Производные пиразола - пиразолоны

Кач. реакции:

Производные имидазола

Гистидин

Бензимидазол

Производные тиазола

В составе сульфаниламидов

2) Тиамин (В₁)

Пенициллины

Производные оксазола

Гидроксопроизводные

Клавулоновая кислота

II. 5 ГЦ с 2 ГА (азолы)

Все приведенные гетероциклы обладают ароматичностью (4n+2=6, n=1). В образовании единого π-электронного облака принимает участие неподеленная пара электронов гетероатома пиррольного типа. А неподеленная пара электронов атома азота пиридинового типа не участвует в образовании единого электронного облака и придает гетероциклам основные свойства. Атом азота пиридинового типа обладает большей электроотрицательностью, чем атомы углерода, поэтому уменьшает π-электронную плотность углеродах цикла и снижает реакционную способность азолов в реакциях электрофильного замещения по сравнению с фураном, пирролом и тиофеном. В целом пятичленные гетероциклы с двумя гетероатомами являются π-недостаточными гетероциклическими соединениями.

1. Пиразол – бесцветное кристаллическое вещество со слабым запахом пиридина; т. пл. = 70ºС, хорошо растворяется в воде, этаноле, диэтиловом эфире. В природе пиразол и его производные не встречаются, но широко используются в синтезе лекарственных препаратов и пестицидов. В кристаллическом виде и в неполярных растворителях пиразол существует в форме димеров или тримеров за счет образования межмолекулярных водородных связей. Пиразол является амфотерным соединением. Соли пиразола − довольно устойчивые соединения. Их стабильность обусловлена делокализацией положительного заряда в катионе пиразолия, либо отрицательного заряда в пиразолид – анионе между всеми атомами цикла.

2. Имидазол является изомером пиразола, обладает ароматическим характером. Имидазол – бесцветное кристаллическое вещество, с т. пл.=90ºС, хорошо растворяется в воде, этаноле, диэтиловом эфире. Является структурным фрагментом Витамина В 12, алкалоидов, аминокислот и их метаболитов, некотрых лекарственных средств.

В кристаллическом виде и в неполярных растворителях имидазол образует межмолекулярные водородные связи, причем, в отличие от пиразола, ассоциаты имеют линейную структуру. В состав ассоциатов может входить до 20 молекул имидазола. Характерны реакции S_N по пиррольному атому азота и S_E по 4 и 5 положению.

3. Тиазол – бесцветная жидкость с неприятным запахом, т. кип.=117^оС, хорошо растворяется в воде и органических растворителях. Обладает ароматическим характером. Как слабое основание образует соли только с минеральными кислотами.

4. Оксазол – бесцветная жидкость с неприятным запахом, т. кип.=69оС, хорошо растворяется в воде и многих органических растворителях. Обладает ароматическим характером. Как слабое основание образует соли только с минеральными кислотами.

Кольцо оксазола входит в состав некоторых алкалоидов, флуоресцентных отбеливателей, сенсибилизаторов в фотографии, высокотемпературных антиоксидантов, добавок к детергентам для сохранения блеска металла и др.

Ядро оксазола содержат также некоторые лекарственные препараты, обладающие анальгизируещим, жаропонижающим и антибиотическим действием.

 

Производные пирразола

    1) Пиразолоны - таутомерные вещества, существующие преимущественно в кето – форме. Производные пиразолона-5 применяются как обезболивающие и жаропонижающие средства: антипирин, анальгин (метамизол натрия), амидопирин, иодантипирин – применяется в качестве противовирусного препарата при клещевом энцефалите. Антипирин является одним из первых синтетических анальгетиков (1884 г). В качественной реакции с азотистой кислотой образуется 4-нитрозоантипирин изумрудно–зелёного цвета; с хлоридом железа (III) образуется комплекс красного цвета – феррипирин.

              1.1) Феррипирин используется в медицине как кровоостанавливающее и вяжущее средство.

Производные имидазола

    1) Гистидин (α–амино–β−имидазолил−4−пропионовая кислота) – в виде L−изомера входит в состав природных белков. Хлороводородная соль гистидина применяется в медицине для лечения гепатитов, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки. При ферментативном декарбоксилировании в организме из гистидина получается гистамин.

1.1) Гистамин, 4-(2-аминоэтил)имидазол является биогенным амином, он понижает кровяное давление, вызывает спазм гладкой мускулатуры внутренних органов, отвечает за проявление аллергических реакций.

    2) Бензимидазол – представляет собой конденсированную ароматическую гетероциклическую систему, состоящую из бензольного и имидазольного колец. Бесцветное кристаллическое вещество, т. пл.=170ºС, хорошо растворяется в воде, этаноле. Получают бензимидазол и его производные при взаимодействии орто– фенилендиамина с карбоновыми кислотами.

По химическим свойствам бензимидазол напоминает имидазол: характерны амфотерные свойства и прототропная (азольная) таутомерия. Отличие в свойствах заключается в том, что под влиянием конденсированного бензольного кольца происходит снижение основности бензимидазола и повышение его кислотности по сравнению с имидазолом.

Ядро бензимидазола входит в состав некоторых лекарственных препаратов, например, дибазола. Дибазол обладает спазмолитическим и гипотензивным действием.

Производные тиазола

1) Норсульфазол, фталазол. Ядро тиазола входит в состав противомикробных сульфаниламидных препаратов.

2) Тиамин (Витамин В₁): содержится в чёрном хлебе, сое, фасоли, картофеле, капусте. При недостатке в организме витамина В₁ возникает заболевание бери – бери (паралич нижних конечностей и истощение). Содержит кольцо тиазола.

3) Пенициллины – группа антибиотиков, которые продуцируются плесневыми грибками. В основе структуры пенициллинов лежит конденсированная гетероциклическая система, состоящая из тиазолидинового ядра и β–лактамного кольца. Содержат насыщенный цикл тиазола – тиазолидин.

Производные оксазола

1) Гидроксипроизводные оксазола (5-гидроксиоксазолы) – оксазолоны (5оксазолоны) являются промежуточными продуктами в синтезе аминокислот, пептидов, α-оксокислот.

2) Клавулановая кислота – является ингибитором бета-лактамаз и в сочетании с амоксициллином повышает его устойчивость к разложению лактамазами и усиливает его антибактериальную активность (Амоксиклав и др.).

 

 

III. 6 ГЦ с 1 ГА