

• Vikikrātuvē par šo tēmu ir pieejami multivides faili. Skatīt: Hinolīns.

• Encyclopædia Britannica raksts (angliski)
• Krievijas Lielās enciklopēdijas raksts (krieviski)

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