El tiazol , o 1,3-tiazol , es un compuesto heterocíclico que contiene tanto azufre como nitrógeno; el término "tiazol" también se refiere a una gran familia de derivados. El tiazol en sí es un líquido de color amarillo pálido con un olor similar a la piridina y la fórmula molecular C 3 H 3 NS. [2] El anillo de tiazol es notable como componente de la vitamina tiamina (B 1 ).
Nombres | |||
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Nombre IUPAC preferido 1,3-tiazol | |||
Otros nombres Tiazol | |||
Identificadores | |||
Modelo 3D ( JSmol ) | |||
CHEBI | |||
CHEMBL | |||
ChemSpider | |||
Tarjeta de información ECHA | 100.005.475 | ||
PubChem CID | |||
UNII | |||
Tablero CompTox ( EPA ) | |||
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Propiedades | |||
C 3 H 3 N S | |||
Masa molar | 85,12 g · mol −1 | ||
Punto de ebullición | 116 a 118 ° C (241 a 244 ° F; 389 a 391 K) | ||
Acidez (p K a ) | 2.5 (de ácido conjugado) [1] | ||
-50,55 · 10 −6 cm 3 / mol | |||
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |||
verificar ( ¿qué es ?) | |||
Referencias de Infobox | |||
Estructura molecular y electrónica
Los tiazoles son miembros de los azoles , heterociclos que incluyen imidazoles y oxazoles. El tiazol también puede considerarse un grupo funcional . Los oxazoles son compuestos relacionados, con azufre reemplazado por oxígeno. Los tiazoles son estructuralmente similares a los imidazoles , con el azufre de tiazol reemplazado por nitrógeno.
Los anillos de tiazol son planos y aromáticos . Los tiazoles se caracterizan por una mayor deslocalización de electrones pi que los correspondientes oxazoles y, por tanto, tienen una mayor aromaticidad . Esta aromaticidad se evidencia por el desplazamiento químico de los protones del anillo en la espectroscopia de RMN de protones (entre 7,27 y 8,77 ppm), lo que indica claramente una fuerte corriente de anillo diamagnético . La densidad de electrones pi calculada marca C5 como el sitio principal para la sustitución electrofílica y C2 como el sitio para la sustitución nucleofílica.
Aparición de tiazoles y sales de tiazolio
Los tiazoles se encuentran en una variedad de productos especializados, a menudo fusionados con derivados de benceno, los llamados benzotiazoles. Además de la vitamina B 1 , el anillo de tiazol se encuentra en la epotilona . Otros derivados de tiazol importantes son los benzotiazoles , por ejemplo, la luciferina química de luciérnaga . Mientras que los tiazoles están bien representados en biomoléculas , los oxazoles no. Se encuentra en péptidos naturales y se utiliza en el desarrollo de peptidomiméticos (es decir, moléculas que imitan la función y estructura de los péptidos). [3]
Los tiazoles comerciales importantes incluyen principalmente tintes y fungicidas . La tifluzamida, el triciclazol y el tiabendazol se comercializan para el control de diversas plagas agrícolas. Otro derivado de tiazol ampliamente utilizado es el fármaco antiinflamatorio no esteroideo Meloxicam . Los siguientes colorantes de antroquinona contienen subunidades de benzotiazol: 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], y Indanthren Blue CLB (CAS # [6492-78-0]). Estos tintes de tiazol se utilizan para teñir algodón .
Síntesis orgánica
Existen varios métodos de laboratorio para la síntesis orgánica de tiazoles.
- La síntesis de tiazol de Hantzsch (1889) es una reacción entre halocetonas y tioamidas . Por ejemplo, el 2,4-dimetiltiazol se sintetiza a partir de acetamida , pentasulfuro de fósforo y cloroacetona . [4] A continuación se ofrece otro ejemplo [5] :
- En una adaptación de la síntesis de Robinson-Gabriel , una 2-acilaminocetonas reacciona con el pentasulfuro de fósforo .
- En la síntesis de Cook-Heilbron , un α-aminonitrilo reacciona con el disulfuro de carbono .
- Se puede acceder a ciertos tiazoles mediante la aplicación de la reacción de Herz .
Biosíntesis
Varias rutas de biosíntesis conducen al anillo de tiazol según se requiera para la formación de tiamina. [6] El azufre del tiazol se deriva de la cisteína. En las bacterias anaeróbicas, el grupo CN se deriva de la deshidroglicina.
Reacciones
La reactividad de un tiazol se puede resumir de la siguiente manera:
- Desprotonación en C2: la carga negativa en esta posición se estabiliza como un iluro ; Las bases de Hauser y los compuestos de organolitio reaccionan en este sitio, reemplazando al protón
- 2- (trimetilsiliil) tiazol [7] (con un grupo trimetilsililo en la posición 2) es un sustituto estable y reacciona con una variedad de electrófilos como aldehídos , haluros de acilo y cetenos.
- La sustitución aromática electrófila en C5 requiere la activación de grupos como un grupo metilo en esta bromación :
- La sustitución aromática nucleófila a menudo requiere un grupo saliente como el cloro en C2 con
- La oxidación orgánica en nitrógeno da el N -óxido de tiazol aromático ; existen muchos agentes oxidantes, como mCPBA ; uno nuevo es el ácido hipofluoroso preparado a partir de flúor y agua en acetonitrilo ; parte de la oxidación tiene lugar en el azufre, dando lugar a sulfóxido / sulfona no aromáticos : [8]
- Los tiazoles son formil synthons ; la conversión de R-tia en el aldehído R-CHO tiene lugar con, [7] respectivamente, yoduro de metilo ( N- metilación), reducción orgánica con borohidruro de sodio e hidrólisis con cloruro de mercurio (II) en agua.
- Los tiazoles pueden reaccionar en cicloadiciones , pero en general a altas temperaturas debido a la estabilización aromática favorable del reactivo; Las reacciones de Diels-Alder con alquinos van seguidas de la extrusión de azufre y el producto final es una piridina ; En un estudio, se descubrió que [5] una reacción muy suave de un 2- (dimetilamino) tiazol con acetilendicarboxilato de dimetilo (DMAD) a una piridina procedía a través de un intermedio zwitteriónico en una cicloadición formal [2 + 2] a un ciclobuteno, luego a una 1,3-tiazepina en un anillo electrocíclico de apertura de 4 electrones y luego a un 7-tia-2-azanorcaradieno en un anillo electrocíclico de 6 electrones, cerrándose antes de extruir el átomo de azufre.
Sales de tiazolio
La alquilación de tiazoles en nitrógeno forma un catión tiazolio . Las sales de tiazolio son catalizadores en la reacción de Stetter y la condensación de benjuí . La desprotonación de las sales de N -alquil tiazolio produce los carbenos libres [9] y los complejos de carbeno de metales de transición .
Alagebrium es un fármaco a base de tiazolio.
Referencias
- ^ Zoltewicz, JA; Deady, LW (1978). Cuaternización de compuestos heteroaromáticos. Aspectos cuantitativos . Avances en química heterocíclica. 22 . págs. 71-121. doi : 10.1016 / S0065-2725 (08) 60103-8 . ISBN 9780120206223.
- ^ Eicher, T .; Hauptmann, S. (2003). La química de los heterociclos: estructura, reacciones, síntesis y aplicaciones . ISBN 978-3-527-30720-3.
- ^ Mak, Jeffrey YW; Xu, Weijun; Fairlie, David P. (1 de enero de 2015). Peptidomiméticos I (PDF) . Temas de Química Heterocíclica. 48 . Springer Berlín Heidelberg. págs. 235–266. doi : 10.1007 / 7081_2015_176 . ISBN 978-3-319-49117-2.
- ^ Schwarz, G. (1945). "2,4-dimetiltiazol" . Síntesis orgánicas . 25 : 35.; Volumen colectivo , 3 , p. 332
- ^ a b Alajarín, M .; Cabrera, J .; Pastor, A .; Sánchez-Andrada, P .; Bautista, D. (2006). "Sobre la [2 + 2] cicloadición de 2-aminotiazoles y dimetil acetilendicarboxilato. Prueba experimental y computacional de una apertura de anillo disrotatorio térmico de ciclobutenos fusionados". J. Org. Chem. 71 (14): 5328–5339. doi : 10.1021 / jo060664c . PMID 16808523 .
- ^ Kriek, M .; Martins, F .; Leonardi, R .; Fairhurst, SA; Lowe, DJ; Cucaracha, PL (2007). "Tiazol sintasa de Escherichia coli : una investigación de los sustratos y proteínas purificadas necesarias para la actividad in vitro " (PDF) . J. Biol. Chem . 282 (24): 17413-17423. doi : 10.1074 / jbc.M700782200 . PMID 17403671 .
- ^ a b Dondoni, A .; Merino, P. (1995). "Homologación diastereoselectiva de acetónido de D- (R) -gliceraldehído usando 2- (trimetilsilil) tiazol" . Síntesis orgánicas . 72 : 21.CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace ); Volumen colectivo , 9 , p. 952
- ^ Amir, E .; Rozen, S. (2006). "Fácil acceso a la familia de N- óxidos de tiazol utilizando HOF · CH 3 CN". Comunicaciones químicas . 2006 (21): 2262–2264. doi : 10.1039 / b602594c . PMID 16718323 .
- ^ Arduengo, AJ; Goerlich, JR; Marshall, WJ (1997). "Un tiazol-2-ilideno estable y su dímero". Liebigs Annalen . 1997 (2): 365–374. doi : 10.1002 / jlac.199719970213 .