Пиритион (1121-30-8) Физические и химические свойства

Химический профиль

Пиритион

Антимикробное средство класса пиридинтионов, функционирующее как лиганд в цинковых комплексах и используемое в формулах для средств личной гигиены и промышленных биоцидных применений.

CAS Number	1121-30-8
Семейство	Пиридины (пиридинтионы)
Типичная форма	Порошок или кристаллическое твердое вещество
Обычные сорта	EP

Используется разработчиками формул и отделами закупок в качестве активного фунгистатического/антимикробного ингредиента в средствах личной гигиены (например, для лечения кожи головы) и в промышленных покрытиях и альгицидных применениях; обычно обращаются с исходным твердым веществом или цинковыми координационными солями. Низкая водная растворимость цинкового комплекса и сильное накопление на поверхности влияют на дозирование, аналитический контроль и тестирование характеристик, поэтому технические спецификации и профиль примесей являются важными факторами для обеспечения качества и разработки формул.

Пиритион — это малое гетероароматическое соединение тиона/оксида, производное пиридина, формально описываемое как 1-гидроксипиридин-2-тион (таутомер пиридин-2-тиола N-оксида). Молекула содержит пиридиновое кольцо с функциональными группами, расположенными смежно: серой и N–O/H, образующими смешанный мягкий (сера) и жесткий (кислород) донорный набор. Этот амбидентный донорный мотив обеспечивает хелатирование двухвалентных ионов металлов (особенно \(\ce{Zn^{2+}}\)) и лежит в основе формирования координационных комплексов, важных с фармакологической и промышленной точек зрения. Нейтральный родитель обладает ограниченной внутренней липофильностью и умеренной топологической полярной поверхностью, однако комплексообразование с металлом значительно изменяет его растворимость и взаимодействие с мембранами.

С электронной точки зрения пиритион проявляет резонанс между описаниями тиол/тиолята, тиона и N‑оксида; атомы S и O обеспечивают нуклеофильность и координируют металлы в бидентатных режимах. Кислотно-основное поведение характеризуется слабокислотной тиольной функциональностью в некоторых средах и легким таутомеризмом; свободный лиганд в основном нейтрален в условиях окружающей среды. Соединение умеренно полярно (XLogP ≈ 0.5), содержит один донор и два акцептора водородных связей, что вместе с низкой ротационной гибкостью способствует упорядоченной упаковке в твердом состоянии и ограниченной конформационной гибкости. Окислительная и гидролитическая устойчивость под обычными условиями хранения достаточно высока, но хелатирование металлов и редокс-активные переходные металлы могут изменять реакционную способность и биологическую активность.

Пиритион широко используется в промышленности и фармацевтике в формах металло-комплексов (особенно цинкового пиритиона) как фунгистатическое и бактериостатическое средство в топических препаратах и в качестве биоцидного компонента в красках и технологических жидкостях для обработки металлов. К распространенным коммерческим сортам этой субстанции относится: EP.

Основные физические свойства

Плотность

Экспериментально установленные значения этой характеристики в доступных данных отсутствуют.

Температура плавления

Экспериментально установленные значения этой характеристики в доступных данных отсутствуют.

Температура кипения

В доступных данных числовое значение температуры кипения равно 100, однако единица измерения для данного значения не указана. Рассматривайте значение «100» как приведенное без присвоенной единицы в данной базе данных.

Давление пара

Экспериментально установленные значения этой характеристики в доступных данных отсутствуют.

Температура воспламенения

Экспериментально установленные значения этой характеристики в доступных данных отсутствуют.

Химические свойства

Растворимость и фазовое поведение

Свободный лиганд пиритиона плохо растворим в воде, однако его металлические соли (прежде всего цинковый комплекс) демонстрируют улучшенную водную диспергируемость по сравнению со свободным лигандом. В предоставленных данных отмечено: «Растворим в холодной воде (цинковая соль)», что указывает на значительно возросшую кажущуюся растворимость и поведение в отношении осаждения на поверхности при комплексировании с \(\ce{Zn^{2+}}\). В формулах низкая внутренняя растворимость комплекса металла способствует удерживанию на обработанных поверхностях (например, коже или пленках краски), что используется в топических и антифулинг-применениях. Фазовое поведение сильно зависит от иона металла, pH и вспомогательных веществ в формуле.

Реактивность и стабильность

Пиритион химически стабилен в нейтральных и слабо кислых/щелочных условиях, типичных для хранения и топического применения. Лиганд способен образовывать стабильные координационные комплексы с двухвалентными ионами металлов через донорные атомы кислорода и серы; образование и расщепление этих комплексов регулирует биологическую активность (поведение ионофора) и растворимость. Хотя он не сильно подвержен простой гидролизе или окислительному расщеплению при стандартных условиях, взаимодействие с редокс-активными металлическими центрами или сильными окислителями может изменять серосодержащую функциональную группу. Таутомеризм N–O/тион обеспечивает внутреннюю стабилизацию, но также допускает пути реакционной активности, такие как конъюгация (например, S-глюкуронирование в биологических системах).

Термодинамические данные

Стандартные энтальпии и теплоемкость

Экспериментально установленные значения этой характеристики в доступных данных отсутствуют.

Молекулярные параметры

Молекулярная масса и формула

Молекулярная формула: \(\ce{C5H5NOS}\)
Молекулярная масса: 127.17 \(\mathrm{г}\,\mathrm{моль}^{-1}\)
Точная масса / мономассовая масса: 127.00918496

Дополнительные вычисленные дескрипторы из молекулярных данных: число тяжелых атомов = 8; сложность = 162; формальный заряд = 0; количество ковалентно связанных фрагментов = 1.

LogP и полярность

XLogP3‑AA: 0.5
Топологическая полярная поверхность (TPSA): 55.6 Å² (указано как 55.6)
Количество доноров водородных связей: 1
Количество акцепторов водородных связей: 2

Эти значения указывают на умеренную липофильность с выраженной полярностью и способностью к образованию водородных связей для небольшого гетероароматического соединения. TPSA и число Н‑связей соответствуют ограниченной пассивной проницаемости мембран как свободного лиганда, тогда как комплексирование с металлом (например, \(\ce{Zn^{2+}}\)) изменяет липофильность и взаимодействия с мембраной, обеспечивая феномены транспорта, опосредованные ионофорами.

Структурные особенности

Пиритион — это заменённый пиридин с расположенными рядом функциональными группами серы и N–O/H в положении 2. Его структура обычно представляется IUPAC-названием 1‑гидроксипиридин‑2-тион (1‑гидроксипиридин‑2(1H)‑тион). Основные структурные и твердофазные наблюдения:

Лиганд хелатирует металлы через донорные атомы серы и кислорода, образуя координационные комплексы (цинковый пиритион — хорошо известный пример).
В кристаллическом состоянии цинковый комплекс представлен как центросимметричный димер; данные по монокристаллам лигандов и комплексов демонстрируют определенные мотивы упаковки.
Конформационно жесткий: число вращающихся связей = 0, что коррелирует с упорядоченной упаковкой кристаллов и воспроизводимыми спектроскопическими характеристиками.

Параметры кристаллической решетки (значения, приведённые для кристаллических образцов в доступном контексте): a = 6.231, b = 7.935, c = 11.667; α = 90.00°, β = 92.09°, γ = 90.00°; Z = 4; Z' = 1. Эти значения указывают на моноклинную пространственную группу (P 1 21/n 1; Hall: -P 2yn) с качественной аппроксимацией структуры (фактор остатка ~0.0594) в указанных кристаллографических отчетах.

Идентификаторы и синонимы

Реестровые номера и коды

CAS: 1121-30-8
Номера Европейского сообщества (EC): 214-329-4; 214-328-9
UNII: 6GK82EC25D
InChI: InChI=1S/C5H5NOS/c7-6-4-2-1-3-5(6)8/h1-4,7H
InChIKey: YBBJKCMMCRQZMA-UHFFFAOYSA-N
SMILES: C1=CC(=S)N(C=C1)O

(При использовании в вычислительных методах SMILES, InChI и InChIKey следует рассматривать как точные идентификаторы, которые приведены выше в строке в исходном виде.)

Синонимы и структурные наименования

Распространённые синонимы и структурные наименования, встречающиеся в доступном контексте: пиритион; 2-пиридинентиол 1-оксид; 1-гидроксипиридин-2-тион; пиридин-2-тиол N-оксид; 2-меркаптопиридин N-оксид; Омадин. Предоставлено IUPAC/допустимое систематическое название: 1-гидроксипиридин-2-тион.

Промышленные и коммерческие применения

Типичные области применения и отрасли

Пиритион и его металлические соли в основном используются как антимикробные агенты и биоциды. Представленные секторы и области применения в имеющемся контексте включают:

Топические противогрибковые/противогрибковые средства против перхоти (пиритион цинка) в смываемых формулах и лечебных шампунях для контроля видов Malassezia, связанных с перхотью и себорейным дерматитом.
Биоцидная добавка в краски и покрытия (противоопадание/противообрастание водорослями).
Биоцид в рабочих жидкостях для металлообработки, смазках, чернилах и некоторых промышленных смесях, требующих микробного контроля.

Эти применения используют хелатирующие и ионофорные свойства лиганда пиритиона при координации с ионами металлов, которые регулируют как активность, так и адгезию на поверхности.

Роль в синтезе или формулах

Пиритион функционирует как лиганд и как активное антимикробное звено. В формулах основная коммерческая форма — соль цинка (пиритион цинка), поскольку координация с \(\ce{Zn^2+}\) стабилизирует активное вещество, изменяет растворимость/удержание и снижает летучесть. Натриевая соль используется там, где требуется повышенная растворимость в воде (для конкретных промышленных биоцидных применений). В синтетической химии лиганд может применяться для получения металлокомплексов с заданными антимикробными или ингибирующими ферменты свойствами.

Если необходим краткий обзор составов для закупок или производства, выбор обычно базируется на целевой среде (водная или невода), требуемом способе доставки (адгезия к поверхности или растворимый биоцид) и нормативном допуске для заданного применения.

Обзор безопасности и обращения

Острая и профессиональная токсичность

Доступные классификации опасностей и предупреждения, представленные в контексте, включают показатели острой токсичности и раздражения:

Заявления о рисках по GHS (примеры): H301 (Токсично при проглатывании), H315 (Вызывает раздражение кожи), H319 (Вызывает серьёзное раздражение глаз), H335 (Может вызывать раздражение дыхательных путей).
Классы опасности (объединённые уведомления): Острая токсичность категории 3; Раздражение кожи категории 2; Раздражение глаз категории 2; Целевое органное токсическое воздействие (однократное воздействие) категория 3.
Побочные эффекты: отмечены сенсибилизация кожи и аллергический контактный дерматит в профессиональных условиях; пиритион может выступать как сенсибилизатор кожи.

Контроль профессионального воздействия следует проводить с учётом потенциального раздражающего действия на кожу и дыхательные пути, а также возможной системной токсичности при проглатывании. Рекомендуются инженерные меры контроля, использование средств индивидуальной защиты (химически стойкие перчатки, защита глаз, респираторная защита при возможности образования аэрозолей или пыли), а также минимизация контакта с кожей.