Indazolo
L'indazolo o benzopirazolo, nome sistematico 1H-indazolo, è un composto organico eterociclico aromatico (biciclico), strutturalmente formato da un anello benzenico e uno di pirazolo condensati. Come per quest'ultimo, si distingue un atomo di azoto pirrolico (N-H, posizione 1) e uno piridinico (N, posizione 2). Il primo è donatore di legame idrogeno (soltanto, perché il suo doppietto di elettroni è impegnato nell'aromaticità dell'anello) e il secondo un accettore.[1]
| Indazolo | |
|---|---|
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  | |
| Nome IUPAC | |
| 1H-indazolo | |
| Nomi alternativi | |
| indazolo benzopirazolo | |
| Caratteristiche generali | |
| Formula bruta o molecolare | C7H6N2 |
| Massa molecolare (u) | 118,14 |
| Aspetto | cristallini aghiformi incolori |
| Numero CAS | |
| Numero EINECS | 205-978-4 |
| PubChem | 9221 |
| SMILES | C1=CC=C2C(=C1)C=NN2 |
| Proprietà chimico-fisiche | |
| Coefficiente di ripartizione 1-ottanolo/acqua | 1,77 |
| Temperatura di fusione | 147-149 °C (420-422 K) |
| Temperatura di ebollizione | 270 °C (543 K) |
| Indicazioni di sicurezza | |
La struttura molecolare dell'indazolo, come quella del pirazolo, entra a far parte di numerose molecole farmacologicamente importanti; in particolare, analgesici, antinfiammatori e antipiretici, la benzidamina è un esempio.[2]
Proprietà modifica
L'indazolo è un composto endotermico, ΔHƒ° = +151,9 kJ/mol in fase solida[3] e +243,0 kJ/mol in fase gassosa;[4] a temperatura ambiente si presenta come un solido cristallino incolore (cristalli aghiformi) o polvere bianca, solubile in acqua calda.[5] Allo stato solido e liquido, o anche in soluzione, le molecole di indazolo possono associarsi tramite legami idrogeno in maniera non dissimile dal pirazolo, formando variamente dimeri ciclici, trimeri ciclici, oligomeri e polimeri.[6]
A differenza che nel caso del pirazolo, nel quale entrambi i tautomeri 1H e 2H sono presenti in equilibrio in quantità equimolecolare, essendo essi tra loro autotropi,[7] nel caso dell'indazolo il tautomero 2H , avendo nella molecola una struttura chinoide, è decisamente meno stabile e largamente minoritario;[2][8] Anche in fase gassosa si riscontra un'alta predominanza del tautomero 1H.[7]
La molecola dell'indazolo è polare (μ = 1,76 D), ma sensibilmente meno rispetto al pirazolo (2,20 D[9]).[7]
Proprietà acido-base modifica
L'indazolo è il benzo-derivato del pirazolo e, come quest'ultimo, è anfiprotico: può essere protonato (pKb = 12,96; per l'acido coniugato, pKa = 1,04) sull'azoto piridinico N(2) dando lo ione indazolio, del quale sono noti gli alogenuri e altri sali,[10] ed entra anche a far parte di alcuni liquidi ionici.[11][12] L'indazolo può anche venire deprotonato (pKa = 13,86) dall'azoto pirrolico N(1) dando lo ione indazolato;[13] per il pirazolo i corrispondenti valori sono: pKb = 11,48[14] (per l'acido coniugato, pKa = 2,52) e pKa = 14,21[15]; come si può vedere, l'indazolo è meno basico del pirazolo e più acido.
Reattività modifica
Sull'indazolo si possono eseguire le reazioni tipiche dei composti aromatici, in particolare le sostituzioni elettrofile aromatiche. Sottoposto a nitrazione o solfonazione, dà i corrispondenti derivati principalmente in posizione 5, che corrisponde alla posizione para rispetto all'azoto pirrolico e da esso attivata; la bromurazione fornisce per la maggior parte il dibromoderivato nelle posizioni 3 e 5.[16] La diazotazione avviene di preferenza in posizione 3 ed altrettanto la iodurazione condotta in condizioni basiche.[17]
Derivato parzialmente aromatico modifica
Trattando la 2-(N-piperidinil)-acetofenonossima con cloruro di tosile in diclorometano a 0 °C, in presenza di una base e di esafluorofosfato di potassio, si ha dapprima la preliminare sostituzione dell'ossidrile dell'ossima con un atomo di cloro (buon gruppo uscente); poi, si realizza una ciclizzazione per attacco nucleofilo dell'azoto piperidinico sull'azoto dell'ossima con uscita di ione cloruro; questo porta alla formazione di uno ione indazolio N,N'-disostituito in cui l'anello pirazolico ha perso l'aromaticità (il controione è PF6–). Questo accade perché l'atomo di azoto positivo è ora diventato quaternario (ed anche spiranico), l'ibridazione sp3 interrompe la coniugazione e quindi anche l'aromaticità; resta però l'aromaticità dell'altro anello. Il legame singolo +N–N così formato è piuttosto debole e può essere rotto facilmente per idrogenazione.[18]
Note modifica
- ^ R. Fusco, G. Bianchetti e V. Rosnati, CHIMICA ORGANICA, volume secondo, L. G. Guadagni, 1975, p. 412.
- ^ a b Theophil Eicher e Siegfried Hauptmann, The chemistry of heterocycles: structure, reactions, syntheses and applications, 2nd, completely rev., and enlarged ed, Wiley-VCH, 2003, ISBN 978-3-527-30720-3.
- ^ (EN) 1H-Indazole, su webbook.nist.gov. URL consultato il 27 giugno 2023.
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- ^ Indazole---Chemical Information Search, su chemicalbook.com. URL consultato il 23 aprile 2023.
- ^ (EN) Erko Jalviste, Siarhei Dziarzhytski e Friedrich Temps, Electronic Spectra of Hydrogen-Bonded Self and Water Complexes of Indazole, in Zeitschrift für Physikalische Chemie, vol. 222, n. 4, 1º aprile 2008, pp. 695–714, DOI:10.1524/zpch.2008.5347. URL consultato il 27 giugno 2023.
- ^ a b c José Elguero, Alan Katritzky e Olga Denisko, Prototropic Tautomerism of Heterocycles: Heteroaromatic Tautomerism - General Overview and Methodology, collana ADVANCES IN HETEROCYCLIC CHEMISTRY, VOL. 76.
- ^ (EN) Shu-Guang Zhang, Chao-Gen Liang e Wei-Hua Zhang, Recent Advances in Indazole-Containing Derivatives: Synthesis and Biological Perspectives, in Molecules, vol. 23, n. 11, 2018-11, pp. 2783, DOI:10.3390/molecules23112783. URL consultato il 23 aprile 2023.
- ^ pyrazole, su stenutz.eu. URL consultato il 24 agosto 2021.
- ^ (EN) Qian Chen, Zhuqing Mao e Fang Guo, Indazolium halides as efficient ligands for Pd-catalyzed Suzuki–Miyaura cross-coupling of aryl bromides with arylboronic acids, in Tetrahedron Letters, vol. 57, n. 33, 17 agosto 2016, pp. 3735–3738, DOI:10.1016/j.tetlet.2016.07.009. URL consultato il 27 giugno 2023.
- ^ (EN) Y. Prykhodko, A. Martin e H. Oulyadi, Imidazolium-based protic ionic liquids with perfluorinated anions: Influence of chemical structure on thermal properties, in Journal of Molecular Liquids, vol. 345, 1º gennaio 2022, pp. 117782, DOI:10.1016/j.molliq.2021.117782. URL consultato il 27 giugno 2023.
- ^ Cinzia Chiappe, Liquidi ionici. Un mondo da scoprire al di là delle proprietà di "green solvents", in La Chimica & l'Industria, n. 9, Società Chimica Italiana, novembre 2006, pp. 52-55.
- ^ (EN) Javier Catalan e Jose Elguero, Basicity and Acidity of Azoles, vol. 41, Academic Press, 1º gennaio 1987, pp. 187–274, DOI:10.1016/s0065-2725(08)60162-2. URL consultato il 23 aprile 2023.
- ^ (EN) D. D. Perrin, 1042. Prediction of the strengths of some organic bases, in Journal of the Chemical Society (Resumed), 1965, pp. 5590, DOI:10.1039/jr9650005590. URL consultato il 24 agosto 2021.
- ^ (EN) J. Elguero, 4.04, in Pyrazoles and their Benzo Derivatives, Comprehensive Heterocyclic Chemistry, vol. 5, Elsevier, 1984, p. 223-225, ISBN 978-0-08-096519-2.
- ^ I. L. Finar, ORGANIC CHEMISTRY The fundamental principles, Fourth Edition, Longmans, 1963, p. 427.
- ^ (EN) R. D. Brown, B. a. W. Coller e M. L. Heffernan, 365. The mechanism of the coupling of diazonium salts with heterocyclic compounds. Part III. Indazole, in Journal of the Chemical Society (Resumed), n. 0, 1º gennaio 1958, pp. 1776–1779, DOI:10.1039/JR9580001776. URL consultato il 27 giugno 2023.
- ^ (EN) Yingtang Ning, Masatoshi Kawahata e Kentaro Yamaguchi, Synthesis, structure and N–N bonding character of 1,1-disubstituted indazolium hexafluorophosphate, in Chemical Communications, vol. 54, n. 15, 15 febbraio 2018, pp. 1881–1884, DOI:10.1039/C8CC00183A. URL consultato il 27 giugno 2023.
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