Pyrithion - Pyrithione - Wikipedia

Pyrithion
Pyrithion-tautomerismus-2D-skeletal.png
Interkonverze pyrithionových tautomerů
thione forma na levé straně, thiol forma na pravé straně
Jména
Preferovaný název IUPAC
1-Hydroxy-2 (1H) -pyridinethion (thione)
2-pyridinethiol 1-oxid (thiol)
Ostatní jména
Omadine
thione: 1-Hydroxypyridin-2-thion
      N-Hydroxypyridin-2-thion
thiol: 2-Merkaptopyridin monoxid
2-merkaptopyridin N-kysličník
2-merkaptopyridin 1-oxid
Identifikátory
3D model (JSmol )
ChEBI
ChemSpider
Informační karta ECHA100.013.027 Upravte to na Wikidata
Vlastnosti
C5H5NÓS
Molární hmotnost127.16 g · mol−1
VzhledBéžový krystalický prášek
Bod tání 70 až 73 ° C (158 až 163 ° F; 343 až 346 K)
2,5 g L−1 při 20 ° C
RozpustnostRozpustný: benzen, chloroform, dichlormethan, dimethylformamid, dimethylsulfoxid, ethylacetát[1]
Mírně rozpustný: diethylether, ethanol, methyl tert-butylether, tetrahydrofuran[1]
Kyselost (strK.A)−1.95, 4.6[2][3]
Nebezpečí
R-věty (zastaralý)R20 / 21/22, R36 / 37/38, R63
S-věty (zastaralý)S22, S24 / 25, S26, S36 / 37
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
Reference Infoboxu

Pyrithion je obecný název souboru organosírná sloučenina s molekulární vzorec C
5H
5NOS, zvoleno jako zkratka pyridinethiona nalezen v Perská šalotka.[4] Existuje jako pár tautomery, přičemž hlavní formou je thione 1-hydroxy-2 (1H) -pyridinethion a vedlejší forma je thiol 2-merkaptopyridin N-kysličník; krystalizuje ve formě thionu.[5] Obvykle se připravuje z obou 2-brompyridin,[1] 2-chlorpyridin,[6][7] nebo 2-chlorpyridin N-kysličník,[8] a je komerčně dostupný jako neutrální sloučenina i její sodík sůl.[1] Používá se k přípravě pyrithion zinečnatý,[9][10] který se používá především k léčbě lupy a seboroická dermatitida v léčivé šampony,[11][12] ačkoli je také antivegetativní prostředek v barvách.[13]

Příprava

Příprava pyrithionu byla poprvé uvedena v roce 1950[13] od Shawa[14] a byl připraven reakcí 2-chlorpyridin N-kysličník s hydrogensulfid sodný následuje okyselení,[8] nebo nověji s sulfid sodný.[15] 2-chlorpyridin N-oxid samotný lze připravit z 2-chlorpyridin použitím kyselina peroctová.[16] Jiný přístup zahrnuje zacházení se stejným počátkem N-oxid s thiomočovina čímž se získá pyridyl-2-isothiouroniumchlorid N-oxid, který podléhá bazické hydrolýze na pyrithion.[1][17] 2-brompyridin lze oxidovat na jeho N-oxid pomocí vhodného perkyselina (podle 2-chlorpyridinu), oba přístupy jsou analogické s přístupem uváděným v Organické syntézy pro oxidaci pyridin k jeho N-kysličník.[1][18] A substituční reakce pomocí buď dithioničitan sodný (Na
2S
2Ó
4) nebo sulfid sodný s hydroxid sodný umožní nahrazení bromového substituentu a thiol funkční skupina.[1][15]

Synth-Pyrithion.png

Alternativní strategií je vytvoření merkaptanu před zavedením N-kysličník skupina. 2-Merkaptopyridin byl původně syntetizován v roce 1931 zahříváním 2-chlorpyridinu s hydrosulfid vápenatý,[6] podobný přístup, který se poprvé používal k přípravě pyrithionu.[8] Analogický přístup k thiomočovině prostřednictvím uroniové soli byl popsán v roce 1958 a poskytuje pohodlnější cestu k 2-merkaptopyridinu.[7] Oxidace na N-oxid pak může být proveden.

The disulfid dipyrithion, 2,2'-dithiobis (pyridin-N-kysličník)

Pyrithion se nalézá jako přírodní produkt v Allium stipitatum rostlina, an asijský druh z cibule, také známý jako perská šalotka.[4] Jeho přítomnost byla detekována pomocí pozitivního iontu hmotnostní spektrometrie používat Zdroj iontů DART[19] a disulfid dipyrithion [de ] (2,2'-disulfandiylbis (pyridin) -1,1'-dioxid) byl hlášen ze stejného druhu.[20] Dipyrithion lze připravit v laboratoři oxidací pyrithionu s chlór v přítomnosti hydroxid sodný:[16]

2 C
5H
4NOSH   +   Cl
2 + 2 NaOH → ONC
5H
4–S – S – C
5H
4NE + 2 NaCl + 2H
2Ó

Dipyrithion se používá jako a fungicid a baktericid,[8] a údajně vlastní román cytotoxická aktivita indukcí apoptóza.[21]

Vlastnosti

Tautomerizace sodné soli pyrithionu
(thionový formulář vlevo, thiolátový formulář vpravo)

Pyrithion existuje jako dvojice prototropů, forma tautomerismus přičemž rychlá přeměna ústavní izomery zahrnuje posun jednoho protonu, v tomto případě mezi atomy síry a kyslíku (zobrazeno v infoboxu výše).[3][22][23]

Solí z konjugovaná báze pyrithionu lze také považovat za projev tautomerismu pomyslným spojením iontu sodíku s jakýmkoli heteroatomem, který nese záporný náboj aniontu (na rozdíl od formální poplatky spojené s N-kysličník); avšak vzhledem k samotnému aniontu by to mohlo být také popsáno jako příklad rezonance.

Pyrithion je slabá kyselina s strK.A hodnoty -1,95 a +4,6 (thiol proton),[2][3] ale je výrazně silnější kyselina než kterákoli z jejích původních sloučenin (pyridinN-oxid a pyridin-2-thiol), oba mají pK.A > 8.[22] Je jen málo rozpustný ve vodě (2,5 g L−1), ale je rozpustný v mnoha organických rozpouštědlech (včetně benzen, chloroform, dichlormethan, dimethylformamid, dimethylsulfoxid, a ethylacetát ) a mírná rozpustnost v ostatních (diethylether, ethanol, methyl tert-butylether, a tetrahydrofuran ).[1]

Pyrithion lze použít jako zdroj hydroxylový radikál v organické syntéze[24] protože se fotochemicky rozkládá na HO• a (pyridin-2-yl) sulfanylová skupina.[25]

Aplikace

Struktury komplexů zinku v poměru 1: 2 a konjugovaná báze pyrithionu
Horní: Strukturní vzorec monomeru
Dno: Model s kuličkou a hůlkou dimeru

The konjugovaná báze pyrithionu (pyrithionate ion) je anion obsahující dva donorové atomy, atom síry a atom kyslíku, z nichž každý nese zápor formální poplatek; atom dusíku zůstává formálně kladně nabitý. Thiolátový anion může být vytvořen reakcí s uhličitanem sodným a pyrithion zinečnatý se tvoří, když chlorid zinečnatý je přidáno.[10] Anion může působit buď jako a monodentátní nebo bidentátní ligand a tvoří 1: 2 komplex s kovovým středem zinku (II). Pyrithion zinečnatý se používá od 30. let 20. století, ačkoli jeho příprava byla zveřejněna až v britském patentu z roku 1955[13] ve kterém pyrithion reagoval přímo s hydratovaným síran zinečnatý v ethanolu.[9] Ve svém monomerní pyrithion zinku má dva z aniontů chelátovaný do centra zinku s a čtyřboká geometrie. V pevném stavu tvoří a dimer ve kterém každé zinkové centrum přijímá a trigonální bipyramidová geometrie přičemž dva z anionů působí jako přemosťující ligandy koordinovány atomy kyslíku v axiálních polohách.[26] V roztoku se dimery disociují štěpením vazeb zinku a kyslíku na každý přemosťující ligand. Může dojít k další disociaci monomeru na jeho složky a je nežádoucí, protože komplex je účinnější v lékařských aplikacích; z tohoto důvodu, uhličitan zinečnatý může být přidán do formulací, protože inhibuje disociaci monomeru.[27]

Pyrithion zinečnatý má dlouhou historii použití v léčivé šampony k léčbě lupy a seboroická dermatitida[28][29][30] (lupy lze považovat za mírnou formu seboroické dermatitidy[12]). Vystavuje obojí protiplísňový a antimikrobiální vlastnosti, inhibující Malassezia kvasinky, které podporují tyto podmínky pokožky hlavy.[27] Mechanismy, kterými je tato práce předmětem pokračujícího studia.[31][32] Může být použit jako antibakteriální agent proti Staphylococcus a Streptococcus infekce za podmínek, jako je noha sportovce, ekzém, psoriáza a kožní onemocnění.[13] Je známo, že je cytotoxický proti Pityrosporum ovale, zejména v kombinaci s ketokonazol, což je výhodná formulace pro seboroickou dermatitidu.[11] Samotný pyrithion inhibuje membránové transportní procesy v houbách.[22][33]

Barvy používané ve vnějším prostředí někdy obsahují pyrithion zinečnatý jako preventivní prostředek proti řasám a plísním.[13][34]

Reference

  1. ^ A b C d E F G h Knight, David W .; Hartung, Jens (15. září 2006). „1-Hydroxypyridin-2 (lH) -thion“. 1-Hydroxypyridin-2 (1H) -thion. Encyklopedie činidel pro organickou syntézu. John Wiley & Sons. doi:10.1002 / 047084289X.rh067.pub2. ISBN  0471936235.
  2. ^ A b Rodríguez Mellado, José Miguel; Marín Galvín, Rafael; Ruiz Montoya, Mercedes (2004). „Antropogenní polutanty životního prostředí: elektrochemické studie o herbicidech a fungicidech“. V Brillas Coso, Enric; Cabot Julia, Pere-Lluís (eds.). Trendy v elektrochemii a korozi na počátku 21. století: věnováno profesorovi Dr. Josepu M. Costovi u příležitosti jeho 70. narozenin. Edicions Universitat Barcelona. str. 335–358. ISBN  9788447526390.
  3. ^ A b C Jones, R. Alan; Katritzky, A. R. (1960). "N-oxidy a příbuzné sloučeniny. Část XVII. Tautomerismus merkapto- a acylaminopyridin-1-oxidů “. J. Chem. Soc.: 2937–2942. doi:10.1039 / JR9600002937.
  4. ^ A b Ebrahimia, R .; Zamani, Z .; Kash, A. (2009). „Hodnocení genetické rozmanitosti divoké perské šalotky (Allium hirtifolium Boiss.) Pomocí morfologických a RAPD markerů “. Sci. Hortic. 119 (4): 345–351. doi:10.1016 / j.scienta.2008.08.032.
  5. ^ Bond, Andrew; Jones, William (1999). „1-Hydroxy-2 (1H) -pyridinethion “. Acta Crystallogr. C. 55 (9): 1536–1538. doi:10.1107 / S0108270199006824.
  6. ^ A b Räth, C .; Binz, A .; Räth, C. (1931). „Mercaptane und Sulfosäuren des Pyridins. XII. Mitteilung über Derivate des Pyridins“. Justus Liebigs Ann. Chem. (v němčině). 487: 105–119. doi:10,1002 / jlac.19314870107.
  7. ^ A b Jones, R. A .; Katritzky, A. R. (1958). "721. Tautomerní pyridiny. Část I. Pyrid-2- a -4-thion". J. Chem. Soc.: 3610–3613. doi:10.1039 / JR9580003610.
  8. ^ A b C d Vstup na Pyrithion. na: Römpp online. Georg Thieme Verlag, vyvolány 15. prosince 2016.
  9. ^ A b USA poskytly 2809971, Bernstein, Jack & Losee, Kathryn A., „Deriváty těžkých kovů 1-hydroxy-2-pyridinethionů a způsob jejich přípravy“, zveřejněné 1957-10-15, přidělené Olin Mathieson 
  10. ^ A b USA poskytly 4396766, Farmer, David A. & Katz, Lawrence E., „Proces výroby sodíku a zinku pyrithionu“, zveřejněný 02.08.1983, přidělen Olin Corporation 
  11. ^ A b Gupta, Mrinal; Mahajan, Vikram K .; Mehta, Karaninder S .; Chauhan, Pushpinder S. (2014). „Terapie zinkem v dermatologii: recenze“. Dermatol. Res. Cvič. 2014: 1–11. doi:10.1155/2014/709152. PMC  4120804. PMID  25120566.
  12. ^ A b Chernoff, Karen; Lin, Richie; Cohen, Steven R. (2014). "Seboroická dermatitida". In Rudikoff, Donald; Cohen, Steven R .; Scheinfeld, Noah (eds.). Atopická dermatitida a ekzematózní poruchy. CRC Press. str. 275–288. ISBN  9781840766530.
  13. ^ A b C d E „Molekula týdne: pyrithion zinečnatý“. Americká chemická společnost. 10. února 2014. Citováno 23. dubna 2020.
  14. ^ Shaw, Elliott; Bernstein, Jack; Losee, Kathryn; Lott, W. A. ​​(1950). "Analogy kyseliny aspergilové. IV. Substituovaný 2-brompyridin -N-oxidy a jejich přeměna na cyklické thiohydroxamové kyseliny ". J. Am. Chem. Soc. 72 (10): 4362–4364. doi:10.1021 / ja01166a008.
  15. ^ A b Cheng, Hefeng; Ona, Ji (1990). "14. Vylepšená příprava 2-merkaptopyridin-N-kysličník". Zhongguo Yiyao Gongye Zazhi. 21 (2): 55–56.
  16. ^ A b Unger, Thomas A. (1996). "Dipyrithion". Příručka pro syntézu pesticidů. Noyes Publications. str. 853. ISBN  9780815518532.
  17. ^ Thomas, K .; Jerchel, D. (1964). „Zavedení substituentů do pyridinového kruhu“. Ve Foerst, Wilhelm; Birnbaum, Henry (překladatel) (eds.). Novější metody preparativní organické chemie. 3. Akademický tisk. str. 53–110. ISBN  9780323146104.
  18. ^ Mosher, H. S .; Turner, L .; Carlsmith, A. (1963). „Pyridin-N-kysličník". Organické syntézy. doi:10.15227 / orgsyn.033.0079.; Kolektivní objem, 4, str. 828
  19. ^ Block, Eric; Dane, A. John; Cody, Robert B. (2011). „Drcení česneku a krájení cibule: Detekce kyselin siřičitých a jiných reaktivních organosírových meziproduktů z česneku a dalších allií pomocí přímé analýzy v hmotnostní spektrometrii v reálném čase (DART-MS)“. Síra fosforu. 186 (5): 1085–1093. doi:10.1080/10426507.2010.507728. S2CID  98520689.
  20. ^ O'Donnell, Gemma; Poeschl, Rosemarie; Zimhony, Oren; Gunaratnam, Mekala; Moreira, Joao B. C .; Neidle, Stephen; Evangelopoulos, Dimitrios; Bhakta⊥, Sanjib; Malkinson, John P .; Boshoff, Helena I .; Lenaerts, Anne; Gibbons, Simon (2009). „Bioaktivní pyridin -N-oxid Disulfidy z Allium stipitatum". J. Nat. Prod. 72 (3): 360–365. doi:10.1021 / np800572r. PMC  2765505. PMID  19093848.
  21. ^ Ventilátor, Yumei; Liu, Caizhi; Huang, Yongmao; Zhang, Jie; Cai, Linlin; Wang, Shengnan; Zhang, Yongze; Duan, Xianglin; Yin, Zhimin (2013). „Dipyrithion indukuje zástavu buněčného cyklu a apoptózu ve čtyřech rakovinných buněčných liniích in vitro a inhibuje růst nádoru u myšího modelu ". BMC Pharmacol. Toxicol. 14 (54): 54. doi:10.1186/2050-6511-14-54. PMC  4015681. PMID  24139500.
  22. ^ A b C Chandler, Carol J .; Segel, Irwin H. (1978). „Mechanism of the Antimicrobial Action of Pyrithione: Effects on Membrane Transport, ATP levels, and Protein Synthesis“. Antimicrob. Agenti Chemother. 14 (1): 60–68. doi:10.1128 / AAC.14.1.60. PMC  352405. PMID  28693.
  23. ^ Katritzky, Alan R.; Elguero, José (1976). Tautomerismus heterocyklů. Akademický tisk. ISBN  9780120206513.
  24. ^ Smith, Michael B. (2013). March's Advanced Organic Chemistry (7. vydání). Wiley. str. 246. ISBN  978-0-470-46259-1.
  25. ^ DeMatteo, Matthew P .; Poole, James S .; Shi, Xiaofeng; Sachdeva, Rakesh; Hatcher, Patrick G .; Hadad, Christopher M .; Platz, Matthew S. (2005). „O elektrofilitě hydroxylového radikálu: laserová blesková fotolýza a výpočetní studie“. Journal of the American Chemical Society. 127 (19): 7094–7109. doi:10.1021 / ja043692q. ISSN  0002-7863. PMID  15884952.
  26. ^ Barnett, B.L .; Kretschmar, H. C .; Hartman, F. A. (1977). „Strukturální charakterizace bis (N-oxopyridin-2-thionato) zinek (II) ". Inorg. Chem. 16 (8): 1834–1838. doi:10.1021 / ic50174a002.
  27. ^ A b Trüeb, Ralph M .; Lee, Won-Soo (2014). „6.2.5 - Lupy“. Mužská alopecie: Průvodce úspěšným řízením. Springer Science & Business Media. 247–250. ISBN  9783319032337.
  28. ^ Marks, R .; Pearse, A. D .; Walker, A. P. (1985). "Účinky šamponu obsahujícího pyrithion zinečnatý na kontrolu lupů". Br. J. Dermatol. 112 (4): 415–422. doi:10.1111 / j.1365-2133.1985.tb02314.x. PMID  3158327. S2CID  23368244.
  29. ^ Faergemann, Jan (2000). "Léčba seboroické dermatitidy a Pityriasis Versicolor". Dopoledne. J. Clin. Dermatol. 1 (2): 75–80. doi:10.2165/00128071-200001020-00001. PMID  11702314. S2CID  43516330.
  30. ^ Bacon, Robert A .; Mizoguchi, Haruko; Schwartz, James R. (2014). „Hodnocení terapeutické účinnosti léčby lupů a seboroické dermatitidy na pokožce hlavy, část 1: Spolehlivá a relevantní metoda založená na adherentním skóre odlupování pokožky hlavy (ASFS).“ J. Dermatolog. Zacházet. 25 (3): 232–236. doi:10.3109/09546634.2012.687089. PMID  22515728. S2CID  30707098.
  31. ^ Chandler, Carol J .; Segel, Irwin H. (1978). „Mechanism of the Antimicrobial Action of Pyrithione: Effects on Membrane Transport, ATP Levels, and Protein Synthesis“. Antimicrob. Agenti Chemother. 14 (1): 60–68. doi:10.1128 / AAC.14.1.60. PMC  352405. PMID  28693.
  32. ^ Reeder, N.L .; Xu, J .; Youngquist, R. S .; Schwartz, James R .; Rust, R. C .; Saunders, C. W. (2011). „Antifungální mechanismus působení pyrithionu zinečnatého“. Br. J. Dermatol. 165 (s2): 9–12. doi:10.1111 / j.1365-2133.2011.10571.x. PMID  21919897. S2CID  31243048.
  33. ^ Ermolayeva, Elena; Sanders, Dale (1995). „Mechanismus depolarizace membrány vyvolané pyrithionem v Neurospora crassa". Appl. Environ. Microbiol. 61 (9): 3385–3390. doi:10.1128 / AEM.61.9.3385-3390.1995. PMC  167618. PMID  7574648.
  34. ^ US patent 4039312 „Joseph, Marcel & Patru, Gaston,„ Bakteriostatické, fungistatické a algicidní prostředky, zejména pro podmořské nátěry “, zveřejněné 2. 8. 1977, přidělené Josephovi, Marcelovi a Patru, Gastonovi