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XPyridine drug chemo drug xeloda
Glycerin wird hierbei zunächst zu Acrolein dehydratisiert, welches als α,β-ungesättigte Carbonylverbindung zur Cyclisierung benötigt wird. Zusätzlich können jedoch fünf weitere zwitterionische Grenzstrukturen formuliert werden, welche dem Stickstoffatom eine negative Ladung zuweisen, torasemid 10 mg wodurch die positive Ladung über das aromatische System verteilt wird. Dieser Abbaupfad ist stark abhängig von der Photonendichte, dem pH-Wert und der Temperatur. Chinolin kann durch Verwendung der zu Grunde liegenden Lithiumorganyle oftmals direkt alkyliert oder aryliert werden. Die Aufklärung der Molekularstruktur des Chinolins gelang im Jahre 1879. Die weiteren Protonensignale liegen im Bereich 7,7 und 7,3 ppm. Nach einer Untersuchung ist die zur Ausbildung von Karzinomen nötige Menge an Chinolin 250–300 mal höher als bei dem starken Karzinogen Benzapyren.[91] Für die karzinogene Wirkung ist jedoch nicht Chinolin selbst, sondern dessen Metabolite verantwortlich. Auf Grund der höheren Elektronendichte im Benzolring, finden elektrophile Substitutionen bevorzugt an diesem statt. Viele aus der Pyridinchemie bekannte nukleophile Substitutionen laufen auch an Chinolin, bevorzugt an der elektronenarmen 2-Position des Pyridinrings, ab. Analog dem Pyridin führt die Reaktion mit vielen Lewis-Säuren zur Addition an das Stickstoffatom. Chinolin ist eine farblose, wasserbindende Flüssigkeit mit unangenehmem, stechendem Geruch. Als Ligand im Nickelkomplex betragen sie zwischen 133 und 145 pm und liegen somit wie für aromatische Systeme üblich zwischen den Werten, welche typischerweise für einzelgebundene und doppeltgebundene Atome erwartet werden. Da Naphthalin einige Jahre zuvor durch Cyclisierung von 4-Phenyl-1-buten dargestellt werden konnte[18], könnte diese Hypothese durch die analoge Cyclisierung von N-Allylanilin zu Chinolin bestätigt werden.
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Quinoline) verwendet.[14] Gerhardt irrte jedoch in der Annahme, dass Chinolin als Abbauprodukt sowohl von Chinin als auch von Cinchonin auftritt, denn wie später gezeigt wurde entsteht durch Zersetzung von Chinin ein methoxyliertes Chinolinderivat, wohingegen nur der Abbau von Cinchonin unsubstituiertes Chinolin liefert.[15][16] Die molekularen Strukturen von Runges Leucolin und Gerhardts Chinolin war zum Zeitpunkt der Entdeckung noch unbekannt. Azanaphthalin beschreibt Chinolin als Derivat von Naphthalin, bei welchem das Kohlenstoffatom (oder besser die Methingruppe) in 1-Position durch ein Stickstoffatom ausgetauscht wurde. Es existieren zahlreiche natürliche Derivate des Chinolins, welche oftmals als Alkaloide in Pflanzen anzutreffen sind (siehe Chinolin-Alkaloide). Es ist sowohl ein bedeutender Grundstoff zur Herstellung von Arzneimitteln als auch von Herbiziden und Fungiziden. Die Zählweise wird fortlaufend im Benzolring weitergeführt, wobei die Brückenatome übersprungen werden. Das heteroaromatische Molekül ist planar gebaut, aber die Elektronendichte ist nicht gleichmäßig verteilt, was auf den negativen induktiven Effekt des Stickstoffatoms zurückzuführen ist. Chinolin ist außerdem ein Grundstoff zur industriellen Synthese von Nicotinsäure (Vitamin B3)[77], welche durch Decarboxylierung von Chinolinsäure zugänglich ist. Die größeren chemischen Verschiebungen der Protonen im Vergleich zum Kohlenstoff-Analogon Naphthalin resultieren aus der geringeren Elektronendichte im aromatischen System und korrespondieren relativ mit den niedrigeren Elektronendichten in diesen Positionen, welche aus den mesomeren Grenzstrukturen abgeleitet werden können. Chinolin weist bei peroraler Aufnahme durch Ratten eine mittlere letale Dosis von 270 mg·kg−1 auf[9], bei dermaler Exposition liegt sie hingegen bei 1400 mg·kg−1.[11] In einer Untersuchung an Ratten trat nach siebenstündiger Inhalation von Chinolin-gesättigter Luft der Tod fast aller Versuchstiere ein. Einige Chinolinalkaloide treten als Naturstoffe in biologischen Systemen auf. Durch Sulfonierung mit Oleum bei moderater Temperatur wird das in 8-Position substituierte Chinolinderivat als Hauptprodukt und ferner das 5-Chinolylderivat erhalten. Nach Koenigs erster Chinolinsynthese[19] aus dem Jahre 1879 stellt die Skraup-Synthese, welche von Zdenko Hans Skraup im Jahre 1880 erstmals publiziert wurde[28] den zweiten synthetischen Zugang zu Chinolin dar. In den folgenden Jahrzehnten wurden in zahlreichen Untersuchungen die chemischen und physikalischen Eigenschaften der Verbindung geklärt und verschiedene Synthesewege für Chinolin und dessen Derivate etabliert. Im Gegensatz zu Pyridin, dessen weltweiter Bedarf heutzutage im Wesentlichen durch synthetische Verfahren gedeckt wird[25], erfolgt die Gewinnung von Chinolin auch heute noch zu großen Teilen aus Steinkohlenteer. Folgende Thatsache ist nicht uninteressant.
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Auf Grund des um 6 °C höheren Siedepunkts von Isochinolin kann das verbleibende Gemisch aus Chinolin und Isochinolin durch Rektifikation aufgetrennt werden. Die Zusammensetzung des durch Halogenierung von Chinolin mit molekularen Halogenen erhaltene Produktspektrum unterliegt stark den Reaktionsbedingungen. Die Trennung des freien Elektronenpaars vom aromatischen System bewirkt jedoch auch, dass das Stickstoffatom keinen positiven mesomeren Effekt ausbilden kann. Chinolin wurde in Spuren in der Umgebung Aluminium-verhüttender Betriebe mit angeschlossenen Kokereien sowie Kohle-verarbeitender Betriebe gefunden, was auf das Vorkommen von Chinolinderivaten in der Kohle zurückzuführen ist. Dihydrierte Chinolinderivate neigen jedoch häufig zu Isomerisierung der Doppelbindung und können deshalb manchmal nicht isoliert werden, sondern treten nur als Zwischenprodukte einer Reaktion auf. Diese Reaktion steht in Konkurrenz zur oben beschriebenen Alkylierung, welche jedoch durch Reaktionsführung bei niedrigen Temperaturen in vielen Fällen weitgehend zurückgedrängt werden kann.[5] Die erhaltenen lithiierten Chinolinderivate können entweder direkt als Nukleophile verwendet oder zuvor auf ein anderes Metallion transmetalliert werden. Sein Einfluss ist im Benzolring jedoch geringer. Die systematische Bezeichnung des Chinolinrestes lautet Chinolyl, wobei die Position der Verknüpfung als Zahl vorangestellt wird. Die Bindungen im Molekül weisen unterschiedliche Längen auf. Im Vergleich zu seinem Kohlenstoffanalogon Naphthalin ist es weniger reaktionsfreudig bezüglich der elektrophilen Substitutionen, was auf die elektronenziehenden Eigenschaften des Stickstoffatoms zurückzuführen ist, welches zum einen die Elektronendichte im aromatischen System herabsetzt und zum anderen mit angreifenden Elektrophilen unter Bildung von nochmals elektronenärmeren Chinoliniumverbindungen zu reagieren vermag. In Wasser ist Chinolin nur wenig löslich. Als Heteroaromat weist Chinolin bezüglich der elektrophilen aromatischen Substitution eine geringere Reaktivität als Naphthalin auf, chrom gelnägel geht jedoch im Vergleich leichter nukleophile aromatische Substitutionen ein. Diese können an das Stickstoffatom des Pyridinrings addieren und verursachen damit eine noch stärkere Desaktivierung des Pyridinrings.[5][29] Aus den beschriebenen elektronischen Gründen laufen elektrophile Substitutionen am schnellsten an den 5- und 8-Positionen des Chinolins ab. Sie besteht aus zwei anellierten aromatischen sechsgliedrigen Ringen – einem Benzol- und einem Pyridinring –, woraus sich die Summenformel C9H7N ergibt. Naphthalin weist im Vergleich hierzu C–C-Bindungslängen zwischen 135 und 142 pm auf[51], was auf eine gleichmäßigere Elektronenverteilung in diesem Molekül schließen lässt. Den biochemischen Zugang einiger Chinolinderivate stellt die Aminosäure Tryptophan dar, methotrexate and weight gain aus welcher in einer mehrstufigen Reaktion das Chinolingerüst aufgebaut werden kann.
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Aus kontaminiertem Erdreich wird Chinolin durch Wasser in kurzer Zeit ausgewaschen und durch Bakterien und Huminsäuren abgebaut.[21] In der Regel herrschen hierzu in oberflächennahem Wasser günstigere Bedingungen, während der Abbau in Tiefenwasser auf Grund fehlender geeigneter Organismen und ungünstiger chemischer Bedingungen (unter anderem auf Grund der geringen Sauerstoffkonzentration) nur langsam vonstattengeht. Sie geht aus von Anilin, welches in Gegenwart von Glycerin, Schwefelsäure und einem Oxidationsmittel zu Chinolin umgesetzt wird. Das Stickstoffatom ist sp2-hybridisiert und weist typische basische Eigenschaften eines Amins auf. Teeröl wird oder wurde als fäulnishemmendes Mittel zur Imprägnierung von Holz, beispielsweise für Bahnschwellen oder Telegrafenmasten verwendet, asics gel nimbus 19 herren wodurch Chinolin auch entfernt von entsprechender Industrie in die Umgebung freigesetzt werden kann. Hierbei wird die Zählung am höchstrangigen Stammsystem begonnen, welches im vorliegenden Fall der Pyridinring ist. Im Falle des Chinolins besitzt das Stickstoffatom die Nummer 1 und die Kohlenstoffringatome des Pyridinrings werden von dort aus fortlaufend mit 2–4 durchnummeriert. Die Freisetzung des Stoffes in die Umwelt ist zu verhindern.[4] Es bestehen hinreichende Anhaltspunkte, dass die Exposition eines Menschen mit Chinolin Krebs erzeugen kann. Der Explosionsbereich liegt zwischen 1 Vol.‑% (54 g/m3) als untere Explosionsgrenze (UEG) und 7 Vol.‑% (376 g/m3) als obere Explosionsgrenze (OEG).[4] Die Zündtemperatur beträgt 480 °C.[87] Der Stoff fällt somit in die Temperaturklasse T1. Zur Hydrierung des Pyridinrings wird klassisch molekularer Wasserstoff in Methanol bei Raumtemperatur am Platinkatalysator verwendet.[5] Es sind jedoch auch Hydrierungen durch Natriumcyanoborhydrid[67] sowie Natriumborhydrid[68] und Zinkborhydrid[69] in Gegenwart von Nickel(II)-chlorid bekannt. Die selektive Hydrierung des Benzolrings gelingt durch Umsetzung mit Wasserstoff in starken Säuren am Platinkatalysator.[70] Durch längere Reaktionsdauer kann unter diesen Bedingungen auch das vollständig gesättigte Decahydrochinolin erhalten werden.[5] Auch dihydrierte Chinolinderivate sind synthetisch aus Chinolin zugänglich. Zu dieser Gruppe gehören die China-Alkaloide mit Chinin als bekanntestem Vertreter. Es ist jedoch bedeutend für die chemischen Eigenschaften von Chinolin, denn im Gegensatz zu Naphthalin wird das aromatische System durch Anlagerung eines Elektrophils an dieser Position nicht aufgehoben. Es sind eine Reihe weiterer Syntheserouten zu Chinolin beziehungsweise dessen Derivaten bekannt.[37] Namentlich seien die Conrad-Limpach-Synthese (nach Max Conrad, Leonhard Limpach), bei welcher Aniline und β-Ketoester eingesetzt werden[38], und die Povarov-Reaktion, zu der Anilin, Benzaldehyd und aktivierte Alkene benötigt werden[31], erwähnt.
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Die Synthese von 8-Hydroxychinolin gelingt durch Sulfonierung von Chinolin zu Chinolin-8-sulfonsäure und anschließender ipso-Hydroxylierung mit heißer Natronlauge.[75] Des Weiteren dient Chinolin der Herstellung von Chinolinsäure, welche ein bedeutender Grundstoff zur Herstellung von Herbiziden wie Imazapyr[76] ist. Analog dem Pyridinrest (Pyridyl anstatt systematisch Pyridinyl) wird die systematische Bezeichnung Chinolinyl nur selten verwendet. Da jedes Signal ein Proton repräsentiert, weisen die Signale gleiche Flächenintegrale auf. Lithiierte Chinoline können aus den zu Grunde liegenden Halogenderivaten sowohl am Pyridin-[59][60] als auch am Benzolring[61] mittels kommerziell erhältlichen Lithiumorganylen wie n-Butyllithium hergestellt werden. Im chemischen Labor oder chemischen Anlagen kann Chinolin als gutes Lösungsmittel und sehr gutes Extraktionsmittel für polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe eingesetzt werden. Modellrechnungen zur Verbreitung von Chinolin ergaben, dass die Verbindung im Wesentlichen durch Wasser transportiert wird.