フェナジン

フェナジン
名前
	推奨されるIUPAC名フェナジン
	その他の名前ジベンゾピラジン; 9,10-ジアザアントラセン; アゾ; フェニレンアクリジン
識別子
CAS番号	92-82-0 ;
3Dモデル（JSmol）	インタラクティブ画像;
チェビ	チェビ:36674 ;
チェムBL	番号: ;
ケムスパイダー	4593 ;
ECHA 情報カード	100.001.995
パブケム CID	4757;
ユニ	2JHR6K463W ;
CompTox ダッシュボード ( EPA )	ＤＴＸＳＩＤ２０５９０６９;
	InChI InChI=1S/C12H8N2/c1-2-6-10-9(5-1)13-11-7-3-4-8-12(11)14-10/h1-8H キー: PCNDJXKNXGMECE-UHFFFAOYSA-N ; InChI=1/C12H8N2/c1-2-6-10-9(5-1)13-11-7-3-4-8-12(11)14-10/h1-8H キー: PCNDJXKNXGMECE-UHFFFAOYAM;
	笑顔 n1c3c(nc2c1cccc2)cccc3;
プロパティ
化学式	Ｃ12Ｈ8Ｎ2
モル質量	180.21グラム/モル
外観	黄色から茶色の結晶性粉末
密度	1.25g/ cm3
融点	174～177 °C (345～351 °F; 447～450 K)
沸点	760 mmHgで357.2 °C (675.0 °F; 630.3 K)
水への溶解度	水に溶けない
危険
引火点	160.3 °C (320.5 °F; 433.4 K)
	特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。確認する（何ですか？）インフォボックス参照

フェナジンは、化学式 (C ₆ H ₄ ) ₂ N _{2で表される}有機化合物です。これはジベンゾ環ピラジンであり、トルイレンレッド、インデュリン、サフラニン（および密接に関連するユーロジン）などの多くの染料の親物質です。 ^[2]フェナジンは黄色の針状に結晶化し、アルコールにはほとんど溶けません。硫酸で溶解すると、深紅色の溶液になります。

合成

古典的には、フェナジンはニトロベンゼンとアニリンのウォル・アウエ反応によって製造されます。他の方法としては、以下のものがあります。

アゾ安息香酸バリウム塩の熱分解
酸化鉛によるアニリンの酸化
ピロカテキンとo-フェニレンジアミンを加熱して得られるジヒドロフェナジンの酸化。
過酸化鉛によるオルトアミノジフェニルアミンの酸化。

デリバティブ

フェナジン錯体[Ru(phen) ₂（ジピリド[3,2-a:2',3'-c]フェナジン）] ^2+は DNAに挿入される。 ^[3]

ナフトフェナジン、ナフタジン、ナフトトラジンなどのより複雑なフェナジンは、オルトジアミンとオルトキノンの縮合^[4] 、またはα-ナフトールの存在下でのオルトジアミンの酸化、および希酸によるオルトアニリド-(-トルイジド-など)-アゾ化合物の分解によって製造される。
アルキルまたはアリールオルトジアミンを使用すると、アゾニウム塩基が得られます。アジンは主に黄色で、蒸留しても変化せず、酸化剤に対して安定です。アルキルヨウ化物に容易に付加してアルキルアゾニウム塩を形成し、これらのヒドロキシル基間で無水物形成も起こります。濃硫酸に溶解し、黄緑色の蛍光を発します。
フタレインと密接な関係があるローダミンは、硫酸の存在下でアルキルメタアミノフェノールと無水フタル酸を縮合して生成される。その塩は微細な赤色染料である。分子内にアミノ基またはヒドロキシル基が入ると染料が形成される。モノアミノ誘導体またはユーロジンは、アリールモノアミンをオルトアミノアゾ化合物と縮合させるか、キノンジクロリミドまたはパラニトロソジメチルアニリンを遊離パラ位を含むモノアミンと縮合させるか、オルトヒドロキシジアミノジフェニルアミンを酸化することによって得られる。これらは黄赤色の固体で、弱塩基として作用し、その塩は水溶液中で加水分解により解離する。濃塩酸で加熱するとアミノ基がヒドロキシル基に置き換わり、フェノール性ユーロドールが生成される。

アミノフェナジン

多くのアミノフェナジンは有名な染料です。最初の合成染料のうち2つはアミノフェナジンで、これにはインデュリンとニグロシンが含まれます。^[2]

対称ジアミノフェナジンは、重要な染料ニュートラルレッド（ジメチルジアミノトルフェナジン）の親物質であり、オルトフェニレンジアミンを塩化鉄（III ）で酸化することによって得られます。

関連したプロセスとして、パラアミノジメチルアニリンとメタトルエンジアミンの冷たい混合物を酸化すると、トルイレンブルーが得られます。このインダミンは中間生成物として生成され、沸騰すると赤色に変化します。また、ジメチルパラフェニレンジアミンをメタトルエンジアミンで酸化することによっても赤色に変化します。これは橙赤色の針状に結晶化し、そのアルコール溶液は強い蛍光を発します。絹や媒染した綿を美しい緋色に染めます。商業的にはニュートラルレッドとして知られています。フェナゾニウム塩については、サフラニンを参照してください。ベンゾ[c]シンノリンはフェナジンの異性体であり、フェナントレンとアントラセンの関係と同じ関係にあります。

天然製品

フェナジン化合物の既知の生物学的供給源は、ほとんどが細菌性です。^[5]フェナジンを生成することが知られている属には、Pseudomonas spp.、Streptomyces spp.、およびPantoea agglomeransが含まれます。これらのフェナジン天然物は、生成生物の毒性と競争力に関係していると考えられています。たとえば、Pseudomonas aeruginosaによって生成されるフェナジンピオシアニンは、嚢胞性線維症患者の肺に定着する能力に寄与しています。同様に、いくつかのPseudomonasによって生成されるフェナジン-1-カルボン酸は、土壌環境での生存率を高め、特定の菌株の生物学的防除活動に不可欠であることが示されています。^[6]^[7]^[8]

細菌のフェナジンは主に二次代謝に関与しているが、メタン生成古細菌（メタン生成菌）のメタノフェナジンは一次代謝に関与しており、重要な電子伝達体である。 ^{[9]メタノフェナジンは、他の生物における}メナキノンやユビキノンと同等の機能を果たす。メタノフェナジンは細菌以外の起源で唯一知られているフェナジンであり、一次代謝に関与する唯一のフェナジンでもある。^[10]

生合成

フェナジン生合成は、シキミ酸経路からコリスミン酸に続く地点で分岐します。このコリスミン酸由来の中間体の 2 つの分子は、対角対称の形で一緒になり、基本的なフェナジン骨格を形成します。その後、連続的な変更により、異なる生物学的活性を持つさまざまなフェナジンが生成されます。フェナジンアルカロイドの例としては、ピオシアニン、サフェニック酸、エスメラルジンなどがあります。

参考文献

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この記事には、現在パブリックドメインとなっている出版物のテキストが組み込まれています: Chisholm, Hugh編 (1911)。「フェナジン」。Encyclopædia Britannica。第 21 巻 (第 11 版)。ケンブリッジ大学出版局。pp. 364–365。

[iupac2013-1] ^有機 化学命名法：IUPAC勧告および推奨名称2013（ブルーブック）。ケンブリッジ：王立化学協会。2014年。p.211。doi ：10.1039/9781849733069- FP001。ISBN 978-0-85404-182-4。

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[3] Bencini, Andrea; Lippolis, Vito (2010). 「1,10-フェナントロリン: さまざまな目的の配位子を構築するための多用途のビルディングブロック」配位化学レビュー. 254 (17–18): 2096–2180. doi :10.1016/j.ccr.2010.04.008.

[4] Alexander R. Surrey (1955). 「ピオシアニン」.有機合成;全集第3巻753ページ。

[PiersonPierson2010-5] Pierson, Leland S.; Pierson, Elizabeth A. (2010). 「細菌におけるフェナジンの代謝と機能：環境およびバイオテクノロジープロセスにおける細菌の行動への影響」。応用微生物学およびバイオテクノロジー。86 ( 6 ) : 1659–1670。doi : 10.1007 /s00253-010-2509-3。ISSN 0175-7598。PMC 2858273。PMID 20352425。

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[7] McDonald, M., DV Mavrodi; et al. (2001). 「Pseudomonas fluorescens におけるフェナジン生合成: 主要なシキミ酸生合成経路からの分岐点とフェナジン-1,6-ジカルボン酸の役割」J. Am. Chem. Soc. 123 (38): 9459–9460. doi :10.1021/ja011243. PMID 11562236. {{cite journal}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)

[8] Dietrich LE, Okegbe C, Price-Whelan A, Sakhtah H, Hunter RC, Newman DK (2013). 「細菌群集の形態形成は細胞内酸化還元状態に密接に関連している」(PDF) . Journal of Bacteriology . 195 (7): 1371–80. doi :10.1128/JB.02273-12. PMC 3624522 . PMID 23292774.

[9] Beifuss, Uwe; Tietze, Mario; Bäumer, Sebastian; Deppenmeier, Uwe (2000-07-17). 「メタノフェナジン：メタン生成古細菌由来の新規補因子の構造、全合成、および機能」. Angewandte Chemie International Edition . 39 (14): 2470–2472. doi :10.1002/1521-3773(20000717)39:14<2470::aid-anie2470>3.0.co;2-r. ISSN 1433-7851. PMID 10941105.

[10] Beifuss, Uwe; Tietze, Mario (2005-01-26)、Mulzer, Johann (ed.)、「メタノフェナジンおよびその他の天然生物活性フェナジン」、Natural Products Synthesis II、vol. 244、ベルリン、ハイデルベルク：Springer Berlin Heidelberg、pp. 77–113、doi：10.1007/b96889、ISBN 978-3-540-21124-2、 2022-07-03取得