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Piritiona

Piritiona es el nombre común de un compuesto organosulfurado con fórmula molecular C
5yo
5NOS , elegida como abreviatura de piridinetiona , y encontrada en la chalota persa . [4] Existe como un par de tautómeros , siendo la forma principal la tiona 1-hidroxi-2(1 H )-piridinetiona y la forma menor el tiol 2-mercaptopiridina N -óxido ; cristaliza en forma de tiona. [5] Generalmente se prepara a partir de 2-bromopiridina , [1] 2-cloropiridina , [6] [7] o 2-cloropiridina N-óxido, [8] y está disponible comercialmente tanto como compuesto neutro como su sal sódica . [1] Se utiliza para preparar piritiona de zinc , [9] [10] que se utiliza principalmente para tratar la caspa y la dermatitis seborreica en champús medicinales , [11] [12] aunque también es un agente antiincrustante en pinturas. [13]

Preparación

La preparación de piritiona fue reportada por primera vez en 1950 [13] por Shaw [14] y fue preparada por reacción de N-óxido de 2-cloropiridina con hidrosulfuro de sodio seguida de acidificación, [8] o más recientemente con sulfuro de sodio . [15] El N- óxido de 2-cloropiridina en sí puede prepararse a partir de 2-cloropiridina usando ácido peracético . [16] Otro enfoque implica tratar el mismo N -óxido de partida con tiourea para producir N -óxido de cloruro de piridil-2-isotiouronio que sufre hidrólisis básica a piritiona. [1] [17] La ​​2-bromopiridina puede oxidarse a su N -óxido usando un perácido adecuado (como para la 2-cloropiridina), ambos enfoques son análogos al reportado en Síntesis orgánicas para la oxidación de piridina a su N -óxido. [1] [18] Una reacción de sustitución usando ditionito de sodio ( Na
2S
2Oh
4) o sulfuro de sodio con hidróxido de sodio permitirá la sustitución del sustituyente bromo con un grupo funcional tiol . [1] [15]

La estrategia alternativa es formar el mercaptano antes de introducir la fracción N -óxido . La 2-mercaptopiridina se sintetizó originalmente en 1931 calentando 2-cloropiridina con hidrosulfuro de calcio , [6] un enfoque similar al utilizado por primera vez para preparar piritiona. [8] El enfoque análogo de la tiourea a través de una sal de uronio se informó en 1958 y proporciona una ruta más conveniente para la 2-mercaptopiridina. [7] Luego se puede realizar la oxidación al N -óxido.

El disulfuro dipiritiona, 2,2'-ditiobis(piridina- N -óxido)

La piritiona se encuentra como un producto natural en la planta Allium stipitatum , una especie asiática de cebolla , también conocida como chalota persa. [4] Su presencia se detectó mediante espectrometría de masas de iones positivos utilizando una fuente de iones DART [19] y se ha informado del disulfuro dipiritiona  [de] (2,2'-disulfanediylbis(piridina)-1,1'-dióxido) de la misma especie. [20] La dipiritiona se puede preparar en un laboratorio mediante la oxidación de piritiona con cloro en presencia de hidróxido de sodio : [16]

2  C
5yo
4COMIDA   +   Cl
2   + 2 NaOH →   NOC
5yo
4–S–S–C
5yo
4NO   + 2NaCl +  2H
2Oh

La dipiritiona se utiliza como fungicida y bactericida , [8] y se ha informado que posee una nueva actividad citotóxica al inducir la apoptosis . [21] Sin embargo, como la apoptosis solo ocurre en organismos superiores, este mecanismo no es relevante para las propiedades antifúngicas y bactericidas de la piritiona.

Propiedades

Tautomerización de la sal sódica de piritiona
(forma tiona a la izquierda, forma tiolato a la derecha)

La piritiona existe como un par de protótropos, una forma de tautomería por la cual la rápida interconversión de isómeros constitucionales implica el desplazamiento de un solo protón, en este caso entre los átomos de azufre y oxígeno (mostrados en el cuadro de información anterior). [3] [22] [23]

También se puede considerar que las sales de la base conjugada de piritiona exhiben tautomería al asociar nocionalmente el ion sodio con cualquier heteroátomo que tenga la carga negativa del anión (a diferencia de las cargas formales asociadas con el N -óxido); sin embargo, considerando solo el anión, esto también podría describirse como un ejemplo de resonancia .

La piritiona es un ácido débil con valores de p K a de −1,95 y +4,6 (protón tiol), [2] [3] pero es un ácido notablemente más fuerte que cualquiera de sus compuestos parentales (piridina- N -óxido y piridina-2-tiol), ambos con p K a  > 8. [22] Es sólo ligeramente soluble en agua (2,5 g L −1 ) pero es soluble en muchos disolventes orgánicos (incluidos benceno , cloroformo , diclorometano , dimetilformamida , dimetilsulfóxido y acetato de etilo ) y ligeramente soluble en otros ( éter dietílico , etanol , metil terc -butil éter y tetrahidrofurano ). [1]

La piritiona se puede utilizar como fuente de radicales hidroxilo en la síntesis orgánica [24], ya que se descompone fotoquímicamente en HO • y radical (piridin-2-il)sulfanilo. [25]

Aplicaciones

Estructuras de complejos 1:2 de zinc y la base conjugada de piritiona
Arriba : Fórmula estructural del monómero
Abajo : Modelo de bolas y palos del dímero

La base conjugada de la piritiona (ion piritionato) es un anión que contiene dos átomos donantes , un átomo de azufre y un átomo de oxígeno, cada uno con una carga formal negativa ; el átomo de nitrógeno permanece formalmente cargado positivamente. El anión tiolato se puede formar por reacción con carbonato de sodio, y la piritiona de zinc se forma cuando se agrega cloruro de zinc . [10] El anión puede actuar como un ligando monodentado o bidentado y forma un complejo 1:2 con un centro metálico de zinc (II). La piritiona de zinc se ha utilizado desde la década de 1930, aunque su preparación no se reveló hasta una patente británica de 1955 [13] en la que la piritiona reaccionó directamente con sulfato de zinc hidratado en etanol. [9] En su forma monomérica , la piritiona de zinc tiene dos de los aniones quelados con un centro de zinc con una geometría tetraédrica . En estado sólido, forma un dímero en el que cada centro de zinc adopta una geometría bipiramidal trigonal con dos de los aniones actuando como ligandos puente coordinados a través de los átomos de oxígeno en las posiciones axiales. [26] En solución, los dímeros se disocian mediante la escisión de los enlaces zinc-oxígeno a cada ligando puente. Puede ocurrir una mayor disociación del monómero en sus constituyentes y es indeseable ya que el complejo es más potente en aplicaciones médicas; por esta razón, se puede agregar carbonato de zinc a las formulaciones ya que inhibe la disociación del monómero. [27]

La piritiona de zinc tiene una larga historia de uso en champús medicinales para tratar la caspa y la dermatitis seborreica [28] [29] [30] (la caspa puede considerarse una forma leve de dermatitis seborreica [12] ). Presenta propiedades antimicóticas y antimicrobianas , inhibiendo las levaduras Malassezia que promueven estas afecciones del cuero cabelludo. [27] Los mecanismos por los cuales este trabajo funciona son objeto de estudio en curso. [31] [32] Se puede utilizar como agente antibacteriano contra infecciones por Staphylococcus y Streptococcus para afecciones como el pie de atleta, el eczema, la psoriasis y la tiña. [13] Se sabe que es citotóxico contra Pityrosporum ovale , especialmente en combinación con ketoconazol , que es la formulación preferida para la dermatitis seborreica. [11] La piritiona en sí misma inhibe los procesos de transporte de membrana en los hongos. [22] [33]

Las pinturas utilizadas en ambientes externos a veces incluyen piritionato de zinc como preventivo contra las algas y el moho. [13] [34]

Referencias

  1. ^ abcdefgh Knight, David W.; Hartung, Jens (15 de septiembre de 2006). "1-Hidroxipiridina-2(1H)-tiona". 1-Hidroxipiridina-2(1 H )-tiona . Enciclopedia de reactivos para síntesis orgánica . John Wiley & Sons . doi :10.1002/047084289X.rh067.pub2. ISBN 0471936235.
  2. ^ ab Rodríguez Mellado, José Miguel; Marín Galvín, Rafael; Ruiz Montoya, Mercedes (2004). "Contaminantes antropogénicos del medio ambiente: estudios electroquímicos sobre herbicidas y fungicidas". En Brillas Coso, Enric; Cabot Julia, Pere-Lluís (eds.). Tendencias en Electroquímica y Corrosión a principios del Siglo XXI: Dedicado al Profesor Dr. Josep M. Costa con motivo de su 70 cumpleaños . Ediciones Universitat Barcelona. págs. 335–358. ISBN 9788447526390Archivado desde el original el 24 de febrero de 2024. Consultado el 24 de febrero de 2024 .
  3. ^ abc Jones, R. Alan; Katritzky, AR (1960). " N -óxidos y compuestos relacionados. Parte XVII. El tautomerismo de los óxidos de mercapto- y acilamino-piridina 1". J. Chem. Soc. : 2937–2942. doi :10.1039/JR9600002937.
  4. ^ ab Ebrahimia, R.; Zamani, Z.; Kash, A. (2009). "Evaluación de la diversidad genética de la chalota persa silvestre ( Allium hirtifolium Boiss.) utilizando marcadores morfológicos y RAPD". Sci. Hortic. 119 (4): 345–351. Bibcode :2009ScHor.119..345E. doi :10.1016/j.scienta.2008.08.032.
  5. ^ Bond, Andrew; Jones, William (1999). "1-Hidroxi-2(1 H )-piridinetiona". Acta Crystallogr. C . 55 (9): 1536–1538. Código Bibliográfico :1999AcCrC..55.1536B. doi :10.1107/S0108270199006824.
  6. ^ ab Räth, C.; Binz, A.; Rath, C. (1931). "Mercaptane und Sulfosäuren des Pyridins. XII. Mitteilung über Derivate des Pyridins". Justus Liebigs Ann. Química. (en alemán). 487 : 105-119. doi :10.1002/jlac.19314870107.
  7. ^ ab Jones, RA; Katritzky, AR (1958). "721. Piridinas tautoméricas. Parte I. Pirid-2- y −4-tiona". J. Chem. Soc. : 3610–3613. doi :10.1039/JR9580003610.
  8. ^ abcd Entrada sobre piritiona . en: Römpp Online . Georg Thieme Verlag, consultado el 15 de diciembre de 2016.
  9. ^ ab US concedido 2809971, Bernstein, Jack y Losee, Kathryn A., "Derivados de metales pesados ​​de 1-hidroxi-2-piridinetionas y método para prepararlos", publicado el 15 de octubre de 1957, asignado a Olin Mathieson  Archivado el 24 de diciembre de 2016 en Wayback Machine.
  10. ^ ab US concedida 4396766, Farmer, David A. y Katz, Lawrence E., "Proceso para producir piritiona de sodio y zinc", publicada el 2 de agosto de 1983, asignada a Olin Corporation [1] 
  11. ^ ab Gupta, Mrinal; Mahajan, Vikram K.; Mehta, Karaninder S.; Chauhan, Pushpinder S. (2014). "Terapia con zinc en dermatología: una revisión". Dermatol. Res. Practica. 2014 : 1–11. doi : 10.1155/2014/709152 . PMC 4120804 . PMID  25120566.  
  12. ^ ab Chernoff, Karen; Lin, Richie; Cohen, Steven R. (2014). "Dermatitis seborreica". En Rudikoff, Donald; Cohen, Steven R.; Scheinfeld, Noah (eds.). Dermatitis atópica y trastornos eccematosos . CRC Press . págs. 275–288. ISBN 9781840766530Archivado desde el original el 24 de febrero de 2024. Consultado el 24 de febrero de 2024 .
  13. ^ abcde «Molécula de la semana: piritiona de cinc». American Chemical Society . 10 de febrero de 2014. Archivado desde el original el 1 de marzo de 2021. Consultado el 23 de abril de 2020 .
  14. ^ Shaw, Elliott; Bernstein, Jack; Losee, Kathryn; Lott, WA (1950). "Análogos del ácido aspergílico. IV. 2-Bromopiridina- N -óxidos sustituidos y su conversión en ácidos tiohidroxámicos cíclicos". J. Am. Chem. Soc. 72 (10): 4362–4364. doi :10.1021/ja01166a008.
  15. ^ ab Cheng, Hefeng; Ella, Ji (1990). "14. Preparación mejorada de N -óxido de 2-mercaptopiridina". Zhongguo Yiyao Gongye Zazhi . 21 (2): 55–56.
  16. ^ ab Unger, Thomas A. (1996). "Dipiritiona". Manual de síntesis de pesticidas . Noyes Publications . pág. 853. ISBN 9780815518532Archivado desde el original el 24 de febrero de 2024. Consultado el 24 de febrero de 2024 .
  17. ^ Thomas, K.; Jerchel, D. (1964). "La introducción de sustituyentes en el anillo de piridina". En Foerst, Wilhelm (ed.). Newer Methods of Preparative Organic Chemistry . Vol. 3. Traducido por Birnbaum, Henry. Academic Press . págs. 53–110. ISBN 9780323146104Archivado desde el original el 24 de febrero de 2024. Consultado el 24 de febrero de 2024 .
  18. ^ Mosher, HS; Turner, L.; Carlsmith, A. (1963). "N-óxido de piridina". Síntesis orgánicas . doi :10.15227/orgsyn.033.0079; Volúmenes recopilados , vol. 4, pág. 828.
  19. ^ Block, Eric; Dane, A. John; Cody, Robert B. (2011). "Trituración de ajo y corte de cebolla: detección de ácidos sulfénicos y otros intermediarios organosulfurados reactivos del ajo y otras aliáceas mediante análisis directo en espectrometría de masas en tiempo real (DART-MS)". Azufre de fósforo . 186 (5): 1085–1093. doi :10.1080/10426507.2010.507728. S2CID  98520689.
  20. ^ O'Donnell, Gemma; Poeschl, Rosemarie; Zimhony, Oren; Gunaratnam, Mekala; Moreira, Joao BC; Neidle, Stephen; Evangelopoulos, Dimitrios; Bhakta⊥, Sanjib; Malkinson, John P.; Boshoff, Helena I.; Lenaerts, Anne; Gibbons, Simon (2009). "Disulfuros de N-óxido de piridina bioactivos de Allium stipitatum". J. Nat. Prod. 72 (3): 360–365. doi :10.1021/np800572r. PMC 2765505 . PMID  19093848.  
  21. ^ Fanático, Yumei; Liu, Caizhi; Huang, Yongmao; Zhang, Jie; Cai, Linlin; Wang, Shengnan; Zhang, Yongze; Duan, Xianglin; Yin, Zhimin (2013). "La dipiritiona induce la detención del ciclo celular y la apoptosis en cuatro líneas celulares cancerosas in vitro e inhibe el crecimiento tumoral en un modelo de ratón". BMC Farmacol. Toxico. 14 (54): 54. doi : 10.1186/2050-6511-14-54 . PMC 4015681 . PMID  24139500.  
  22. ^ abc Chandler, Carol J.; Segel, Irwin H. (1978). "Mecanismo de la acción antimicrobiana de la piritiona: efectos sobre el transporte de membrana, los niveles de ATP y la síntesis de proteínas". Antimicrob. Agents Chemother. 14 (1): 60–68. doi :10.1128/AAC.14.1.60. PMC 352405 . PMID  28693.  
  23. ^ Katritzky, Alan R. ; Elguero, José (1976). El tautomería de los heterociclos . Academic Press . ISBN 9780120206513.
  24. ^ Smith, Michael B. (2013). Química orgánica avanzada de March (7.ª ed.). Wiley. pág. 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). "Sobre la electrofilicidad del radical hidroxilo: un estudio computacional y de fotólisis con flash láser". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 127 (19): 7094–7109. doi :10.1021/ja043692q. ISSN  0002-7863. PMID  15884952.
  26. ^ Barnett, BL; Kretschmar, HC; Hartman, FA (1977). "Caracterización estructural del bis ( N -oxopiridina-2-tionato) zinc (II)". Inorg. Química. 16 (8): 1834–1838. doi :10.1021/ic50174a002.
  27. ^ ab Trüeb, Ralph M.; Lee, Won-Soo (2014). "6.2.5 – Caspa". Alopecia masculina: guía para un tratamiento exitoso . Springer Science & Business Media . págs. 247–250. ISBN 9783319032337Archivado desde el original el 24 de febrero de 2024. Consultado el 24 de febrero de 2024 .
  28. ^ Marks, R.; Pearse, AD; Walker, AP (1985). "Los efectos de un champú que contiene piritionato de zinc en el control de la caspa". Br. J. Dermatol. 112 (4): 415–422. doi :10.1111/j.1365-2133.1985.tb02314.x. PMID  3158327. S2CID  23368244.
  29. ^ Faergemann, Jan (2000). "Manejo de la dermatitis seborreica y la pitiriasis versicolor". Am. 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). "Evaluación de la eficacia terapéutica de los tratamientos del cuero cabelludo para la caspa y la dermatitis seborreica, parte 1: un método fiable y relevante basado en la escala de descamación del cuero cabelludo adherente (ASFS)". J. Dermatolog. Treat. 25 (3): 232–236. doi :10.3109/09546634.2012.687089. PMID  22515728. S2CID  30707098.
  31. ^ Chandler, Carol J.; Segel, Irwin H. (1978). "Mecanismo de la acción antimicrobiana de la piritiona: efectos sobre el transporte de membrana, los niveles de ATP y la síntesis de proteínas". Antimicrob. Agents Chemother. 14 (1): 60–68. doi :10.1128/AAC.14.1.60. PMC 352405. PMID  28693 .  
  32. ^ Reeder, NL; Xu, J.; Youngquist, RS; Schwartz, James R.; Rust, RC; Saunders, CW (2011). "El mecanismo de acción antifúngico de la piritiona de zinc". 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). "Mecanismo de despolarización de membrana inducida por piritiona en Neurospora crassa". Appl. Environ. Microbiol. 61 (9): 3385–3390. Bibcode :1995ApEnM..61.3385E. doi :10.1128/AEM.61.9.3385-3390.1995. PMC 167618 . PMID  7574648.  
  34. ^ Patente estadounidense 4039312, Joseph, Marcel y Patru, Gaston, "Composiciones bacteriostáticas, fungistáticas y algicidas, particularmente para pinturas submarinas", publicada el 2 de agosto de 1977, asignada a Joseph, Marcel y Patru, Gaston [2]