Гидроксини — производные хинолина¶

Гидроксини (гидроксихинолины) — группа органических соединений, представляющих собой производные хинолина с одной или несколькими гидроксильными группами (–OH), присоединёнными к ароматическому гетероциклу. Класс относится к ароматическим гетероциклическим соединениям и занимает важное место в синтетической и фармацевтической химии благодаря способности образовывать устойчивые комплексы с ионами металлов.

¶Общая характеристика

Хинолин — бициклическая система, состоящая из бензольного и пиридинового колец. Введение гидроксильной группы меняет кислотно-основные свойства молекулы: соединение приобретает способность к таутомерии между гидрокси- и оксо-формами (лактам-лактимная таутомерия), что определяет его реакционную способность. Гидроксини существуют в виде нескольких изомеров — 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7- и 8-гидроксихинолинов, различающихся положением заместителя.

¶Основные представители

¶Химические свойства

Наиболее изучен 8-гидроксихинолин. Атом азота в кольце и гидроксильная группа расположены так, что образуют устойчивый хелатный цикл с катионами металлов. Это свойство лежит в основе качественного и количественного анализа: реактив даёт характерные осадки с ионами меди, цинка, магния, алюминия, железа. В аналитической химии соединение применяется для гравиметрического и экстракционно-фотометрического определения металлов.

Гидроксини проявляют амфотерные свойства: реагируют как со щелочами (по гидроксильной группе), так и с кислотами (по атому азота). При нагревании с кислотами 2- и 4-гидроксихинолины переходят в соответствующие оксо-производные.

¶Синтез

Классические методы получения гидроксининов:

• Синтез Скраупа — взаимодействие анилина с глицерином в присутствии серной кислоты и окислителя, дающее хинолин, который затем гидроксилируется.
• Синтез Конрада — Лимпаха — циклизация анилидов β-кетокислот, приводящая к 4-гидроксихинолинам.
• Реакция Кампса — циклизация о-аминобензальдегида, удобная для получения 2- и 4-замещённых производных.
• Нуклеофильное замещение — замена галогена в галогенхинолинах на гидроксильную группу.

¶Применение

¶Медицина и фармакология

Производные 4-гидроксихинолина служат основой противомалярийных препаратов (хинин, хлорохин, гидроксихлорохин). 8-гидроксихинолин и его галогенпроизводные (например, хлорхинальдол) применялись как антисептики и антибактериальные средства для лечения кишечных инфекций. Ряд гидроксининов проявляет противогрибковую и противопротозойную активность.

¶Аналитическая химия

8-Гидроксихинолин (под названием «оксин») — реагент для осаждения и определения металлов. Его хелаты экстрагируются органическими растворителями, что используется в фотометрии.

¶Промышленность

Производные гидроксининов применяются как ингибиторы коррозии, флотационные реагенты при обогащении руд, стабилизаторы полимеров и компоненты люминесцентных материалов.

¶Биологическая роль и безопасность

Некоторые гидроксинины встречаются в природе как алкалоиды. Синтетические производные при длительном приёме способны вызывать побочные эффекты, включая неврологические нарушения (так называемая субактивная миелопатия, связываемая с приёмом высоких доз 8-гидроксихинолина). Это ограничило применение ряда препаратов этой группы в клинической практике в конце XX века.

¶Значение в науке

Гидроксинины — удобная модель для изучения таутомерии, координационной химии и структура-активность в фармакологии. Их хелаты используются в разработке сенсоров и катализаторов. Класс продолжает исследоваться в контексте поиска новых противомикробных и противоопухолевых агентов.