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. Destaca la síntesis de tiazol de Hantzsch que es una reacción entre halocetonas y tioamidas . Por ejemplo, el 2,4-dimetiltiazol se sintetiza a partir de tioacetamida y cloroacetona . [4] [5] A continuación se ofrece otro ejemplo [6] :
- 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
Los tiazoles generalmente se forman a través de reacciones de cisteína , que proporciona la columna vertebral NCCS del anillo. Sin embargo, la tiamina no se ajusta a este patrón. Varias rutas de biosíntesis conducen al anillo de tiazol según se requiera para la formación de tiamina. [7] El azufre del tiazol se deriva de la cisteína. En las bacterias anaeróbicas, el grupo CN se deriva de la deshidroglicina.
Reacciones
Con un pK a de 2,5 para el ácido conjugado, los tiazoles son mucho menos básicos que el imidazol (pK a = 7). [8]
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
- El 2- (trimetilsilil) tiazol [9] (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, lo que da lugar a sulfóxido / sulfona no aromáticos : [10]
- Los tiazoles son formil synthons ; la conversión de R-tia en el aldehído R-CHO tiene lugar con, [9] 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, [6] se descubrió que una reacción muy suave de un 2- (dimetilamino) tiazol con acetilendicarboxilato de dimetilo (DMAD) a una piridina procedía a través de un intermedio zwiteriónico 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 [11] 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.
- ^ JR Byers; JB Dickey (1939). "2-Amino-4-metiltiazol". Síntesis orgánicas . 19 : 10. doi : 10.15227 / orgsyn.019.0010 .
- ^ George Schwarz (1945). "2,4-dimetiltiazol". Síntesis orgánicas . 25 : 35. doi : 10.15227 / orgsyn.025.0035 .
- ^ 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 .
- ^ Thomas L. Gilchrist "Química heterocíclica" 3ª ed. Addison Wesley: Essex, Inglaterra, 1997. 414 págs. ISBN 0-582-27843-0 .
- ^ 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 .