Carbazol

El carbazol es un compuesto aromático heterocíclico. Es un triciclo que consiste en un anillo de pirrol con dos anillos de benceno fusionados en los enlaces b y d. Se puede considerar también como un anillo de indol con un átomo de benceno fusionado en el enlace b. Otra descripción establece que el carbazol es un 9-azafluoreno.

Carbazol
Nombre IUPAC
9H-carbazol, 9-azafluoreno, dibenzopirrol, difenilenimina, difenilenimida
General
Fórmula estructural
Fórmula molecular	C12H9N
Identificadores
Número CAS	86-74-8^[1]​
ChEBI	27543
ChEMBL	CHEMBL243580
ChemSpider	6593
DrugBank	07301
PubChem	6854
UNII	0P2197HHHN
KEGG	C08060
InChI InChI=InChI=1S/C12H9N/c1-3-7-11-9(5-1)10-6-2-4-8-12(10)13-11/h1-8,13H Key: UJOBWOGCFQCDNV-UHFFFAOYSA-N
Propiedades físicas
Apariencia	Escamas monoclínicas
Densidad	1,301 kg/m³; 0,001301 g/cm³
Masa molar	167.206 g/mol
Punto de fusión	246,3 °C (519 K)
Punto de ebullición	354,69 °C (628 K)
Valores en el SI y en condiciones estándar (25 ℃ y 1 atm), salvo que se indique lo contrario.
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Propiedades

Cristaliza con etanol, benceno, tolueno y ácido acético glacial. Exhibe una fuerte fluorescencia y larga fosforescencia por exposición con luz ultravioleta. Es una base muy débil. Insoluble en agua. Un gramo se disuelve en 3 mL de quinolina, 6 mL de piridina, 9 mL de acetona a 50º, 35 mL de éter, 120 mL de benceno y 135 mL de etanol absoluto. Se disuelve ligeramente en éter de petróleo, disolventes organoclorados y ácido acético. Se disuelve en ácido sulfúrico sin descomposición. La dosis letal oral en ratas es LD₅₀>5g/kg.^[2]​

Síntesis

Reacción de Pschorr

La reacción de Pschorr es una variante intramolecular de la Reacción de Gomberg-Bachmann, en donde ambos anillos se encuentran vinculados por un grupo bivalente. Para carbazoles, Z = NH (Puente imino):^[3]​^[4]​^[5]​^[6]​

 

La Ciclización de Borsche-Drechsel es un método clásico de síntesis de 1,2,3,4 tetrahidrocarbazoles.^[7]​^[8]​

 

Otro método para la síntesis de carbazoles es la Reacción de Graebe–Ullmann.^[9]​^[10]​

 

Un tercer método para obtener carbazoles es la síntesis de Cadogan.^[11]​

 

También se puede utilizar el método de Bucherer:^[12]​

 

Iwaki y colaboradores reportaron un método para sintetizar carbazoles y β-carbolinas:^[13]​

 

Se pueden utilizar métodos de síntesis de indoles para construir carbazoles.

Reacciones

Es una base débil. Se comporta químicamente como una N, N-difenilamina. Los derivados de monosustitución electrofílica aromática se llevan a cabo en la posición 3.^[14]​

Usos

Es intermediario en la producción de varios pigmentos como el Pigmento violeta 23. Se utiliza en la fabricación de placas fotográficas sensibles a la luz ultravioleta. También se utiliza como reactivo para la lignina, carbohidratos y formaldehído.

Carbazoles naturales

En 1872 Graebe y Glaser fueron los primeros en describir el compuesto padre 9H-carbazol que se obtuvo de la fracción antracénica del destilado de alquitrán de hulla.^[15]​ Noventa años más tarde, la divulgación de las propiedades antimicrobianas de la murrayanina (3-formil-1-metoxicarbazol), aislado de la planta Murraya koenigii despertó un fuerte interés de los químicos y biólogos.^[16]​ Los carbazoles tienen dos precursores biosintéticos principales derivados del ácido antranílico: la 4-hidroxi-2-quinolona y el triptófano.

Los alcaloides carbazólicos de plantas tienen como precursor al 3-metilcarbazol, el cual procede de la prenilación de la 4-hidroxiquinolona.

 

Estos alcaloides son indicadores quimiotaxonómicos de plantas pertenecientes a la familia Rutaceae (géneros: Murraya, Clausena, Glycosmis) ^[17]​^[18]​^[19]​^[20]​^[21]​^[22]​^[23]​^[24]​^[25]​

 

Nombre	R1	R2	R3
3-Metilcarbazol	Me	H	H
3-Formilcarbazol	CHO	H	H
Ácido 3-carbazolcarboxílico	COOH	H	H
1-Hidroxi-3-metilcarbazol	Me	H	OH
O-Desmetilmurrayanina	CHO	H	OH
Clausina E	COOMe	H	OH
Murrayafolina A	Me	H	OMe
Koenoline	Me	H	OMe
Murrayanina	CHO	H	OMe
Ácido mukoénico	COOH	H	OMe
Mukonina	COOH	H	OMe
2-Hidroxi-3-metilcarbazol	Me	OH	H
Mukonal	CHO	OH	H
Mukonidina	COOH	OH	H
2-Metoxi-3-metilcarbazol	Me	OMe	H
Glicosinina	CHO	OMe	H
Clausina L	COOMe	OMe	H
Girinimbilol (Mukoenina A)	Me	OH	CH2CH=CMe2
Heptafilina	Me	OH	CH2CH=CMe2

Anillos aromáticos relacionados

• Indolina
• Indol
• Carbolina
• Fluoreno
• Pirrol

Referencias

1. Número CAS
2. Merck Index 2001
3. R. Pschorr (1896). «Neue Synthese des Phenanthrens und seiner Derivate». Chem. Ber. 29: 496. doi:10.1002/cber.18960290198. 
4. Jerry March (2007). Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms And Structure 6th Edition. New Jersey, US: Wiley. ISBN 978-0-471-72091-1. 
5. Review Article, Kenneth K. Laali and Mohammadreza Shokouhimehr, The Pschorr Reaction, a Fresh Look at a Classical Transformation Current Organic Synthesis, 2009, 6, 193-202. DOI:10.2174/157017909788167275
6. Stephen A. Chandler, Peter Hanson, Alec B. Taylor, Paul H. Walton and Allan W. Timms (2001). «Sandmeyer reactions. Part 5.1 Estimation of the rates of 1,5-aryl/aryl radical translocation and cyclisation during Pschorr fluorenone synthesis with a comparative analysis of reaction energetics». J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2 (2): 214-228. doi:10.1039/b006184k. 
7. W. Borsche (1908). «Ueber Tetra- und Hexahydrocarbazolverbindungen und eine neue Carbazolsynthese. (Mitbearbeitet von. A. Witte und W. Bothe.)». Justus Liebig's Annalen der Chemie 359 (1-2): 49-80. doi:10.1002/jlac.19083590103. 
8. E. Drechsel (1888). «Ueber Elektrolyse des Phenols mit Wechselströmen». Journal für praktische Chemie 38 (1): 65-74. doi:10.1002/prac.18880380105. 
9. Carl Graebe and Fritz Ullmann (1896). «Ueber eine neue Carbazolsynthese». Justus Liebig's Annalen der Chemie 291 (1): 16-17. doi:10.1002/jlac.18962910104. 
10. O. Bremer (1934). «Über die Bedeutung der Graebe-Ullmannschen Carbazolsynthese und deren Übertragung auf N-substituierte Pyridino-triazole». Justus Liebigs Annalen der Chemie 514: 279-291. doi:10.1002/jlac.19345140116. 
11. Cadogan, J. I. G.; Cameron-Wood, M.; Mackie, R. K.; Searle, R. J. G. J. Chem. Soc. (1965)pp. 4831.
12. Bucherer, H. T.; Seyde, F. J. Prakt. Chem. (1908):77(2) p. 403.
13. Iwaki, T., Yasuhara, A., and Sakamoto, T., /. Chem. Soc, Perkin Trans. 1, 1999, 1505.
14. Katritzky, A.R., Myong Sang Kim, Fedoseyenko D., Widyan, K., Siskin M., Francisco M. Tetrahedron (2009) V. 65(6) p. 1111-1114
15. Graebe, C.; Glaser, C. Ber. Dtsch. Chem. Ges. (1872) V. 5 p. 12.
16. Chakraborty, D. P.; Barman, B. K.; Bose, P. K. Sci. Cult. (1964) v. 30 p.445.
17. Dewick, P. M. Medicinal Natural Products: A Biosynthetic Approach 3rd ed. (2009) John Wiley & Sons Ltd: Chichester, U.K.
18. (188) Battersby, A. R.; Brown, R. T.; Kapil, R. S.; Plunkett, A. O.;Taylor, J. B. Chem. Commun. (1966) p. 46.
19. Leistner, E.; Zenk, M. H. Tetrahedron Lett. (1968) v.9 p.1395
20. Kureel, S. P.; Kapil, R. S.; Popli, S. P. Experientia (1969) v.25 p. 790.
21. Kong, Y.-C.; Cheng, K.-F.; Ng, K.-H.; But, P. P.-H.; Li, Q.; Yu,S.-X.; Chang, H.-T.; Cambie, R. C.; Kinoshita, T.; Kan, W.-S.;Waterman, P. G. Biochem. Syst. Ecol. (1986) v.14 p.491
22. Eijkman, J. F. Recl. Trav. Chim. Pays−Bas Belg. (1885) v.4, p.32
23. Narasimhan, N. S.; Paradkar, M. V.; Chitguppi, V. P.; Kelkar, S. L. Indian J. Chem. (1975) v.13 p.993.
24. Roy, S.; Guha, R.; Ghosh, S.; Chakraborty, D. P. Indian J. Chem. (1982) v.21B p.617.
25. Kureel, S. P.; Kapil, R. S.; Popli, S. P. J. Chem. Soc. D (1969) p.1120

•   Datos: Q424003
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