Ізотіазол


Ізотіазол або 1,2-тіазол – це тип органічної сполуки, що містить п'ятичленне ароматичне кільце, яке складається із трьох атомів вуглецю, одного атома азоту та одного атома сірки.[3] Ізотіазол відноситься до класу сполук, відомих як азоли.

Ізотіазол
Повна структурна формула
Модель
Модель
Назва за IUPAC 1,2-тіазол
Інші назви ізотіазол
Ідентифікатори
Номер CAS 288-16-4
PubChem 67515
Номер EINECS 811-077-2
ChEBI 35600
SMILES
n1sccc1
InChI
1/C3H3NS/c1-2-4-5-3-1/h1-3H
Номер Бельштейна 103774
Номер Гмеліна 636385
Властивості
Молекулярна формула C3H3NS
Молярна маса 85,12 г/моль
Молекулярна маса 85,12
Зовнішній вигляд рідина
Ткип 114 °C (237 °F; 387 K) [1]
Кислотність (pKa) -0.5[2]
Небезпеки
ГГС піктограми
Якщо не зазначено інше, дані наведено для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа)
Інструкція з використання шаблону
Примітки картки

Історія

Ізотіазоли – це відносно новий клас гетероциклічних сполук. 1,2-тіазол вперше отримано у 1956 р. На той час досить добре були досліджені 1,2-азоли, причому не тільки теоретично, а й в плані практичного застосування.

Подальший активний розвиток хімії ізотіазолів, інтенсивні розробки методів синтезу і вивчення хімічних перетворень його похідних, виконані у 1960-1990 рр., обумовлені насамперед надзвичайно широким діапазоном корисних властивостей, виявлених серед цього класу сполук.

Першопочаткові відомості з хімії ізотіазолів було описано в оглядах Вулдріджа.[4][5] Найбільш повне узагальнення результатів досліджень зроблено в монографії Губена-Вейля[6], у якій міститься більше 500 посилань до 1992 року включно.

Синтез

Вперше ізотіазол (1) отримано окисненням 5-амінобензо-1,2-ізотіазолу (2) лужним розчином перманганату калію з наступним декарбоксилюванням ізотіазол-4,5-дикарбонової кислоти (3).

Пізніше ізотіазоли синтезували із більш простих і доступних речовин.

Синтез ізотіазолів на основі реакцій циклізації

Основні методи побудови ізотіазольного циклу базуються на реакціях циклізації сполук, що містять фрагменти , і гетероциклізації сполук, які у своєму складі мають атоми азоту, сірки і вуглецю.

Так, різноманітні 5-амінопохідні ізотіазолу (1) можуть бути отримані окисненням амідів 2-аміноалк-1-ентіокарбонових кислот (2).[7]

R = Et, Pri, Bun, Bui, But, cyclo-C6H11  


При окисненні амідів 3-аміно-3-(диалкіламіно)тіоакрилової кислоти (2) утворюються 3,5-диамінопохідні тіазолу (1).[8]

R = Alk

Сполуки, які містять у положенні 1,3 тіокарбонільну та іміно- чи аміногрупи, при дії окисників також циклізуються з утворенням ди- і тризаміщених ізотіазолів.

Синтез ізотіазолів з інших гетероциклічних сполук

Методи синтезу ізотіазолів з інших гетероциклічних сполук відносяться до найдавніших, проте сьогодні вони широко використовуються.

  • 3,5-дизаміщені ізотіазоли (1) отримано з ізоксазолів (2) при їх взаємодії з фосфор (V) сульфідом у піридині.[9]

R = H, MeO  

  • 2,5-Дизаміщені фурани реагують з етилкарбаматом та тіоніл хлоридом з утворенням 5-ацилізотіазолу.

  • 1,2-Дитіолієві солі реагують з аміаком при охолодженні з утворенням дизаміщених ізотіазолів.

  • Диціанометилендитіазоли рецилізуються з утворенням ізотіазолів при дії бромоводню.

Фізичні властивості

Ізотіазол - це безбарвна рідина з температурою кипіння 114,1 °C. Має характерний неприємний запах. Важко розчинна у воді. Є добрим розчинником для багатьох органічних речовин.

Хімічні властивості

  • N-Алкілювання. Ізотіазоли, що містять гідроксильну групу в 3 чи 5 положенні, зазнають алкілювання по атому Нітрогену при дії таких реагентів як діазометан чи диметилсульфат.

  • Галогенування. 3-Гідроксиізотіазол реагує з POBr3 з утворенням 3-бромоізотіазолу. Натомість аналогічна реакція з PBr3 відбувається до утворення 3,4-дибромоізотіазолу.

  • Реакції нуклеофільного заміщення. Ізотіазоли, що містять в 3 чи 5 положенні галоген, легко вступають у реакції нуклеофільного заміщення.

  • Реакції окиснення. Ізотіазоли при дії пероксикислот зазнають окиснення з утворенням відповідних сульфоксидів.

Застосування

Ізотіазоли використовують у кольоровій фотографії як стабілізатор фотоматеріалів.[10]

Одержані на основі ізотіазолів пеніциліни та цефалоспорини є високоефективними медичними препаратами. В останнє десятиліття ХХ ст. серед ізотіазолів знайдено препарати для лікування хвороби Альцгеймера[11], злоякісних пухлин, психічних розладів, вірусних інфекцій. Ізотіазоли є інгібіторами різноманітних ферментів, а також використовуються як пестициди. Сахарин є замінником цукру у раціоні хворих на діабет.

Приклади застосування сполук ізотіазолу:

Див. також

Примітки
  1. Izothiazoles, D. W. Brown and M. Sainsbury, page 513
  2. Zoltewicz, J. A. & Deady, L. W. Quaternization of heteroaromatic compounds. Quantitative aspects. Adv. Heterocycl. Chem. 22, 71-121 (1978).
  3. Гетероциклічна хімія ', 3-е видання, Дж. Джоул, К. Міллз та Г.Ф. Сміт, сторінка 394
  4. R.Slack, K.R.H. Wooldridge. Adv. Heterocycl. Chem.,4, 107 (1965)
  5. K.R.H. Wooldridge.Adv. Heterocycl. Chem.,14,1 (1972)
  6. Губен - Вейль. Методы органической химии, пер. с нем., 4 изд., т. 2, М., 1963, с. 631; Обтемперанская С. И., "Ж. аналит. химии", 1992
  7. R.E. Hackler, K.W. Burow Jr, S.V. Kaster, D.I. Wickiser J. Heterocycl. Chem. 26, 1575 (1989)
  8. M.T. Cocco, C.Congiu, A. Maccioni, V. Onnis, M.L. Schivo, A De Logu Farmaco, 49, 137 (1994); Chem. Abstr., 121, 205259 (1994)
  9. Bhavana, S. Hastak, B.J. Ghiya Ind. J. Heterocycl. Chem., 2, 133 (1992); Chem. Abstr. 118 212 952 (1993)
  10. Journal of Chemical Sciences 123 (2). 2011-03. с. 241–241.
  11. Пат. 5409946 США; Chem. Abstr. , 123, 55872 (1995)

Джерела
  • Р.В. Кабердин, В.И. Поткин, Успехи химии , 71, 764 (2002)
  • The Chemistry of Heterocycles: Nomenclature and Chemistry of Three to Five Membered Heterocycles / Vishnu Ji Ram, Arun Sethi, Mahendra Nath, Ramendra Pratap // Elsevier, 5 черв. 2019 р. - 500 стор.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.