1,10-Phenanthroline

1,10-fenantrolina (fen) es un compuesto orgánico heterocíclico. Es un sólido blanco soluble en disolventes orgánicos. El 1,10 se refiere a la ubicación de los átomos de nitrógeno que reemplazan a los CH en el hidrocarburo llamado fenantreno.

Abreviado "fen", se utiliza como ligando en la química de coordinación, formando complejos fuertes con la mayoría de los iones metálicos. A menudo se vende como monohidrato.

Síntesis

La fenantrolina se puede preparar mediante dos reacciones de Skraup sucesivas de glicerol con o-fenilendiamina, catalizadas por ácido sulfúrico, y un agente oxidante, tradicionalmente ácido arsénico acuoso o nitrobenceno. La deshidratación del glicerol da acroleína que se condensa con la amina seguida de una ciclación.

Química de coordinación

En términos de sus propiedades de coordinación, la fenantrolina es similar a la 2,2'-bipiridina (bipy) con la ventaja de que los dos donantes de nitrógeno están preorganizados para la quelación. La fenantrolina es una base más fuerte que el bipy. Según una escala de clasificación de ligandos, phen es un donante más débil que bipy.

Se conocen varios complejos homolépticos del tipo [M(phen)₃]²⁺. Particularmente bien estudiado es el [Fe(phen)₃]²⁺, llamado "ferroína". Puede utilizarse para la determinación fotométrica de Fe(II). Se utiliza como indicador redox con potencial estándar +1,06 V. La forma ferrosa reducida tiene un color rojo intenso y la forma oxidada es azul claro. El complejo rosa [Ni(phen)₃]²⁺ se ha resuelto en sus isómeros Δ y Λ. El complejo [Ru(phen)₃]²⁺ es bioactivo.

El cobre(I) forma [Cu(phen)₂]⁺, que es luminiscente.

Química bioinorgánica

La 1,10-fenantrolina es un inhibidor de las metalopeptidasas, siendo uno de los primeros casos observados en la carboxipeptidasa A. La inhibición de la enzima se produce mediante la eliminación y quelación del ion metálico necesario para la actividad catalítica, dejando una apoenzima inactiva. La 1,10-fenantrolina se dirige principalmente a las metalopeptidasas de zinc, con una afinidad mucho menor por el calcio.

ligandos de fen relacionados

Se han examinado como ligandos una variedad de derivados sustituidos de fen. Los sustituyentes en las posiciones 2,9 confieren protección al metal adherido, inhibiendo la unión de múltiples equivalentes de fenantrolina. Estos ligandos voluminosos también favorecen la coordinación trigonal o tetraédrica en el metal. El propio fen forma complejos del tipo [M(phen)₃]Cl₂ cuando se trata con dihaluros metálicos (M = Fe, Co, Ni). Por el contrario, la neocuproína y la batocuproína forman complejos 1:1 como [Ni(neocuproína)Cl₂]₂.

Básicas de 1,10-Phenanthrolines y 2,2'-Bipyridine

phen derivative	pKa	comentario/alt. nombre	esquema de numeración
1,10-phenanthroline	4.86	phen
2,2'-bipyridine	4.30	Bipy
5-nitro-1,10-phenanthroline	3.57
2,9-dimetil-1,10-phenanthroline	desconocida	neocuproina
2,9-Dimetil-4,7-diphenylphenanthroline	desconocida	Bathocuproine
4,7-dimetil-1,10-phenanthroline	5.97
4,7-difenil-1,10-phenanthroline	desconocida	bathophenanthroline
5,6-dimetil-1,10-phenanthroline	5.20	5,6-Me2phen
3,4,7,8-tetrametilfenantroline	6.31	3,4,7,8-Me4phen
4,7-dimetoxi-1,10-phenanthroline	6.45	4,7-(MeO)2phen
2,6-dimesitylphenanthroline	desconocida	HETPHEN

Como indicador de reactivos de alquillitio

Los reactivos de alquillitio forman derivados de colores intensos con fenantrolina. El contenido de alquillitio de las soluciones se puede determinar mediante el tratamiento de dichos reactivos con pequeñas cantidades de fenantrolina (aproximadamente 1 mg) seguido de una valoración con alcoholes hasta un punto final incoloro. Los reactivos de Grignard pueden valorarse de manera similar.