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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 la piritiona con cloro en presencia de hidróxido de sodio : [16]

2  C
5yo
4COMIDA   +   Cl
2   + 2 NaOH →   ONC
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 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]

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