Acridina

L’acridina è un composto eterociclico aromatico che presenta la stessa struttura dell’antracene in cui uno dei gruppi CH dell’anello centrale è sostituito da un atomo di azoto ed è quindi caratterizzata da tre anelli benzenici fusi.

L’acridina e i suoi analoghi hanno creato un grande interesse tecnico e scientifico a partire dal 1870, quando Carl Graebe e Heinrich Caro scoprirono l’acridina in una frazione altobollente del catrame di carbone mediante agitazione con acido solforico diluito e poi precipitandola con bicromato di potassio.

struttura da Chimicamo
struttura

Il bicromato di acridina risultante viene decomposto in presenza di ammoniaca. I suoi derivati costituiscono un’importante classe di composti eterociclici bioattivi presenti nei prodotti naturali e nei coloranti sintetici utilizzati come prodotti farmaceutici, materiali ottici e sensori.

In campo medico i derivati dell’acridina hanno un’ampia gamma di applicazioni come antiossidanti, citotossici, antimicrobici, fungicidi, malattie cardiovascolari e come inibitori dell’anidrasi carbonica per il trattamento del glaucoma.

Proprietà dell’acridina

Si presenta come un solido cristallino aghiforme da incolore a giallo chiaro scarsamente solubile in acqua calda il cui contatto può irritare la pelle, gli occhi e le mucose.

Se è riscaldata sublima prima di fondere se riscaldata e brucia producendo ossidi di azoto tossici. Unitamente ai suoi omologhi piridina e chinolina, è un composto stabile e con carattere debolmente basico e ha un pKb di 8.4 pertanto neutralizza gli acidi in reazioni esotermiche per formare sali e acqua.

Le soluzioni dei suoi sali presentano una tipica fluorescenza blu. Dalla cristallografia a raggi X è stato trovato che l’acridina mostra polimorfismo e si presenta sotto forma di otto forme polimorfe a struttura planare con lunghezze di legame quasi identiche. Ha proprietà aromatiche in quanto rispetta la regola di Hückel.

Sintesi

L’acridina e i suoi derivati possono essere ottenuti attraverso diverse vie sintetiche.

sintesi acridina da Chimicamo
sintesi acridina

Una prima via prevede la reazione di condensazione della difenilammina con cloroformio in presenza di cloruro di alluminio quale acido di Lewis e di calore.

sintesi 1 da Chimicamo
sintesi dalla 9-cloroacridina

Un’altra via sintetica prevede l’idrogenazione catalitica in presenza di nichel raney della 9-cloroacridina con ottenimento della 9,10-diidroacridina la cui ossidazione, in presenza di cloruro di ferro (III) porta al prodotto di reazione.

sintesi di Bernthsen 1 da Chimicamo
sintesi di Bernthsen

I derivati sostituiti in posizione 9 possono essere ottenuti tramite la sintesi di Bernthsen che prevede la reazione di condensazione della difenilammina con un acido carbossilico in presenza di cloruro di zinco. La reazione avviene per riscaldamento a 200-270 °C per 24 ore. L’uso di acido polifosforico consente una temperatura più bassa, ma si ottengono rese ridotte.

sintesi di Ullmann 1 da Chimicamo
sintesi di Ullmann

Tuttavia, il metodo prevalente per produrre acridine, secondo la sintesi di Ullmann, che prevede la reazione di condensazione tra anilina e acido 2-clorobenzoico per formare l’acido difenilammina-2-carbossilico. Questo acido, in presenza di cloruro di fosforile, subisce una ciclizzazione per dare la 9-cloroacridina.

Arancio di acridina

L’arancio di acridina, ovvero la N,N,N’,N’-tetrametilacridina-3,6-diammina  è un colorante legante gli acidi nucleici che funge da colorante fluorescente selettivo per gli acidi nucleici che interagire con il DNA mediante intercalazione o con l’RNA tramite attrazioni elettrostatiche.

arancio di acridina da Chimicamo
arancio di acridina

Quando è legato al DNA, da un punto di vista spettrale è simile alla un composto fluoresceina ed emette un’intensa fluorescenza a 502 nm e 525 nm. Quando si associa all’RNA, il colorante fluorescente emette un’intensa fluorescenza da una lunghezza d’onda di 525 nm  corrispondente al verde a 460 nm corrispondente al blu.

Viene utilizzato nell’ambito delle analisi del liquido seminale eseguite per gli aspetti diagnostici o prognostici nell’infertilità maschile. L’Acridine Orange Test valuta infatti la percentuale di DNA denaturato o a singola catena all’interno del nucleo dello spermatozoo.

In questa procedura la testa degli spermatozoi con elevata quantità di DNA denaturato si colora di arancio, mentre gli spermatozoi normali si colorano di verde. La presenza di alterazioni del DNA in una percentuale elevata degli spermatozoi è associata a ridotta o mancata capacità di sviluppo dell’embrione.

Questo colorante utilizza la fluorescenza ultravioletta per l’identificazione dei batteri ed è quindi utilizzato per la determinazione istologica dell’ Helicobacter pylori che svolge un ruolo chiave nello sviluppo della gastrite e dell’ulcera gastrica.

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