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. Гетероциклічна хімія ', 3-е видання, Дж. Джоул, К. Міллз та Г.Ф. Сміт, сторінка 394 Ізотіазол належить до класу сполук, знаних як азоли.
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.R.Slack, K.R.H. Wooldridge. Adv. Heterocycl. Chem.,4, 107 (1965)K.R.H. Wooldridge.Adv. Heterocycl. Chem.,14,1 (1972) Найбільш повне узагальнення результатів досліджень зроблено в монографії Губена-ВейляГубен - Вейль. Методы органической химии, пер. с нем., 4 изд., т. 2, М., 1963, с. 631; Обтемперанская С. И., "Ж. аналит. химии", 1992, 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 N-C-C-C-S, 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).R.E. Hackler, K.W. Burow Jr, S.V. Kaster, D.I. Wickiser J. Heterocycl. Chem. 26, 1575 (1989)
R = Et, Pri, Bun, Bui, But, cyclo-C6H11
При окисненні амідів 3-аміно-3-(диалкіламіно)тіоакрилової кислоти (2) утворюються 3,5-диамінопохідні тіазолу (1).M.T. Cocco, C.Congiu, A. Maccioni, V. Onnis, M.L. Schivo, A De Logu Farmaco, 49, 137 (1994); Chem. Abstr., 121, 205259 (1994)
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 належать до найдавніших, проте сьогодні вони широко використовуються.
3,5-дизаміщені ізотіазоли (1) отримано з ізоксазолів (2) при їх взаємодії з сульфідом фосфору (V) у піридині.Bhavana, S. Hastak, B.J. Ghiya Ind. J. Heterocycl. Chem., 2, 133 (1992); Chem. Abstr. 118 212 952 (1993)
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
Електрофільне заміщення. Серед 1,2-азолів ізотіазол проявляє найнижчу реакційну здатність у реакціях електрофільного заміщення. Воно відбувається за участю 4 положення.
N-Алкілювання. Ізотіазоли, що містять гідроксильну групу в 3 чи 5 положенні, зазнають алкілювання по атому азоту 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.Journal of Chemical Sciences 123 (2). 2011-03. с. 241–241.
Одержані на основі ізотіазолів пеніциліни та цефалоспорини є високоефективними медичними препаратами. В останнє десятиліття ХХ ст. серед ізотіазолів знайдено препарати для лікування хвороби АльцгеймераПат. 5409946 США; Chem. Abstr. , 123, 55872 (1995), 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
Гетероциклічні сполуки Тіазол
Примітки
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.