Хромон

Перейти к навигацииПерейти к поиску
Хромон
Изображение химической структуры
Общие
Систематическое
наименование		 Хромен-​4-​он
Традиционные названия 4-Хромон; 1,4-Бензопирон; 4H-Хромен-4-он; Бензо-γ-пирон; 1-Бензопиран-4-он; 4H-Бензо(b)пиран-4-он
Хим. формулаC9H6O2
Физические свойства
Состояние бесцветные кристаллы
Молярная масса146,145 г/моль
Термические свойства
Температура
 • плавления59 °C
 • кипения239 °C
Химические свойства
Константа диссоциации кислоты -2.0 (сопряженная кислота)
Растворимость
 • в воде малорастворим
 • в хлороформе растворим
 • в этаноле растворим
 • в диэтиловом эфире растворим
Классификация
Рег. номер CAS491-38-3
PubChem10286
Рег. номер EINECS207-737-9
SMILES
 
InChI
 
RTECSGB7887000
ChEBI72013
ChemSpider9866
Безопасность
ЛД50 91 мг/кг (мыши, внутрибрюшинно)
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

Хромо́н (или бензо-4-пиро́н) — гетероциклическое органическое соединение, производное бензопирана с кето-группой в положении 4 пиранового кольца. Хромон является основой структуры флавоноидов; кроме того, производные хромона, не являющиеся флавоноидами, распространены в растительном и бактериальном мирах. Хромон считается перспективным структурным блоком для поиска новых фармацевтических субстанций.[1]

Исторические сведения

Название «хромон» было впервые использовано М. Блохом и С. Костанецким для описания окрашенных природных соединений, содержащих в структуре бензопиран-4-оновый фрагмент.[2] Незамещенный хромон был впервые получен С. Руэманном и Х. Стэплтоном в 1900 году пиролизом 2-хромонкарбоновой кислоты, полученной, в свою очередь, ими же из феноксифумаровой кислоты.[3]

Физические свойства

В УФ спектре хромона наблюдаются максимумы поглощения при 245 (ɛ=10000) и 297 (ɛ=6460) нм, в ИК-спектрах хромона валентным колебаниям карбонильной группы соответствует полоса поглощения 1660 см−1[4]. Большинство хромонов флуоресцируют в УФ-свете желтым или желто-зеленым цветом. Интенсивность флуоресценции усиливается под воздействием паров аммиака или после обработки спиртовыми растворами щелочей. В отличие от кумаринов, хромоны усиливают флуоресценцию в УФ-свете после обработки серной кислотой.

В спектрах ЯМР 1H и 13С хромона в дейтерохлороформе наблюдаются следующие сигналы (в миллионных долях):[5]

Сигналы хромона в ЯМР спектрах в дейтерохлороформе
Сигналы хромона в ЯМР спектрах в дейтерохлороформе

В масс-спектре хромона, помимо молекулярного иона М+. с m/z 146, наблюдаются пики продуктов фрагментации, сопровождающейся выбросом молекулы ацетилена, а затем двух молекул СО в соответствии со схемой:[6]

Схема фрагментации молекулярного иона хромона
Схема фрагментации молекулярного иона хромона

Методы синтеза

Удобный метод получения хромона основан на реакции о-гидроксиацетофенона с диметилацеталем диметилформамида в кипящем ксилоле с одновременной отгонкой образующегося метанола. Получающийся енаминокетон под действием водного раствора серной кислоты при 100°С циклизуется в хромон. [7]

Схема синтеза хромона из о-гидроксиацетофенона
Схема синтеза хромона из о-гидроксиацетофенона

Исторически, для получения 2- и 3-замещенных хромонов также широко распространены методы синтеза путем конденсаций с использованием производных о-гидроксиацетофенона, но к настоящему времени известно и множество других подходов к их синтезу.[8][9][10] Большое значение сохраняют реакция Костанецкого[англ.] и перегруппировка Бейкера-Венкатарамана[англ.]

Химические свойства

Кислотно-основные свойства

С сильными кислотами (например, хлорной) хромон образует cоли пирилия[англ.] (хромилия) лимонно-желтого цвета:[11]

Солеобразование хромона с сильными кислотами
Солеобразование хромона с сильными кислотами

Фотохимические реакции

При облучении УФ светом бензольного раствора хромона он димеризуется, образуя продукт типа «голова-к-хвосту»: [12]

Схема реакции фотодимеризации хромона
Схема реакции фотодимеризации хромона

Взаимодействие с нуклеофилами

Хромон довольно легко вступает в реакции со многими нуклеофилами. Эти реакции чаще всего протекают по положению С(2) и сопровождаются раскрытием пиронового кольца. Так, холодный раствор гидроксида натрия обратимо превращает хромоны в соли соответствующих ациклических производных фенола в результате атаки по положению С(2). Продукты реакций с концентрированными щелочами обычно окрашены в пурпурно-красный цвет.

Схема реакции хромона со щелочами
Схема реакции хромона со щелочами

В более жестких условиях наблюдается разрушение 1,3-дикарбонильного бокового фрагмента такого производного фенола (превращение, обратное конденсации Клайзена).

Взаимодействие с бинуклеофилами, например, гидразином, протекает через атаку по положению С(2), дециклизацию, и вторичную атаку по С(4) с формированием 5-замещенного пиразола:

Схема реакции хромона с гидразином
Схема реакции хромона с гидразином

Взаимодействие с электрофилами

Хромон труднее вступает в реакции с реагентами электрофильной природы, и они почти всегда проходят, не затрагивая пироновый фрагмент. Нитрование хромона дымящей азотной кислотой в присутствии концентрированной серной кислоты приводит с хорошим выходом к 6-нитрохромону.[13]

cхема реакции нитрования хромона
cхема реакции нитрования хромона

Бромирование дибромизоциануровой кислотой идёт уже при комнатной температуре и также приводит к 6-замещённому производному.[14]

Схема реакции бромирования хромона
Схема реакции бромирования хромона

Прочие реакции

Реакцией хромона с тионилхлоридом может быть получен продукт замещения кислорода кето-группы.[15]

Схема реакции хромона с тионилхлоридом
Схема реакции хромона с тионилхлоридом

Взаимодействие с сульфурилхлоридом приводит к продукту присоединения хлора по двойной связи пиронового кольца, 2,3-дихлорхроманону.[15]

Схема реакции хромона с сульфурилхлоридом
Схема реакции хромона с сульфурилхлоридом

Отличия от кумаринов и флавоноидов

Производные хромона от производных кумарина отличают при помощи реакции азосочетания, например с диазотированной сульфаниловой кислотой. Хотя хромоны в фильтрованном ультрафиолетовом свете характеризуются сходной с некоторыми кумаринами флуоресценцией, с диазореагентами они образуют в растворах светло-желтое окрашивание, а на бумаге этой реакции вообще не обнаруживается, в то время как продукты взаимодействия кумаринов с солями диазония имеют устойчивую окраску, которая, в зависимости от строения кумарина и диазореагента, может меняться от оранжевой до красной.[16] В отличие от флавоноидов, хромоны не дают окраски со смесью борной и лимонной кислот. [11]

Специфическая качественная реакция

При взаимодействии с 0,1 % водным раствором уранилацетата хромоны, в зависимости от структуры, образуют окрашенные растворы (оранжевые, красные, фиолетовые) или желтый осадок.

Производные хромона в природе и фармакологии

Замещенные хромоны широко распространены в природе. В течение суток с растительными продуктами человек потребляет около 140—190 мг различных производных хромона, главным образом, флавоноидов[17]. Многие флавоноиды, а также производные хромона, выделенные из растений и низших грибов, обладают противоопухолевой, фунгицидной, антиоксидантной, Р-витаминной и др. видами биологической активностьи. Синтетические производные хромона также используются в качестве фармпрепаратов.

  • Келлин[англ.] и Виснагин[англ.] — представители фурохромонов, содержащиеся в плодах, листьях, корнях и стеблях Ammi visnaga. Келлин используется как спазмолитическое и седативное средство при стенокардии и бронхиальной астме. Виснагин обладает вазодилаторной активностью и применяется в народной медицине для профилактики образования почечных камней.[18]
  • Кверцетин, витаминный препарат группы Р, антиоксидант.
  • Рутин, гликозид кверцетина (кверцетин-3-О-рутинозид), входит в состав препарата «Аскорутин».
  • Интал (натриевая соль кромоглициевой кислоты) — противоаллергическое и противоастматическое средство для профилактики и лечения бронхиальной астмы, аллергического ринита и конъюнктивита.[19]
  • Недокромил[англ.] натрия — противоастматическое средство.
  • Эукрифин — гликозид, выделенный из коры Eucryphia cordifolia.[20]
  • Амлексанокс[англ.] — противовоспалительное средство, применяющееся для лечения афтозного стоматита.

См. также

Ссылки

  1. ↑ Reis J, Gaspar A, Milhazes N, Borges F (2017). "Chromone as a Privileged Scaffold in Drug Discovery: Recent Advances". J. Med. Chem. 60: 7941—7957. doi:10.1021/acs.jmedchem.6b01720. {{cite journal}}: Недопустимый |display-authors=4 ()
  2. ↑ G.P. Ellis, Chromenes. Chromanones and Chromones, John Wiley and Sons, New York, 1977.
  3. ↑ Ruhemann S, Stapletone HE (1900). "Condensation of Phenols with Esters of the Acetylene Series. Part III. Synthesis of Benzo-γ-pyrone". J. Chem. Soc. 77: 1179. doi:10.1039/CT9007701179. {{cite journal}}: Недопустимый |display-authors=2 ()
  4. ↑ J. Staunton, in Comprehensive Organic Chemistry, D. Barton and W.D. Ollis, Eds. Pergamon Press, Oxford, 1974, Vol. 4, p. 659.
  5. ↑ Stubbing LA, Li FF, Furkert DP, Caprio VE, et al. (2012). "Access to 2-alkylchromanones via a conjugate addition approach". Tetrahedron. 68 (34): 6948—6956. doi:10.1016/j.tet.2012.05.115.
  6. ↑ Н.С. Вульфсон, В.Г. Заикин, А.И. Микая. Масс-спектрометрия органических соединений. − М. Химия, 1986. − Стр. 219.
  7. ↑ Л. Физер, М. Физер. Реагенты для органического синтеза. − Т. 7. − М.: Мир, 1978. − C. 173.
  8. ↑ Chromone and flavone synthesis. Дата обращения: 9 сентября 2022. Архивировано 9 сентября 2022 года.
  9. ↑ Джоуль Дж., Миллс К. Химия гетероциклических соединений. − 2-е изд., перераб. − Пер. с англ. Ф.В. Зайцевой и А.В. Карчава. − М.: Мир, 2004. − С. 236-245.
  10. ↑ Гетероциклические соединения. − Т. 2. − Под редакцией Р. Эльдерфильда. − М.: Издательство Иностранной литературы, 1954. − С. 177-193.
  11. ↑ 1 2 Фармакогнозия. Учебное пособие — Карпук В.В. – Минск: 2011 − С. 231
  12. ↑ Sakamoto M, Kanehiro M, Minoa T, Fujita T (2009). "Photodimerization of chromone". Chem. Comm. 45 (17): 2379—2380. doi:10.1039/B822829A. {{cite journal}}: Недопустимый |display-authors=4 ()
  13. ↑ Goldberg AA, Walker HA (1953). "Synthesis of diaminoxanthones". J. Chem. Soc. 1953 (0): 1348—1357. doi:10.1039/JR9530001348. {{cite journal}}: Недопустимый |display-authors=2 ()
  14. ↑ Ellis GP, Thomas IL (1973). "Benzopyrones. Part X. Bromination of chromones and coumarins with dibromoisocyanuric acid. Nitrations of chromones". J. Chem. Soc., Perkin Transactions I. 1973 (0): 2781—2785. doi:10.1039/P19730002781. {{cite journal}}: Недопустимый |display-authors=2 ()
  15. ↑ 1 2 Tsvetkova ID, Orlova EK, Zagorevskii VA (1967). "Research on pyranes, their analogs, and related compounds XXIII. Reaction of 4,4-dichlorochromene and 3,4,4-trichlorochromene with nucleophilic reagents". Chem. Het. Compds (USSR). 1967 (3): 624—626. doi:10.1007/BF00468328. {{cite journal}}: Недопустимый |display-authors=3 ()
  16. ↑ Технология и стандартизация лекарств. Сборник научных трудов. − Под ред. акад. ИА Украины В. П. Георгиевского и профессора Ф. А. Конева − ООО «РИРЕГ», 1996. − С. 75-76.
  17. ↑ Vogiatzoglou A, Mulligan AA, Lentjes MA, Luben RN, Spencer JP, Schroeter H, et al. (2015). "Flavonoid intake in European adults (18 to 64 years)". PLOS ONE. 10 (5): e0128132. Bibcode:2015PLoSO..1028132V. doi:10.1371/journal.pone.0128132. PMC 4444122. PMID 26010916.
  18. ↑ Abdel-Aal, E.A.; Daosukho, S.; El-Shall, H. (2009). "Effect of supersaturation ratio and Khella extract on nucleation and morphology of kidney stones". Journal of Crystal Growth. 311 (9): 2673. Bibcode:2009JCrGr.311.2673A. doi:10.1016/j.jcrysgro.2009.02.027.
  19. ↑ HOWELL, J.B. & ALTOUNYAN, R.E. (1967). A double-blind trial of disodium cromoglycate in the treatment of allergic bronchial asthma. Lancet, 2, 539—542. Abstract
  20. ↑ Eucryphin, a new chromone rhamnoside from the bark of Eucryphia cordifolia. R. Tschesche, S. Delhvi, S. Sepulveda and E. Breitmaier, Phytochemistry, Volume 18, Issue 5, 1979, pages 867—869, doi:10.1016/0031-9422(79)80032-1