Phénazine

La phénazine, aussi appelée azophénylène, dibenzo-p-diazine, dibenzopyrazine ou acridizine, est un composé aromatique tricyclique constitué d'un noyau de pyrazine fusionnée avec deux cycles benzéniques. C'est un solide jaune, composé parent de nombreux composés utilisés comme colorants ou teintures : rouge neutre, safranines, eurhodines, indulines, mauvéine ou encore pyocyanine.

Identification
Phénazine


Nom UICPA	phénazine
Synonymes	dibenzopyrazine
N^o CAS	92-82-0
N^o ECHA	100.001.995
N^o CE	202-193-9
N^o RTECS	SG1360000
PubChem	4757
SMILES	n1c3c(nc2c1cccc2)cccc3 PubChem, vue 3D
InChI	InChI : vue 3D InChI=1/C12H8N2/c1-2-6-10-9(5-1)13-11-7-3-4-8-12(11)14-10/h1-8H InChIKey : PCNDJXKNXGMECE-UHFFFAOYAM Std. InChI : vue 3D InChI=1S/C12H8N2/c1-2-6-10-9(5-1)13-11-7-3-4-8-12(11)14-10/h1-8H Std. InChIKey : PCNDJXKNXGMECE-UHFFFAOYSA-N
Apparence	poudre cristalline jaune[1]
Propriétés chimiques
Formule	C₁₂H₈N₂ [Isomères]
Masse molaire[2]	180,2053 ± 0,0106 g/mol C 79,98 %, H 4,47 %, N 15,55 %,
pKa	1,19 à 20 °C[3]
Propriétés physiques
T° fusion	172 à 176 °C[1]
Solubilité	16 mg·l^-1 (eau, 20 °C)[3] soluble dans l'éthanol, l'éther diéthylique et le benzène[4]
Propriétés optiques
Fluorescence	λ_excitation 426 nm λ_émission 471 nm (dans l'acétate d'éthyle)[1]
Précautions
NFPA 704[1]
0 0 0
Écotoxicologie
DL₅₀	400 mg/kg (souris, intrapéritonéal)[5] 180 mg/kg (souris, intravaineux)[6]
CL₅₀	10 mg/l - 24 h (poisson)[1]

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Propriétés

La phénazine cristallise en aiguilles jaunes qui fondent entre 172 et 176 °C. Ces aiguilles sont dissoutes par l'acide sulfurique, formant une solution rouge foncé.

Occurrence naturelle et biosynthèse

Certains dérivés de phénazine ont une action antibiotique et sont synthétisés par de nombreuses bactéries (par exemple Pseudomonas aeruginosa, Streptomyces ou Pantoea agglomerans) pour la défense de leur habitat et des zones environnantes[7]. Près de 100 dérivés naturels de la phénazine ont ainsi été identifiés[8].

La biosynthèse de la phénazine est à une bifurcation de la voie de l'acide shikimique, juste après l'étape de l'acide chorismique ; deux molécules intermédiaires dérivées du chrisomate s'assemblent alors de façon diagonale pour former le squelette de phénazine[7]^,[9]^,[10]. Des modifications séquentielles mènent ensuite à diverses phénazines avec des activités biologiques différentes.

Synthèse

Une méthode classique de synthèse de la phénazine est la réaction de Wohl-Aue entre le nitrobenzène et l'aniline. Il existe d'autres méthodes, notamment :

par distillation du sel de baryum de l'azobenzoate ;
en passant des vapeurs d'aniline sur de l'oxyde de plomb ;
par l'oxydation de la dihydrophénazine, elle-même préparée en chauffant le pyrocatéchol avec de l'o-phénylènediamine.

Il est également possible de former de la phénazine en distillant de l'ortho-aminodiphénylamine sur du péroxyde de plomb.

Dérivés

Les phénazines plus complexes, telles que les naphtophénazines, les naphtazines et les naphtotolazines, peuvent être préparées par condensation d'ortho-diamines avec des ortho-quinones[11], par l'oxydation d'une ortho-diamine en présence d'α-naphtol ou par décomposition d'ortho-anilido-(-toluidido-...)-composés azos en présence d'acide dilué.
Les rhodamines, composés proches des phtaléines, sont formés par condensation de méta-aminophénols alkylés avec l'anhydride phtalique en présence d'acide sulfurique. Leurs sels sont des teintures rouges fines. Leurs dérivés mono-aminés ou eurhodines sont obtenus par condensation d'arylmonamines avec des composés azo orthoaminé, par condensation du dichlorimidequinone ou de la para-nitrosodiméthylaniline avec des monamines ayant une position para libre, ou par oxydation d'ortho-hydroxydiaminodiphénylamines. Ce sont des solides rouges-jaunes, qui agissent comme bases faibles, leurs sels subissant une dissociation hydrolytique dans des solutions aqueuses. Lorsqu'elles sont chauffées en présence d'acide chlorhydrique concentré, leur groupe amine est remplacé par un groupe hydroxyle, produisant des eurhodols.
Les sels de phénazonium (type de sel d'ammonium quaternaire) sont d'autres dérivés de la phénazine. On peut notamment citer parmi eux la safranine.

Diaminophénazine

Rouge neutre

La diaminophénazine symétrique est parente d'une molécule importante en teinture, le rouge neutre ou diméthyldiaminotoluphénazine. Il est obtenu par oxydation de l'o-phénylènediamine avec le chlorure ferrique ; lorsqu'un mélange de para-aminodiméthylaniline et de méta-toluylènediamine est oxydé à froid, il se forme comme intermédiaire le bleu de toluylène, une indamine, qui devient rouge après ébullition. Il est également possible de l'obtenir par oxydation de la diatnine^[Quoi ?] de diméthylparaphénylène avec le diaminométatoluylène. Elle cristallise en aiguilles rouge-orangées et est fortement fluorescente en solution alcoolique. On peut l'utiliser pour teindre la soie et le coton mordancé d'un couleur écarlate.

Dérivés naturels

Beaucoup de phénazines sont présentes dans la nature, produites par des bactéries telles que Pseudomonas spp., Streptomyces spp. et Pantoea agglomerans. Ces phénazines naturelles sont impliquées dans la virulence et la sélection naturelle dans la formation d'organismes. Par exemple, la pyocyanine, un dérivé de phénazine produite par Pseudomonas aeruginosa, contribue à sa capacité à coloniser les poumons des patients atteint de mucoviscidose. De façon similaire, l'acide phénazine-1-carboxylique, produit par de nombreuses Pseudomonas, accroît sa survie sur les sols, et il a été montré qu'il joue un rôle essentiel dans la lutte biologique contre certaines souches[12]^,[13].

Notes et références

Fiche Sigma-Aldrich du composé Phenazine, consultée le 25 juin 2012.
Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
(en) « Phénazine », sur ChemIDplus, consulté le 25 juin 2012
(de) Ullrich Jahn, Römpp Online - Version 3.5, 2009, Georg Thieme Verlag, Stuttgart.
European Journal of Medicinal Chemistry, Chimie Thérapeutique. vol. 10, p. 273, 1975.
U.S. Army Armament Research & Development Command, Chemical Systems Laboratory, NIOSH Exchange Chemicals. vol. NX#02474,
(de) Biosynthèse de phénazines.
(de) Études sur des composés biochimiques à structures basées sur la phénazine « Copie archivée » (version du 12 août 2010 sur l'Internet Archive).
G.S. Byng, J. Gen. Microbiology 97 (1976) 57–62.
G.S. Byng et J.M. Turner, Biochem. J. 164 (1977) 139–145.
Alexander R. Surrey, Pyocyanine, Org. Synth., coll. « vol. 3 », 1955, p. 753
Turner, J. M. et A. J. Messenger, « Occurrence, biochemistry, and physiology of phenazine pigment production », Advances in Microbial Physiology, vol. 27,‎ 1986, p. 211–275 (ISBN 978-0-12-027727-8, DOI 10.1016/S0065-2911(08)60306-9)
McDonald, M., D. V. Mavrodi et al., « Phenazine biosynthesis in Pseudomonas fluorescens: Branchpoint from the primary shikimate biosynthetic pathway and role of phenazine-1,6-dicarboxylic acid », J. Am. Chem. Soc., vol. 123, n^o 38,‎ 2001, p. 9459–9460 (PMID 11562236, DOI 10.1021/ja011243)

(en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Phenazine » (voir la liste des auteurs).

Portail de la chimie

Cet article est issu de Wikipedia. Le texte est sous licence Creative Commons - Attribution - Partage dans les Mêmes. Des conditions supplémentaires peuvent s'appliquer aux fichiers multimédias.

[Sigma-1] Fiche Sigma-Aldrich du composé Phenazine, consultée le 25 juin 2012.

[2] Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.

[ChemID-3] (en) « Phénazine », sur ChemIDplus, consulté le 25 juin 2012

[4] (de) Ullrich Jahn, Römpp Online - Version 3.5, 2009, Georg Thieme Verlag, Stuttgart.

[5] European Journal of Medicinal Chemistry, Chimie Thérapeutique. vol. 10, p. 273, 1975.

[6] U.S. Army Armament Research & Development Command, Chemical Systems Laboratory, NIOSH Exchange Chemicals. vol. NX#02474,

[mpg-7] (de) Biosynthèse de phénazines.

[8] (de) Études sur des composés biochimiques à structures basées sur la phénazine « Copie archivée » (version du 12 août 2010 sur l'Internet Archive).

[9] G.S. Byng, J. Gen. Microbiology 97 (1976) 57–62.

[10] G.S. Byng et J.M. Turner, Biochem. J. 164 (1977) 139–145.

[11] Alexander R. Surrey, Pyocyanine, Org. Synth., coll. « vol. 3 », 1955, p. 753

[12] Turner, J. M. et A. J. Messenger, « Occurrence, biochemistry, and physiology of phenazine pigment production », Advances in Microbial Physiology, vol. 27,‎ 1986, p. 211–275 (ISBN 978-0-12-027727-8, DOI 10.1016/S0065-2911(08)60306-9)

[13] McDonald, M., D. V. Mavrodi et al., « Phenazine biosynthesis in Pseudomonas fluorescens: Branchpoint from the primary shikimate biosynthetic pathway and role of phenazine-1,6-dicarboxylic acid », J. Am. Chem. Soc., vol. 123, n^o 38,‎ 2001, p. 9459–9460 (PMID 11562236, DOI 10.1021/ja011243)