Acridina

Acridina es un compuesto orgánico y un heterociclo de nitrógeno con la fórmula C₁₃H₉N. Las acridinas son derivados sustituidos del anillo original. Es una molécula plana que está relacionada estructuralmente con el antraceno con uno de los grupos CH centrales reemplazado por nitrógeno. Al igual que las moléculas relacionadas, la piridina y la quinolina, la acridina es ligeramente básica. Es un sólido casi incoloro, que cristaliza en agujas. Hay pocas aplicaciones comerciales de acridinas; en un momento los tintes de acridina fueron populares, pero ahora están relegados a aplicaciones de nicho, como con naranja de acridina. El nombre es una referencia al olor acre y al efecto irritante de la piel del compuesto.

Aislamiento y síntesis

Carl Gräbe y Heinrich Caro aislaron por primera vez la acridina en 1870 del alquitrán de hulla. La acridina se separa del alquitrán de hulla extrayéndolo con ácido sulfúrico diluido. La adición de dicromato de potasio a esta solución precipita el bicromato de acridina. El bicromato se descompone usando amoníaco.

La acridina y sus derivados se pueden preparar mediante muchos procesos sintéticos. En la síntesis de acridina de Bernthsen, la difenilamina se condensa con ácidos carboxílicos en presencia de cloruro de zinc. Cuando el ácido fórmico es el ácido carboxílico, la reacción produce la acridina original. Con los ácidos carboxílicos superiores más grandes, se generan los derivados sustituidos en el átomo de carbono meso.

Otros métodos más antiguos para la síntesis orgánica de acridinas incluyen la condensación de difenilamina con cloroformo en presencia de cloruro de aluminio, pasando los vapores de ortoaminodifenilmetano sobre litargirio calentado, calentando salicilaldehído con anilina y cloruro de zinc o destilando acridona (9 posiciones un grupo carbonilo) sobre polvo de zinc. Otro método clásico para la síntesis de acridonas es la reacción de Lehmstedt-Tanasescu.

En enzimología, una acridona sintasa (EC 2.3.1.159) es una enzima que cataliza la reacción química

3 malonyl-CoA + N-methylanthraniloyl-CoA ⇌ 4 CoA + 1,3-dihidroxi-N-methylacridone + 3 CO₂

Por lo tanto, los dos sustratos de esta enzima son malonil-CoA y N-metilantraniloil-CoA, mientras que sus tres productos son CoA, 1,3-dihidroxi-N-metilacridona y CO2.

Reacciones

La acridina muestra las reacciones esperadas de un heterociclo N insaturado. Se somete a alquilación N con yoduros de alquilo para formar yoduros de alquil acridinio, que se transforman fácilmente por la acción del ferricianuro de potasio alcalino en acridonas de N-alquilo.

Básica

La acridina y sus homólogos son débilmente básicos. La acridina es una fotobase que tiene un estado fundamental pKa de 5,1, similar al de la piridina, y un estado excitado pK_a de 10,6. También comparte propiedades con la quinolina.

Reducción y oxidación

Las acridinas se pueden reducir a 9,10-dihidroacridinas, a veces llamadas leucoacridinas. La reacción con cianuro de potasio da el derivado 9-ciano-9,10-dehidro. Por oxidación con permanganato de potasio, se obtiene ácido acridínico (C₉H₅N(CO₂H)₂) también conocido como ácido quinolina-1,2-dicarboxílico. La acridina es fácilmente oxidada por el ácido peroximonosulfúrico al óxido de amina de acridina. La posición del carbono 9 de la acridina se activa para las reacciones de adición.

Aplicaciones

Varios tintes y medicamentos presentan el esqueleto de acridina. Muchas acridinas, como la proflavina, también tienen propiedades antisépticas. La acridina y los derivados relacionados (como la amsacrina) se unen al ADN y al ARN debido a su capacidad para intercalarse. El naranja de acridina (3,6-dimetilaminoacridina) es una tinción metacromática selectiva de ácidos nucleicos útil para la determinación del ciclo celular.

Tintes

En un momento dado, los tintes de acridina fueron comercialmente significativos, pero ahora son poco comunes porque no son resistentes a la luz. Los tintes de acridina se preparan por condensación de derivados de 1,3-diaminobenceno. Ilustrativa es la reacción de 2,4-diaminotolueno con acetaldehído:

Síntesis de C.I. Amarillo básico 9, un tinte de acridina.

9-Fenilacridina es la base principal de la crisanilina o 3,6-diamino-9-fenilacridina, que es el componente principal del colorante fosfina (que no debe confundirse con el gas fosfina), un subproducto en la fabricación de rosanilina. La crisanilina forma sales de color rojo, que tiñen la seda y la lana de un fino amarillo; y las soluciones de las sales se caracterizan por su fina fluorescencia verde amarillenta. La crisanilina fue sintetizada por O. Fischer y G. Koerner condensando o-nitrobenzaldehído con anilina, siendo el o-nitro-p-diaminotrifenilmetano resultante reducido al compuesto o-amino correspondiente, que al oxidarse produce crisanilina.

benzoflavina, un isómero de la crisanilina, también es un colorante y ha sido preparada por K. Oehler a partir de m-fenilendiamina y benzaldehído. Estas sustancias se condensan para formar tetraaminotrifenilmetano, que al calentarlo con ácidos pierde amoníaco y da 3,6-diamino-9,10-dihidrofenilacridina, de la que se obtiene por oxidación la benzoflavina. Es un polvo amarillo, soluble en agua caliente.

Biología molecular

Se sabe que la acridina induce pequeñas inserciones o deleciones en secuencias de nucleótidos, lo que resulta en mutaciones de cambio de marco. Este compuesto fue útil para identificar la naturaleza triplete de los códigos genéticos.

Estructura

Según lo establecido por cristalografía de rayos X, la acridina se ha obtenido en ocho polimorfos. Todos presentan moléculas planas muy similares con longitudes de enlace y distancias de enlace casi idénticas.

Seguridad

La acridina es un irritante de la piel. Su LD50 (ratas, oral) es de 2000 mg/kg y 500 mg/kg (ratones, oral).

Literatura

• Moloney, Gerard P.; Kelly, David P.; Mack, P. (2001). "Synthesis of Acridine-based DNA Bis-intercalating Agents" (PDF). Molecules. 6 (3): 230–243. doi:10.3390/60300230.
• Schmidt, A.; Liu, M. (2015). "Recent Advances in the Chemistry of Acridines". Avances en Química Heterocíclica. 15: 287–353. doi:10.1016/bs.aihch.2015.04.004. ISBN 9780128021293. [ver artículo sobre propiedades físicas de las acridinas, productos naturales que poseen el núcleo de la acridina, acridinas biológicamente activas, aplicaciones de las acridinas, nuevas sintesis y reacciones de las acridinas]