Гидрокси- и амино-1,3-азолы

21.12. Гидрокси- и амино-1,3-азолы

Амино-1,3-азолы существуют в виде амино-таутомеров, хотя 2-арилсульфонил-аминотиазолы находятся в виде имино-таутомеров [123] [124] [125] [126]. 2-Амино-1,3-азолы более стабильны, чем другие изомеры. Все амино-1,3-азолы протонируются по кольцевому атому азота. Для 2-аминотиазола величина pK_a равна 5,39, в то время как для 2-аминоимидазола она равна 8,46, что отражает симметрию резонансной системы гуанидинового типа для последнего.

Амино-1,3-азолы ведут себя как обычные ариламины, например конденсируются с карбонильными соединениями, легко вступают в реакции электрофильного замещения [127] и диазотирования [128], однако 2-аминооксазолы не диазотируются, по-видимому, из-за более высокой электроноакцепторности атома кислорода.

Кислородсодержащие 1,3-азолы существуют в карбонильных таутомерных формах. Такие таутомерные формы не обладают ароматическим характером, что прекрасно иллюстрируется на примере кислотно-катализируемой димеризации имидазол-2-она, который проявляет в данном процесс свойства енамида [130]

Бромирование тиазол-2-она по положению 5 также хорошо иллюстрирует относительную реакционную способность: здесь двойная связь соединена и с атомом серы, и с атомом азота, но предпочтение отдаётся енамидному характеру, а не эфиру тиенола, что и определяет место электрофильной атаки [131]

1,3-Азол-2-оны превращаются в 2-галогенопроизводные под действием галогенидов фосфора [56]. Тиазолидин-2,4-дионы дают в этих условиях дигалогенотиазолы; в присутствии диметилформамида, то есть в условиях реакции Вильсмейера, происходит также формилирование кольца и после восстановительного элиминирования галогена в конечном счёте образуется гидроксиалкильное производное тиазола [132]

1,3-Азол-5-оны конденсируются по альдольному типу по положению 4 [133]. Алкилирование 1,3-азолонов может идти как по атому кислорода, давая алкил-оксиазолы, так и по атому азота; например, тиазол-2-он реагирует с диазометаном с образованием 2-метокситиазола, а с метилиодидом в присутствии метоксида получают 3-метилтиазол-2-он [130].

4(5)-Оксазолоны представляют собой циклические ангидриды N-ацил-α-аминокислот и их конструируют из соответствующих аминокислот. Если при атоме азота находится алкильная группа, циклизация [134] может приводить только к полностью нейтральному соединению с цвиттерионной структурой, для которой невозможно написать нейтральную каноническую форму, а только мезоионную. Мезоионные оксазолоны (названные Хьюзгеном «мюнхноны» в честь Мюнхенского университета в Германии, где они были открыты) подвергаются быстрому диполярному циклоприсоединению [135] с потерей CO₂ из первоначального аддукта. Приведённые ниже примеры [136] показывают превращение мюнхнона в мезоионный тиазолон и в имидазол:

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:

• Предисловие
• Введение
• Используемые сокращения