21.1.1.1.1. Протонирование
Имидазол, тиазол и алкилоксазолы (но не сам оксазол) образуют стабильные кристаллические соли с сильными кислотами за счёт протонирования атома азота N(3), известные как соли имидазолия, тиазолия и оксазолия соответственно.

Имидазол — гораздо более сильное основание (pKa 7,l), чем тиазол (pKa 2,5), оксазол (pKa 0,8) и даже пиридин (рКa 5,2). Это обусловлено амидиноподобным резонансом, который позволяет обоим атомам азота на равных участвовать в делокализации заряда. Относительно низкую основность оксазола можно объяснить сочетанием индуктивного влияния электроотрицательного кислорода со слабым мезомерным электронодонорным действием. 1,3-Азолы устойчивы в горячих растворах сильных кислот.
Водородные связи имидазолов
Имидазол подобно воде представляет собой как хороший донор, так и хороший акцептор водородных связей, причём иминный атом азота — донор электронной пары, а N-водород, будучи в значительной степени кислым (разд. 21.4.1.), — акцептор.

Это свойство имидазола играет центральную роль в деятельности некоторых ферментов, содержащих имидазольное кольцо гистидина, например пищеварительного фермента химотрипсина, который отвечает за гидролиз амидных связей пептидов в тонкой кишке: фермент переносит «протон» из одного положения в другое, что обеспечивается амбидентным характером имидазольногоядра. На приведённой ниже схеме показано, каким образом гетероцикл позволяет протону «двигаться взад и вперёд» из одного положения в другое через гетероцикл.

Таутомерия имидазолов
Незамещённым по кольцевым атомам азота имидазолам свойственны таутомерные превращения, которые становятся очевидными в случае несимметрично замещённых производных, таких, как, например, показанный ниже метилими-дазол. Эта индивидуальная особенность химии имидазола означает, что назвать это соединение просто «4-метилимидазол» было бы ошибочным, так как его молекула находится в таутомерном равновесии с 5-метилимидазолом и практически неразделима с ним. Все подобные таутомерные пары неразделимы, поэтому условились называть их, например, 4(5)-метилимвдазол. В некоторых парах один из таутомеров преобладает: например, 4(5)-нитроимидазол существует преимущественно в виде 4-нитротаутомера в соотношении 400:1.

Глава 21
- 21. 1,3-азолы — имидазолы, тиазолы и оксазолы: реакции и методы синтеза
- 21.1. Реакции с электрофильными реагентами
- 21.1.1. Присоединение по атому азота
- 21.1.1.1.1. Протонирование
- 21.1.1.2. Алкилирование по атому азота
- 21.1.1.3. Ацилирование по атому азота
- 21.1.2. Замещение по атому углерода
- 21.1.2.1. Протонирование
- 21.1.2.2. Нитрование
- 21.1.2.3. Сульфирование
- 21.1.2.4. Галогенирование
- 21.1.2.5. Ацилирование
- 21.1.2.6. Реакции с альдегидами
- 21.1.2.7. Реакции с иминиевыми солями
- 21.2. Реакции с окислителями
- 21.3. Реакции с нуклеофильными реагентами
- 21.3.1. Реакции с раскрытием цикла
- 21.3.2. Реакции замещения атома галогена
- 21.4. Реакции с основаниями
- 21.4.1. Депротонирование группы NH
- 21.4.2. Депротонирование СН
- 21.5. Реакции N-металлированных имидазолов
- 21.6. Реакции C-металлированных 1,3-азолов
- 21.6.1. Литийорганические производные
- 21.6.2. Реакции, катализируемые палладием
- 21.7. Реакции со свободными радикалами
- 21.8. Реакции с восстановителями
- 21.9. Электроциклические реакции
- 21.10. Алкил-1,3-азолы
- 21.11. Четвертичные соли 1,3-азолов
- 21.12. Гидрокси- и амино-1,3-азолы
- 21.13. N-оксиды 1,3-азолов
- 21.14. Синтезы 1,3-азолов
- 21.14.1. Синтез кольца
- 21.14.1.1. Из α-галогенокарбонильных соединений (или их эквивалентов) и трёхатомного фрагмента, поставляющего два гетероатома и атом C(2) кольца
- 21.14.1.2. Циклодегидратацией α-ациламинокарбонильных соединений
- 21.14.1.3. Из изонитрилов
- 21.14.1.4. Оксазолы из α-диазокарбонильных соединений
- 21.14.1.5. Дегидрированием
- 21.14.2. Примеры некоторых важных синтезов с участием 1,3-азолов
- 21.14.2.1. 4(5)-Фторгистамин
- 21.14.2.2. Пиридоксин
- 21.14.2.3. Тиамин
- 21.14.2.4. Тиено[2,3-d]имидазол
- 21.14.2.5. Гроссуларин-2
Дополнительно:
Можно ли сделать золото? В книге увлекательно рассказано об открытиях и превращениях элементов; с ...
Пластмассы со специальными свойствами Сборник научных трудов содержит статьи, посвящённые современным проблемам химии ...
Структурная неорганическая химия Предлагаемый российскому читателю перевод уже второго издания монографии ...
Химические методы исследования синтетических смол и пластических масс В книге описаны химические методы исследования синтетических смол и ...