Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Тиазол, или 1,3-тиазол, — это 5-членное гетероциклическое соединение, содержащее серу и азот. Термин «тиазол» также относится к обширному семейству производных. Сам тиазол представляет собой бледно-желтую жидкость с запахом, напоминающим пиридин, и имеет молекулярную формулу C3H3NS. Тиазольное кольцо является важным компонентом витамина тиамина (B1).
Thiazole, or 1,3 thiazole, is a 5 membered heterocyclic compound that contains both sulfur and nitrogen. The term 'thiazole' also refers to a large family of derivatives. Thiazole itself is a pale yellow liquid with a pyridine like odor and the molecular formula C3H3NS. The thiazole ring is notable as a component of the vitamin thiamine (B1).
Молекулярная и электронная структура
Тиазолы относятся к классу азолов – гетероциклических соединений, включающих имидазолы и оксазолы. Тиазол также может рассматриваться как функциональная группа, когда он входит в состав более крупной молекулы. Благодаря своей плоской структуре, тиазолы характеризуются значительной делокализацией пи-электронов и обладают определенной степенью ароматичности, большей, чем у соответствующих оксазолов. Эта ароматичность подтверждается химическим сдвигом протонов кольца в спектре 1H NMR, который находится в диапазоне от 7,27 до 8,77 ppm, что свидетельствует о сильном диамагнитном кольцевом токе. Расчетная плотность пи-электронов указывает на то, что C5 является основным местом для электрофильного замещения, а C2H – подвержен депротонированию.
Thiazoles are members of the azoles, heterocycles that include imidazoles and oxazoles. Thiazole can also be considered a functional group when part of a larger molecule. Being planar thiazoles are characterized by significant pi electron delocalization and have some degree of aromaticity, moreso than the corresponding oxazoles. This aromaticity is evidenced by the 1H NMR chemical shift of the ring protons, which absorb between 7.27 and 8.77 ppm, indicating a strong diamagnetic ring current. The calculated pi electron density marks C5 as the primary site for electrophilic substitution, and C2 H as susceptible to deprotonation.
Наличие тиазолов и солей тиазолия
Тиазолы встречаются в различных специализированных продуктах, часто конденсированные с производными бензола, так называемыми бензотиазолами. Помимо витамина B1, тиазольное кольцо содержится в эпотилоне. Другими важными производными тиазола являются бензотиазолы, например, люциферин светлячков. В то время как тиазолы широко представлены в биомолекулах, оксазолы встречаются реже. Тиазолы обнаруживаются в природных пептидах и используются при разработке пептидомиметиков (то есть молекул, имитирующих функцию и структуру пептидов). Коммерчески значимые тиазолы включают в основном красители и фунгициды. Тифлузамид, трициклазол и тиабендазол применяются для борьбы с различными сельскохозяйственными вредителями. Другим широко используемым производным тиазола является нестероидный противовоспалительный препарат мелоксикам. Следующие антрахиноновые красители содержат фрагменты бензотиазола: 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]) и Indanthren Blue CLB (CAS № [6492 78 0]). Эти тиазольные красители используются для окрашивания хлопка.
Thiazoles are found in a variety of specialized products, often fused with benzene derivatives, the so called benzothiazoles. In addition to vitamin B1, the thiazole ring is found in epothilone. Other important thiazole derivatives are benzothiazoles, for example, the firefly chemical luciferin. Whereas thiazoles are well represented in biomolecules, oxazoles are not. It is found in naturally occurring peptides, and utilised in the development of peptidomimetics (i. e. molecules that mimic the function and structure of peptides). Commercial significant thiazoles include mainly dyes and fungicides. Thifluzamide, Tricyclazole, and Thiabendazole are marketed for control of various agricultural pests. Another widely used thiazole derivative is the non steroidal anti inflammatory drug Meloxicam. The following anthroquinone dyes contain benzothiazole subunits: 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], and Indanthren Blue CLB (CAS#[6492 78 0]). These thiazole dye are used for dyeing cotton.
Синтез
Для органического синтеза тиазолов существует множество лабораторных методов. Наиболее известным является синтез тиазола Ханча, представляющий собой реакцию между галокетонами и тиоамидами. Например, 2,4-диметилтиазол синтезируется из тиоацетамида и хлорацетона. В синтезе Кука-Хейлброна тиазолы образуются в результате конденсации α-аминонитрила с дисульфидом углерода. Тиазолы также могут быть получены путем ацилирования 2-аминотиолатов, которые часто доступны посредством реакции Герца.
Various laboratory methods exist for the organic synthesis of thiazoles. Prominent is the Hantzsch thiazole synthesis, which is a reaction between haloketones and thioamides. For example, 2,4 dimethylthiazole is synthesized from thioacetamide and chloroacetone. In the Cook Heilbron synthesis, thiazoles arise by the condensation of α aminonitrile with carbon disulfide. Thiazoles can be accessed by acylation of 2 aminothiolates, often available by the Herz reaction.
Биосинтез
Тиазолы обычно образуются в реакциях с участием цистеина, который предоставляет N-C-C-S фрагмент кольца. Однако тиамин не соответствует этой закономерности. Несколько биосинтетических путей приводят к образованию тиазольного кольца, необходимого для синтеза тиамина. Сера тиазола происходит из цистеина. У анаэробных бактерий CN-группа образуется из дегидроглицина.
Thiazoles are generally formed via reactions of cysteine, which provides the N C C S backbone of the ring. Thiamine does not fit this pattern however. Several biosynthesis routes lead to the thiazole ring as required for the formation of thiamine. Sulfur of the thiazole is derived from cysteine. In anaerobic bacteria, the CN group is derived from dehydroglycine.
Соли тиазолия
Алкилирование тиазолов по атому азота приводит к образованию тиазолиевого катиона. Соли тиазолия являются катализаторами в реакции Стеттера и конденсации бензоина. Депротонирование N-алкилтиазолиевых солей дает свободные карбены и карбеновые комплексы переходных металлов. Алагебриум – лекарственный препарат на основе тиазолия.
Alkylation of thiazoles at nitrogen forms a thiazolium cation. Thiazolium salts are catalysts in the Stetter reaction and the Benzoin condensation. Deprotonation of N alkyl thiazolium salts give the free carbenes and transition metal carbene complexes. Alagebrium is a thiazolium based drug.