الأنثراكينونات

للاطلاع على الجزيء الأصلي 9،10-أنثراكينون ، انظر أنثراكينون

التركيب المقترح لصبغة الكارمين.

الأنثراكينونات (المعروفة أيضًا باسم الأنثراكينونويدات ) هي فئة من المركبات الفينولية الطبيعية التي تعتمد على هيكل 9،10-أنثراكينون . وهي تستخدم على نطاق واسع في الصناعة وتوجد بشكل طبيعي.

التاريخ والاستعدادات المبكرة

أليزارين

استُخدم اسم "الأنثراكينون" لأول مرة من قِبل الكيميائيين الألمانيين كارل غريبه وكارل ثيودور ليبرمان في منشور عام 1868 يصف التخليق الكيميائي لصبغة الأليزارين الحمراء من الأنثراسين ، وهو أحد مكونات قطران الفحم . أدى هذا الاكتشاف إلى الإنتاج الصناعي للأليزارين، وحفّز المزيد من الأبحاث في كيمياء الأنثراكينون. [ 1 ] تُحضّر العديد من الأنثراكينونات عن طريق إضافة مجموعتي أسيل إلى الأرينات باستخدام أنهيدريد الفثاليك . على سبيل المثال، يُحضّر 2-كلوروأنثراكينون بهذه الطريقة من الكلوروبنزين. [ 2 ]

حدوثه في النباتات

يعود اللون الأصفر لبعض أنواع الأشنات، وخاصة في عائلة Teloschistaceae (هنا Variospora thallincola )، إلى وجود الأنثراكينونات. [ 3 ]

توجد أصباغ طبيعية مشتقة من الأنثراكينون، من بين مصادر أخرى، في عصارة الصبار، والسنا ، والراوند ، ونبق الكاسكارا ، والفطريات ، والأشنات ، وبعض الحشرات . ويُعدّ إنزيم بولي كيتيد سينثاز من النوع الثاني مسؤولاً عن التخليق الحيوي للأنثراكينون في بكتيريا فوتورابدوس لومينيسينس . [ 4 ] أما الكورزمات ، الذي يُنتجه إنزيم إيزوكوريسمات سينثاز في مسار الشيكيمات، فهو طليعة للأنثراكينونات في نبات موريندا سيتريفوليا . [ 5 ] وقد تم تطوير اختبارات للكشف عن الأنثراكينونات في المستخلصات الطبيعية. [ 6 ]

التطبيقات

مادة مضافة للتخمير في صناعة الورق

يُستخدم 9،10-أنثراكينون كمادة مضافة في عملية الهضم في إنتاج لب الورق باستخدام العمليات القلوية ، مثل عملية كرافت ، أو عملية الكبريتيت القلوية ، أو عملية الصودا-AQ . يُعد الأنثراكينون عاملًا مساعدًا للأكسدة والاختزال . قد تتضمن آلية التفاعل نقل إلكترون واحد (SET). [ 8 ] يُؤكسد الأنثراكينون الطرف المختزل للسكريات المتعددة في اللب، أي السليلوز والهيميسليلوز ، وبالتالي يحميه من التحلل القلوي (التقشر). يُختزل الأنثراكينون إلى 9،10-ثنائي هيدروكسي أنثراسين الذي يتفاعل بدوره مع اللجنين . يتحلل اللجنين ويصبح أكثر قابلية للذوبان في الماء، وبالتالي يسهل غسله من اللب، بينما يُعاد توليد الأنثراكينون. تُؤدي هذه العملية إلى زيادة في إنتاجية اللب، عادةً بنسبة 1-3%، وانخفاض في رقم كابا . [ 9 ]

إنتاج بيروكسيد الهيدروجين

في إنتاج بيروكسيد الهيدروجين

يُستخدم الأنثراكينون على نطاق واسع في الصناعة لإنتاج بيروكسيد الهيدروجين . ويُستخدم 2-إيثيل-9،10-أنثراكينون أو مشتق ألكيلي ذو صلة، بدلاً من الأنثراكينون نفسه. [ 10 ]

دورة تحفيزية لعملية الأنثراكينون لإنتاج بيروكسيد الهيدروجين.

يتم إنتاج ملايين الأطنان من بيروكسيد الهيدروجين من خلال عملية الأنثراكينون . [ 11 ]

عملية اللب

يُعدّ 2-أنثراكينون سلفونات الصوديوم (AMS) مشتقًا من الأنثراكينون قابلًا للذوبان في الماء، وكان أول مشتق من الأنثراكينون يُكتشف أن له تأثيرًا تحفيزيًا في عمليات اللب القلوي. [ 12 ]

مادة أولية للصبغة

يوجد هيكل 9،10-أنثراكينون في العديد من الأصباغ، مثل الأليزارين . [ 13 ] ومن المشتقات المهمة لـ 9،10-أنثراكينون: 1-نيتروأنثراكينون، وحمض الأنثراكينون-1-سلفونيك، وثنائي نيتروأنثراكينون. [ 14 ]

مجموعة مختارة من أصباغ الأنثراكينون . من اليسار: CIAcid Blue 43 وهو "صبغة حمضية" للصوف (تسمى أيضًا "Acilan Saphirol SE")، وCI Vat Violet 1، الذي يتم تطبيقه عن طريق الطباعة النقلية باستخدام التسامي، وهو صبغة زرقاء شائعة الاستخدام في البنزين، وCI Disperse Red 60 .

الدواء

تشمل مشتقات 9،10-أنثراكينون أدوية مثل الأنثراسينديونات وعائلة الأنثراسيكلين من أدوية العلاج الكيميائي . تُستخلص هذه الأدوية الأخيرة من بكتيريا Streptomyces peucetius ، التي اكتُشفت في عينة تربة بالقرب من البحر الأدرياتيكي . تشمل أدوية عائلة الأنثراكينون الأدوية النموذجية داونوروبيسين ، دوكسوروبيسين ، ميتوكسانترون ، لوسوكسانترون ، وبيكسانترون . معظم هذه الأدوية، باستثناء بيكسانترون، شديدة السمية للقلب، إذ تُسبب اعتلال عضلة القلب غير القابل للعلاج ، مما قد يحد من جدواها العملية في علاج السرطان . [ 14 ]

تشمل الأنثراسينديونات أيضًا

يحتوي كل من الدانترون والإيمودين وألو إيمودين ، وبعض جليكوسيدات السنا ، على تأثيرات ملينة . ويؤدي الاستخدام المطول وسوء الاستخدام إلى الإصابة بتصبغ القولون . [ 16 ] [ 17 ]

بطاريات التدفق

تُستخدم الأنثراكينونات القابلة للذوبان مثل حمض 9،10-أنثراكينون-2،7-ثنائي السلفونيك كمتفاعلات في بطاريات تدفق الأكسدة والاختزال ، والتي توفر تخزين الطاقة الكهربائية. [ 18 ]

مراجع

  1. فيليبس، ماكس (1929). "كيمياء الأنثراكينون". المراجعات الكيميائية . 6 (1): 157-174 . doi : 10.1021/cr60021a007 .
  2. ^ بيان، هانز صموئيل. ستاويتز، جوزيف. ووندرليش، كلاوس (2000). "الأصباغ والوسيطة أنثراكينون". موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . دوى : 10.1002/14356007.a02_355 . رقم ISBN 3527306730.
  3. Llewellyn, Theo; Nowell, Reuben W.; Aptroot, Andre; Temina, Marina; Prescott, Thomas A.K.; Barraclough, Timothy G.; Gaya, Ester (2023). "Metagenomics shines light on the evolution of "sunscreen" pigment metabolism in the Teloschistales (lichen-forming Ascomycota)". Genome Biology and Evolution. 15 (2) evad002. doi:10.1093/gbe/evad002. PMC 9907504. PMID 36634008.
  4. Brachmann, AO; Joyce, SA; Jenke-Kodama, H; Schwär, G; Clarke, DJ; Bode, HB (2007). "A type II polyketide synthase is responsible for anthraquinone biosynthesis in Photorhabdus luminescens". ChemBioChem. 8 (14): 1721–8. doi:10.1002/cbic.200700300. PMID 17722122.
  5. Stalman, M; Koskamp, AM; Luderer, R; Vernooy, JH; Wind, JC; Wullems, GJ; Croes, AF (2003). "Regulation of anthraquinone biosynthesis in cell cultures of Morinda citrifolia". Journal of Plant Physiology. 160 (6): 607–14. doi:10.1078/0176-1617-00773. PMID 12872482.
  6. Akinjogunla OJ, Yah CS, Eghafona NO, Ogbemudia FO (2010). "Antibacterial activity of leave extracts of Nymphaea lotus (Nymphaeaceae) on Methicillin resistant Staphylococcus aureus (MRSA) and Vancomycin resistant Staphylococcus aureus (VRSA) isolated from clinical samples". Annals of Biological Research. 1 (2): 174–184.
  7. Dapson, R. W.; Frank, M.; Penney, D. P.; Kiernan, J. A. (2007). "Revised procedures for the certification of carmine (C.I. 75470, Natural red 4) as a biological stain". Biotechnic & Histochemistry. 82 (1): 13–15. doi:10.1080/10520290701207364. PMID 17510809.
  8. Samp, J. C. (2008). A comprehensive mechanism for anthraquinone mass transfer in alkaline pulping (Thesis). Georgia Institute of Technology. p. 30. hdl:1853/24767.
  9. Sturgeoff, L. G.; Pitl, Y. (1997) [1993]. "Low Kappa Pulping without Capital Investment". In Goyal, G. C. (ed.). Anthraquinone Pulping. TAPPI Press. pp. 3–9. ISBN 0-89852-340-0.
  10. ^ جور، ج. جلينبيرج، J .؛ جاكوبي، س. (2007). "بيروكسيد الهيدروجين". موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . فاينهايم: وايلي-VCH. دوى : 10.1002/14356007.a13_443.pub2 . رقم ISBN 978-3-527-30673-2.
  11. كامبوس-مارتن، خوسيه م.؛ بلانكو-بريفا، جيما؛ فييرو، خوسيه ل. ج. (2006). "تخليق بيروكسيد الهيدروجين: نظرة مستقبلية تتجاوز عملية الأنثراكينون". Angewandte Chemie International Edition . 45 (42): 6962–6984 . doi : 10.1002/anie.200503779 . PMID 17039551 . 
  12. "الأنثراكينون / اللب القلوي - مراجعة أدبية" (ملف PDF) . المشروع 3370. أبلتون، ويسكونسن: معهد كيمياء الورق. 5 يوليو 1978.
  13. ^ بيان، هـ.-س. ستاويتز، J .؛ وندرليش، ك. (2005). "الأصباغ والوسيطة أنثراكينون". موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . فاينهايم: وايلي-VCH. دوى : 10.1002/14356007.a02_355 . رقم ISBN 978-3-527-30673-2.
  14. 1 2 فوجل، أ. "الأنثراكينون". موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . فاينهايم: وايلي-VCH. دوى : 10.1002/14356007.a02_347 . رقم ISBN 978-3-527-30673-2.
  15. بانيغراهي، جي كي؛ سوثار، إم كي؛ فيرما، إن؛ أستانا، إس؛ تريباثي، إيه؛ غوبتا، إس كي؛ ساكسينا، جي كي؛ ريس الدين، إس؛ داس، إم. (2015). "دراسة تفاعل الأنثراكينونات الموجودة في بذور نبات كاسيا أوكسيدنتاليس مع ألبومين مصل البقر باستخدام المحاكاة الجزيئية والتحليل الطيفي: علاقتها بتأثيرها السام على الخلايا في المختبر". مجلة أبحاث الغذاء الدولية . 77 : 368-377 . doi : 10.1016/j.foodres.2015.08.022 .
  16. مولر-ليسنر، إس. أ. (1993). "الآثار الجانبية للملينات: بين الحقيقة والخيال". علم الأدوية . 47 (ملحق 1): 138-145 . doi : 10.1159/000139853 . PMID 8234421 . 
  17. موريارتي، كيه جيه؛ سيلك، دي بي (1988). "إساءة استخدام الملينات". أمراض الجهاز الهضمي . 6 (1): 15-29 . doi : 10.1159/000171181 . PMID 3280173 . 
  18. فونتموران، جان ماري؛ غيهينوف، سولين؛ غوديه-بار، تيبو؛ فلونر، ديدييه؛ جينست، فلورنسا (2022). "كيف يمكن للأنثراكينونات أن تُمكّن بطاريات التدفق العضوي المائي للأكسدة والاختزال من تلبية احتياجات التصنيع". الرأي الحالي في علوم الغرويات والأسطح البينية . 61 101624. doi : 10.1016/j.cocis.2022.101624 .