Thiazol - Thiazole

Thiazol
Jména
	Preferovaný název IUPAC 1,3-thiazol
	Ostatní jména Thiazol
Identifikátory
Číslo CAS	288-47-1 ;
3D model (JSmol )	Interaktivní obrázek;
ChEBI	CHEBI: 43732 ;
ChEMBL	ChEMBL15605 ;
ChemSpider	8899 ;
Informační karta ECHA	100.005.475
PubChem CID	9256;
UNII	320RCW8PEF ;
Řídicí panel CompTox (EPA)	DTXSID2059776 ;
	InChI InChI = 1S / C3H3NS / c1-2-5-3-4-1 / h1-3H Klíč: FZWLAAWBMGSTSO-UHFFFAOYSA-N ; InChI = 1 / C3H3NS / c1-2-5-3-4-1 / h1-3H Klíč: FZWLAAWBMGSTSO-UHFFFAOYAI;
	ÚSMĚVY n1ccsc1;
Vlastnosti
Chemický vzorec	C3H3NS
Molární hmotnost	85.12 g · mol−1
Bod varu	116 až 118 ° C (241 až 244 ° F; 389 až 391 K)
Kyselost (strK.A)	2,5 (kyseliny konjugované)
Magnetická susceptibilita (χ)	-50.55·10−6 cm3/ mol
	Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
	ověřit (co je ?)
	Reference Infoboxu

Thiazolnebo 1,3-thiazol, je heterocyklická sloučenina který obsahuje jak síru, tak dusík; termín „thiazol“ také označuje velkou skupinu derivátů. Samotný thiazol je světle žlutá kapalina s a pyridin - podobný zápach a molekulární vzorec C₃H₃NS.^[2] Thiazolový kruh je pozoruhodný jako součást vitamín thiamin (B₁).

Molekulární a elektronová struktura

Thiazoly jsou členy azoly, heterocykly, které zahrnují imidazoly a oxazoly. Thiazol lze také považovat za funkční skupina. Oxazoly jsou příbuzné sloučeniny, přičemž síra je nahrazena kyslíkem. Thiazoly jsou strukturně podobné imidazoly, přičemž thiazolová síra byla nahrazena dusíkem.

Thiazolové kruhy jsou rovinné a aromatický. Thiazoly se vyznačují větším pi-elektronem delokalizace než odpovídající oxazoly a proto mají větší aromatičnost. O této aromatičnosti svědčí chemický posun protonů kruhu dovnitř protonová NMR spektroskopie (mezi 7,27 a 8,77 ppm), což jasně naznačuje silnou diamagnetický kruhový proud. Vypočítaná hustota pi-elektronů označuje C5 jako primární místo pro elektrofilní substituci a C2 jako místo pro nukleofilní substituci.

Hustoty elektronů thiazolu a schéma číslování

Výskyt thiazolů a thiazoliových solí

Thiazoly se nacházejí v řadě specializovaných produktů, často fúzovaných s benzenovými deriváty, takzvaných benzothiazolů. Kromě vitaminu B.₁, thiazolový kruh se nachází v epothilon. Dalšími důležitými thiazolovými deriváty jsou benzothiazoly například chemikálie světlušek luciferin. Zatímco thiazoly jsou v zastoupení dobře zastoupeny biomolekuly, oxazoly nejsou. Nachází se v přirozeně se vyskytujících peptidech a využívá se při vývoji peptidomimetik (tj. Molekul, které napodobují funkci a strukturu peptidů).^[3]

Komerčně významné thiazoly zahrnují hlavně barviva a fungicidy. Thifluzamid, tricyklazol a Thiabendazol jsou uváděny na trh pro hubení různých zemědělských škůdců. Dalším široce používaným thiazolovým derivátem je nesteroidní protizánětlivé léčivo Meloxikam. Následující anthrochinon barviva obsahují benzothiazolové podjednotky: Algol Yellow 8 (CAS # [6451-12-3]), Algol Yellow GC (CAS # [129-09-9]), Indanthren Rubine B (CAS # [6371-49-9]), Indanthren Blue CLG (CAS # [6371-50-2] a Indanthren Blue CLB (CAS # [6492-78-0]). Tyto thiazolové barvivo se používá k barvení bavlna.

Organická syntéza

Pro laboratoř existují různé laboratorní metody organická syntéza thiazolů.

The Hantzschova syntéza thiazolu (1889) je reakce mezi haloketony a thioamidy. Například, 2,4-dimethylthiazol je syntetizován z acetamid, sulfid fosforečný, a chloraceton.^[4] Další příklad ^[5] je uveden níže:

V adaptaci Robinson-Gabriel syntéza, 2-acylaminoketony reagují s sulfid fosforečný.
V Cook-Heilbronova syntéza, a-aminonitril reaguje s sirouhlík.
K určitým thiazolům lze přistupovat pomocí aplikace Herzova reakce.

Biosyntéza

Několik biosyntetických cest vede k thiazolovému kruhu, jak je nutné pro tvorbu thiaminu.^[6] Síra thiazolu je odvozena od cysteinu. U anaerobních bakterií je skupina CN odvozena od dehydroglycinu.

Reakce

Reaktivitu thiazolu lze shrnout následovně:

Deprotonace na C2: záporný náboj v této poloze je stabilizován jako ylid; Základny Hauser a organolithné sloučeniny reagovat na tomto místě a nahradit proton

Thiazolová deprotonace

2- (trimethylsiliyl) thiazol ^[7] (s trimethylsilyl skupina v poloze 2) je stabilní náhražka a reaguje s řadou elektrofilů, jako je aldehydy, acylhalogenidy, a keteny

Elektrofilní aromatická substituce na C5 vyžaduje aktivační skupiny jako a methyl skupina v tomto bromace:

Nukleofilní aromatická substituce často vyžaduje odstupující skupinu jako např chlór na C2 s

Thiazol nukleofilní aromatická substituce

Organické oxidace dusíkem dává aromatický thiazol N-kysličník; existuje mnoho oxidačních činidel, jako např mCPBA; nový je kyselina fluorovodíková připraveno z fluor a vodu dovnitř acetonitril; část oxidace probíhá na síře, což vede k nearomatickému sulfoxid /sulfon:^[8]

Thiazoly jsou formyl synthony; konverze R-thia do R-CHO aldehyd probíhá s,^[7] respektive methyljodid (N-methylace), organická redukce s borohydrid sodný, a hydrolýza s Chlorid rtuťnatý ve vodě.
Thiazoly mohou reagovat cykloadice, ale obecně za vysokých teplot v důsledku příznivé aromatické stabilizace reaktantu; Diels-Alderovy reakce s alkyny následuje vytlačování síry a konečným produktem je a pyridin; v jedné studii,^[5] velmi mírná reakce a 2- (dimethylamino) thiazol s dimethylacetylendikarboxylát (DMAD) k pyridinu bylo zjištěno, že postupuje a zwitterionický meziprodukt ve formální [2 + 2] cykloadici na cyklobuten, poté na a 1,3-thiazepin ve 4-elektronu otevření elektrocyklického kruhu a pak do a 7-thia-2-azanorcaradien v 6-elektronovém elektrocyklickém kruhu, uzavírá se před vytlačováním atomu síry.

Thiazoliové soli

Alkylace thiazolů v dusíku tvoří a thiazolium kation. Thiazoliové soli jsou katalyzátory v Stetterova reakce a Kondenzace benzoinů. Deprotonace N-alkyl thiazoliové soli poskytují volné karbeny^[9] a komplexy karbenu přechodného kovu.

Struktura thiazolů (vlevo) a thiazoliových solí (vpravo)

Alagebrium je lék na bázi thiazolia.

Reference

^ Zoltewicz, J. A .; Deady, L. W. (1978). Kvaternizace heteroaromatických sloučenin. Kvantitativní aspekty. Pokroky v heterocyklické chemii. 22. 71–121. doi:10.1016 / S0065-2725 (08) 60103-8. ISBN 9780120206223.
^ Eicher, T .; Hauptmann, S. (2003). Chemie heterocyklů: struktura, reakce, syntézy a aplikace. ISBN 978-3-527-30720-3.
^ Mak, Jeffrey Y. W .; Xu, Weijun; Fairlie, David P. (01.01.2015). Peptidomimetika I (PDF). Témata v heterocyklické chemii. 48. Springer Berlin Heidelberg. 235–266. doi:10.1007/7081_2015_176. ISBN 978-3-319-49117-2.
^ Schwarz, G. (1945). "2,4-dimethylthiazol". Organické syntézy. 25: 35.; Kolektivní objem, 3, str. 332
^ ^A ^b Alajarín, M .; Cabrera, J .; Pastor, A .; Sánchez-Andrada, P .; Bautista, D. (2006). „K [2 + 2] cykloadici 2-aminothiazolů a dimethyl-acetylen-dikarboxylátu. Experimentální a výpočetní důkazy o otevření tepelně disrotačního kruhu kondenzovaných cyklobutenů“. J. Org. Chem. 71 (14): 5328–5339. doi:10.1021 / jo060664c. PMID 16808523.
^ Kriek, M .; Martins, F .; Leonardi, R .; Fairhurst, S. A .; Lowe, D. J .; Roach, P. L. (2007). "Thiazol Synthase z Escherichia coli: Vyšetřování substrátů a purifikovaných proteinů požadovaných pro aktivitu in vitro" (PDF). J. Biol. Chem. 282 (24): 17413–17423. doi:10,1074 / jbc.M700782200. PMID 17403671.
^ ^A ^b Dondoni, A .; Merino, P. (1995). „Diastereoselektivní homologace D- (R) -glyceraldehyd-acetonidu za použití 2- (trimethylsilyl) thiazolu“. Organické syntézy. 72: 21.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz); Kolektivní objem, 9, str. 952
^ Amir, E .; Rozen, S. (2006). „Snadný přístup k rodině Thiazolů N-oxidy používající HOF · CH₃CN ". Chemická komunikace. 2006 (21): 2262–2264. doi:10.1039 / b602594c. PMID 16718323.
^ Arduengo, A. J .; Goerlich, J. R .; Marshall, W. J. (1997). "Stabilní thiazol-2-yliden a jeho dimer". Liebigs Annalen. 1997 (2): 365–374. doi:10.1002 / jlac.199719970213.

[1] Zoltewicz, J. A .; Deady, L. W. (1978). Kvaternizace heteroaromatických sloučenin. Kvantitativní aspekty. Pokroky v heterocyklické chemii. 22. 71–121. doi:10.1016 / S0065-2725 (08) 60103-8. ISBN 9780120206223.

[2] Eicher, T .; Hauptmann, S. (2003). Chemie heterocyklů: struktura, reakce, syntézy a aplikace. ISBN 978-3-527-30720-3.

[3] Mak, Jeffrey Y. W .; Xu, Weijun; Fairlie, David P. (01.01.2015). Peptidomimetika I (PDF). Témata v heterocyklické chemii. 48. Springer Berlin Heidelberg. 235–266. doi:10.1007/7081_2015_176. ISBN 978-3-319-49117-2.

[4] Schwarz, G. (1945). "2,4-dimethylthiazol". Organické syntézy. 25: 35.; Kolektivní objem, 3, str. 332

[Mateo-5] A ^b Alajarín, M .; Cabrera, J .; Pastor, A .; Sánchez-Andrada, P .; Bautista, D. (2006). „K [2 + 2] cykloadici 2-aminothiazolů a dimethyl-acetylen-dikarboxylátu. Experimentální a výpočetní důkazy o otevření tepelně disrotačního kruhu kondenzovaných cyklobutenů“. J. Org. Chem. 71 (14): 5328–5339. doi:10.1021 / jo060664c. PMID 16808523.

[6] Kriek, M .; Martins, F .; Leonardi, R .; Fairhurst, S. A .; Lowe, D. J .; Roach, P. L. (2007). "Thiazol Synthase z Escherichia coli: Vyšetřování substrátů a purifikovaných proteinů požadovaných pro aktivitu in vitro" (PDF). J. Biol. Chem. 282 (24): 17413–17423. doi:10,1074 / jbc.M700782200. PMID 17403671.

[orgsynth1-7] A ^b Dondoni, A .; Merino, P. (1995). „Diastereoselektivní homologace D- (R) -glyceraldehyd-acetonidu za použití 2- (trimethylsilyl) thiazolu“. Organické syntézy. 72: 21.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz); Kolektivní objem, 9, str. 952

[8] Amir, E .; Rozen, S. (2006). „Snadný přístup k rodině Thiazolů N-oxidy používající HOF · CH₃CN ". Chemická komunikace. 2006 (21): 2262–2264. doi:10.1039 / b602594c. PMID 16718323.

[9] Arduengo, A. J .; Goerlich, J. R .; Marshall, W. J. (1997). "Stabilní thiazol-2-yliden a jeho dimer". Liebigs Annalen. 1997 (2): 365–374. doi:10.1002 / jlac.199719970213.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]