dị vong 5 cạnh 2 dị tố

Dị vòng cạnh dị tố Giới thiệu Các hợp chất dị vòng thường gặp loại hợp chất họ azole, hợp chất dị vịng thơm năm cạnh chứa ngun tử nitrogen ngun tử dị tố cịn lại nitrogen, oxygen hay lưu huỳnh Những hợp chất azole chứa hai nguyên tử dị tố chia thành hai nhóm: - Nhóm hợp chất 1,2-azole, bao gồm pyrazole, isoxazole isothiazole - Nhóm hợp chất 1,3-azole, bao gồm imidazole, oxazole thiazole Tổng hợp 2.1 Tổng hợp 1,2-azole Có thể tổng hợp ngược hợp chất 1,2-azole theo hai cách hình thành liên kết 1,2 & 3,4 1,5 & 2,3 2.2 Tổng hợp dẫn xuất pyrazole Hình thành liên kết 1,5 & 2,3 (phản ứng 3+2) theo phương pháp KNORR để tổng hợp dẫn xuất pyrazole Trong phương pháp tổng hợp dẫn xuất pyrazole theo phương pháp Knorr, phản ứng cộng hợp hydrazine hay hydrazine mang nhóm vào hợp chất 1,3-dicarbonyl Phản ứng tạo thành trung gian oxim hay hidrazon sau đóng vòng tiếp the khử nước tạo dẫn xuất pyrazole Tuy nhiên, hợp chất 1,3-dicarbonyl không đối xứng chứa nhóm khác có khả hình thành hai sản phẩm pyrazole Tổng hợp dẫn xuất isoxazole 2.3 Hình thành liên kết 1,5 & 3,4 (phản ứng 3+2) để tổng hợp dẫn xuất của isoxazole Sự cộng hợp vòng kiểu 1,3-lưỡng cực nitrin-oxit hay diazo-ankan vào axetilen mà liên kết ba hoạt hố có mặt nhóm hút electron bên cạnh dẫn tới tạo thành dẫn xuất isoxazole Tổng hợp dẫn xuất isothiazole 2.4 Tổng hợp dẫn xuất isothiazole với phương pháp sử dụng rộng rãi q trình oxy hố với halogen để tạo lien kết N-S 2.5 Tổng hợp 1,3-azole Có thể tổng hợp ngược 1,3-azole cách hình thành liên kết 1,2 & 4,5 1,5 & 3,4 1,2 & 1,5 2.6 Tổng hợp dẫn xuất imidazole Hình thành liên kết 1,2 & 4,5 (phản ứng 3+2) 2.7 Tổng hợp dẫn xuất oxazole Hình thành liên kết 1,2 & 1,5 theo phản ứng Robinson – Gabriel) Đây phương pháp sử dụng sớm để tổng hợp dẫn xuất oxazole nhờ phản ứng đóng vịng tách nước hợp chất họ 2-acylamidoketone Dùng acid sulfuric làm tác nhân tách nước Trong đó, nguyên tử oxygen nhóm C=O lien kết trực tiếp với nhóm N-NH- phân tử hợp chất họ 2-acylamidoketone nguyên tử oxygen vòng oxazole tương ứng 2.8 Tổng hợp dẫn xuất thiazole Hình thành liên kết 1,5 & 3,4 Để tổng hợp dẫn xuất thiazole sử dụng phản ứng ngưng tụ imino ete với hợp chất -aminocacbonyl Vài nét vế cấu tạo Dị vòng 1,2-azole chứa hệ thống electron (mỗi nguyên tử cacbon dị tố nitơ vị trí số đóng góp electron cịn dị tố thứ đóng góp electron , thoả mãn quy tắc Huckel (4n + 2) nên 1,2-azole có tính thơm Ngồi ra, ngun tử nitơ vị trí thứ vịng cịn đơi electron khơng tham gia vào ổn định hố vịng thơm có khả thể tính bazơ tạo liên kết Tính chất X: N - imidazole X: N - pyrazole X: O - oxazole X: O - isoxazole X: S - thiazole X: S - isothiazole 4.1 Phản ứng electrophin (SE) Nhiều phản ứng electrophin diễn mơi trường acid mạnh làm vịng azol bị proton hố cation azol bền vững công tác nhân elctrophin mang điện tích dương Chẳng hạn: halogen hố azol vắng mặt acid mạnh xảy dễ dàng so với phản ứng nitro hoá hay sunfonic hoá 4.1.1 Phản ứng 1,2-azole Trên sở liệu thực nghiệm xếp khả phản ứng tác nhân electrophin dãy 1,2-azole theo thứ tự giảm dần: Pyrazole > isothiazole > Isoxazole Về mặt định hướng dãy 1,2-azole cơng tác nhân electrophin xảy vị trí 4, trạng thái chuyển tiếp dẫn tới vị trí tương đối bền Trong trường hợp phenylpyrazole electrophin xảy vòng pyrazole hay vòng benzene tuỳ thuộc vào độ acid môi trường 4.1.2 Phản ứng 1,3-azole Có thể xếp khả phản ứng dãy 1,3-azole electrophin theo thứ tự giảm dần: Imidazole > Thiazole > Oxazole Phản ứng electrophin vào 1,3-azole ưu tiên vào vị trí số 4, trạng thái chuyển tiếp dẫn tới vị trí tương đối bền vững Nếu vị trí chứa nhóm đẩy electron diễn vị trí 5; cịn vị trí bị chiếm tác nhân cơng vào vị trí Các thiazole N-ankyl hố tham gia vào với vị trí khơng phải Giải thích điện tích dương định xứ lưu huỳnh dị tố nitơ Trạng thái chuyển tiếp dẫn tới vị trí có lợi mặt lượng so với vị trí 4.2 Phản ứng nucleophin (SN) 4.2.1 Phản ứng 1,2-azole Các phân tử dãy 1,2-azole có mật độ electron cao vị trí 4, ngun tử halogen liên kết vị trí có khả phản ứng SN2 Trong hợp chất nhóm clo vị trí thay Có thể giải thích điện tích âm xuất trạng thái chuyển tiếp dễ dàng giải toả ảnh hưởng nhóm –NO2 Ngồi ra, 1,2-azole khơng bền tác dụng tác nhân nucleophin Ở vị trí khơng có nhóm ảnh hưởng tác nhân nucleophin xảy tách proton vị trí kèm theo mở vịng phân bố lại mật độ electron 4.2.2 Phản ứng 1,3-azole Ngược với 1,2-azole, dẫn xuất halogen imidazole, thiazole oxazole không tham gia nucleophin Nhưng phân tử có chứa nhóm hoạt hố mạnh phản ứng nucleophin xảy 4.3 Phản ứng kim loại hoá Đối với 1,2-azole phản ứng xảy với mức độ chọn lọc cao diễn vị trí Đối với 1,3-azole kim loại hố xảy đặc biệt vị trí 4.4 Phản ứng ngưng tụ Các 1,2-azole có xảy phản ứng ngưng tụ 5 Ứng dụng Vitamin B1 hợp chất có chứa hai dị vóng: pyrimidin thiazole Vitamin B1 cần thiết phải có đủ thành phần thức ăn người, thiếu người bị tê phù Vitamin B thường có số loại men, cám, trứng nhiều loại thực vật Các chất khoáng sinh họ penixilin hợp chất chứa vòng thiazole phân tử Nhiều dẫn xuất thiazole dùng làm thuốc, đặc biệt họ sunfamit, sunfathiazol chẳng hạn: ... thành liên kết 1 ,2 & 4 ,5 1 ,5 & 3,4 1 ,2 & 1 ,5 2. 6 Tổng hợp dẫn xuất imidazole Hình thành liên kết 1 ,2 & 4 ,5 (phản ứng 3 +2) 2. 7 Tổng hợp dẫn xuất oxazole Hình thành liên kết 1 ,2 & 1 ,5 theo phản ứng... hệ thống electron (mỗi nguyên tử cacbon dị tố nitơ vị trí số đóng góp electron cịn dị tố thứ đóng góp electron , thoả mãn quy tắc Huckel (4n + 2) nên 1 ,2- azole có tính thơm Ngồi ra, ngun tử nitơ... so với vị trí 4 .2 Phản ứng nucleophin (SN) 4 .2. 1 Phản ứng 1 ,2- azole Các phân tử dãy 1 ,2- azole có mật độ electron cao vị trí 4, nguyên tử halogen liên kết vị trí có khả phản ứng SN2 Trong hợp chất