Tiazol

tiazol, o 1,3-tiazol, es un compuesto heterocíclico de 5 miembros que contiene azufre y 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 olor a piridina y la fórmula molecular C₃H₃NS. El anillo de tiazol destaca como componente de la vitamina tiamina (B₁).

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 cuando forma parte de una molécula más grande.

Al ser tiazoles planos, se caracterizan por una importante deslocalización del electrón pi y tienen cierto grado de aromaticidad, más que los correspondientes oxazoles. Esta aromaticidad se evidencia por el desplazamiento químico de 1H NMR de los protones del anillo, que absorben entre 7,27 y 8,77 ppm, lo que indica una fuerte corriente diamagnética del anillo. La densidad de electrones pi calculada marca a C5 como el sitio principal para la sustitución electrófila y a C2-H como susceptible a la desprotonación.

Aparición de tiazoles y sales de tiazolio

Los tiazoles se encuentran en una variedad de productos especializados, a menudo fusionados con derivados del benceno, los llamados benzotiazoles. Además de la vitamina B₁, la epotilona contiene el anillo de tiazol. Otros derivados importantes del tiazol son los benzotiazoles, por ejemplo, la luciferina, una sustancia química de luciérnaga. Mientras que los tiazoles están bien representados en las 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).

Los tiazoles de importancia comercial 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 muy 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

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. En la síntesis de Cook-Heilbron, los tiazoles surgen de la condensación de α-aminonitrilo con disulfuro de carbono. Se puede acceder a los tiazoles mediante la acilación de 2-aminotiolatos, a menudo disponibles mediante la reacción de Herz.

Biosíntesis

Los tiazoles generalmente se forman mediante reacciones de cisteína, que proporciona la columna vertebral N-C-C-S del anillo. Sin embargo, la tiamina no se ajusta a este patrón. Varias rutas de biosíntesis conducen al anillo de tiazol necesario para la formación de tiamina. 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).

La desprotonación con bases fuertes ocurre en C2-H. La carga negativa en esta posición se estabiliza como un iluro. Las bases de Hauser y los compuestos organolitíicos reaccionan en este sitio, reemplazando al protón. Los 2-litiotiazoles también se generan mediante el intercambio de halógeno-metal a partir del 2-bromotiazol.

Sustitución aromática electrofílica en C5 pero requiere grupos activadores como un grupo metilo, como se ilustra en la bromación:

La oxidación en el nitrógeno da el óxido de tiazol aromático; existen muchos agentes oxidantes, como el mCPBA; una novela es ácido hipofluo preparado de fluorina y agua en acetonitrilo; parte de la oxidación tiene lugar en azufre, lo que conduce a sulfóxido no aromático/sulfona: Thiazole N- las óxidos son útiles en las arilas C-H con calada de Palladium, donde las N-oxida es capaz de cambiar la reactividad a favor fiable de la 2posición, y permite que estas reacciones se realicen bajo condiciones mucho más leves.

• Los tiazoles son sintónicos de forma; conversión de R-thia a la R-CHO aldehído tiene lugar con, respectivamente, metil ioduro (N-metilación), reducción orgánica con borohídrido de sodio e hidrolisis con cloruro de mercurio(II) en agua.
• Los tiazoles pueden reaccionar en cicloaddiciones, pero en general a altas temperaturas debido a la estabilización aromática favorable del reaccionante; las reacciones de Diels-Alder con alquinos son seguidas por la extrusión de azufre, y el endproducto es una piridina; en un estudio, una reacción muy leve de un 2-(dimethylamino)thiazole con dimetil acetylenedicarboxylate (DMAD) a una piridina fue encontrado para proceder a través de un intermedio zwitterionico en un cicloaddición formal [2+2] a un ciclobuteno, luego a un 1,3-thiazepine en un anillo electrocíclico 4-electro y luego a un 7-thia-2-azanorcaradiene en un anillo electrocíclico de 6 electrón, cerrando 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 de la reacción de Stetter y de la condensación de benjuí. La desprotonación de las sales de N-alquil tiazolio da los carbenos libres y los complejos de carbeno de metales de transición.

Alagebrium es un fármaco a base de tiazolio.