Ізотіазол — Вікіпедія

Ізотіазол
Повна структурна формула
Модель	Модель
Назва за IUPAC	1,2-тіазол
Інші назви	ізотіазол
Ідентифікатори
Номер CAS	288-16-4
PubChem	67515
Номер EINECS	811-077-2
ChEBI	35600
SMILES	n1sccc1
InChI	1/C3H3NS/c1-2-4-5-3-1/h1-3H
Номер Бельштейна	103774
Номер Гмеліна	636385
Властивості
Молекулярна формула	C3H3NS
Молярна маса	85,12 г/моль
Молекулярна маса	85,12
Зовнішній вигляд	рідина
Ткип	114 °C (237 °F; 387 K)
Кислотність (pKa)	-0.5
Небезпеки
ГГС піктограми
	Якщо не зазначено інше, дані наведено для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа)
	Інструкція з використання шаблону
	Примітки картки

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.^[3] Ізотіазол належить до класу сполук, знаних як азоли.

Історія[ред. | ред. код]

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.^[4]^[5] Найбільш повне узагальнення результатів досліджень зроблено в монографії Губена-Вейля^[6], у якій міститься більше 500 посилань до 1992 року включно.

Синтез[ред. | ред. код]

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[ред. | ред. код]

Основні методи побудови ізотіазольного циклу базуються на реакціях циклізації сполук, що містять фрагменти ${\ce {N-C-C-C-S}}$ , 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).^[7]

R = Et, Prⁱ, Buⁿ, Buⁱ, Bu_t, cyclo-C₆H₁₁

При окисненні амідів 3-аміно-3-(диалкіламіно)тіоакрилової кислоти (2) утворюються 3,5-диамінопохідні тіазолу (1).^[8]

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[ред. | ред. код]

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 фосфор (V) сульфідом у піридині.^[9]

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[ред. | ред. код]

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[ред. | ред. код]

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 Нітрогену 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[ред. | ред. код]

Ізотіазоли використовують у кольоровій фотографії як стабілізатор фотоматеріалів.^[10]

Одержані на основі ізотіазолів пеніциліни та цефалоспорини є високоефективними медичними препаратами. В останнє десятиліття ХХ ст. серед ізотіазолів знайдено препарати для лікування хвороби Альцгеймера^[11], 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[ред. | ред. код]

Примітки[ред. | ред. код]

↑ Izothiazoles, D. W. Brown and M. Sainsbury, page 513
↑ Zoltewicz, J. A. & Deady, L. W. Quaternization of heteroaromatic compounds. Quantitative aspects. Adv. Heterocycl. Chem. 22, 71-121 (1978).
↑ Гетероциклічна хімія ', 3-е видання, Дж. Джоул, К. Міллз та Г.Ф. Сміт, сторінка 394
↑ R.Slack, K.R.H. Wooldridge. Adv. Heterocycl. Chem.,4, 107 (1965)
↑ K.R.H. Wooldridge.Adv. Heterocycl. Chem.,14,1 (1972)
↑ Губен - Вейль. Методы органической химии, пер. с нем., 4 изд., т. 2, М., 1963, с. 631; Обтемперанская С. И., "Ж. аналит. химии", 1992
↑ R.E. Hackler, K.W. Burow Jr, S.V. Kaster, D.I. Wickiser J. Heterocycl. Chem. 26, 1575 (1989)
↑ M.T. Cocco, C.Congiu, A. Maccioni, V. Onnis, M.L. Schivo, A De Logu Farmaco, 49, 137 (1994); Chem. Abstr., 121, 205259 (1994)
↑ Bhavana, S. Hastak, B.J. Ghiya Ind. J. Heterocycl. Chem., 2, 133 (1992); Chem. Abstr. 118 212 952 (1993)
↑ Journal of Chemical Sciences 123 (2). 2011-03. с. 241–241.
↑ Пат. 5409946 США; Chem. Abstr. , 123, 55872 (1995)

Джерела[ред. | ред. код]

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.

[1] Izothiazoles, D. W. Brown and M. Sainsbury, page 513

[2] Zoltewicz, J. A. & Deady, L. W. Quaternization of heteroaromatic compounds. Quantitative aspects. Adv. Heterocycl. Chem. 22, 71-121 (1978).

[3] Гетероциклічна хімія ', 3-е видання, Дж. Джоул, К. Міллз та Г.Ф. Сміт, сторінка 394

[4] R.Slack, K.R.H. Wooldridge. Adv. Heterocycl. Chem.,4, 107 (1965)

[5] K.R.H. Wooldridge.Adv. Heterocycl. Chem.,14,1 (1972)

[6] Губен - Вейль. Методы органической химии, пер. с нем., 4 изд., т. 2, М., 1963, с. 631; Обтемперанская С. И., "Ж. аналит. химии", 1992

[7] R.E. Hackler, K.W. Burow Jr, S.V. Kaster, D.I. Wickiser J. Heterocycl. Chem. 26, 1575 (1989)

[8] M.T. Cocco, C.Congiu, A. Maccioni, V. Onnis, M.L. Schivo, A De Logu Farmaco, 49, 137 (1994); Chem. Abstr., 121, 205259 (1994)

[9] Bhavana, S. Hastak, B.J. Ghiya Ind. J. Heterocycl. Chem., 2, 133 (1992); Chem. Abstr. 118 212 952 (1993)

[10] Journal of Chemical Sciences 123 (2). 2011-03. с. 241–241.

[11] Пат. 5409946 США; Chem. Abstr. , 123, 55872 (1995)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]