Бензімідазол являє собою конденсовану гетероциклічну систему, що складається з бензольного та імідазольного кілець.
Бензімідазол це безбарвна кристалічна речовина (т. пл. 170 °С), добре розчинна у воді, етанолі та інших полярних розчинниках.
Бензімідазол і його похідні добувають при нагріванні о -фенілендіаміну (1,2-діамінобензолу) з карбоновими кислотами. Для добування самого бензімідазолу використовують мурашину кислоту.
За хімічними властивостями бензімідазол багато в чому нагадує імідазол. Зокрема, йому притаманні амфотерні властивості, прототропна таутомерія, реакції алкілування за участю атомів азоту. Проте в реакційній здатності бензімідазолу та імідазолу є і відмінності. Конденсоване бензольне кільце приводить до зниження основності бензімідазолу (рКВН+ 5,53) та підвищення його кислотності (рКα 13,2) у порівнянні з імідазолом (див. розд. 3.5.2, В). Реакції електрофільного заміщення (нітрування, сульфування) в ядрі бензімідазолу проходять насилу і, як правило, в положеннях 5 або 6 бензольного кільця.
|
|
Бензімідазольний цикл входить до складу деяких природних речовин (вітамін В12), а також синтетичних лікарських препаратів, наприклад, дибазолу:
Дибазол виявляє судинорозширювальну, спазмолітичну та гіпотензивну дію. Він широко застосовується в медичній практиці при спазмах кровоносних судин і гладкої мускулатури внутрішніх органів.
Тіазол
За хімічною будовою тіазол (1,3-тіазол) можна розглядати як аналог тіофену, в молекулі якого група СН у положенні 3 заміщена на атом азоту.
А. Способи добування
В природі тіазол у вільному стані не знайдено, але його ядро входить до складу багатьох природних сполук (вітамін В1, пеніциліни та ін).
Одним з найважливіших методів синтезу тіазолу та його похідних є взаємодія α-галогенозаміщених карбонільних сполук з амідами тіокислот (синтез Ганча). Самий тіазол добувають з хлороцтового альдегіду та тіоформаміду, причому альдегід вступає в реакцію в енольній, а тіоформамід — в тіольній таутомерних формах.
Б. Фізичні властивості
Тіазол безбарвна рідина з неприємним запахом (т. кип. 117 °С), добре розчинна у воді та органічних розчинниках.
В. Хімічні властивості
Тіазол є слабкою основою (рКВН+2,53). З мінеральними кислотами він утворює солі тіазолію, при дії галогеналканів іде алкілування по атому азоту з утворенням четвертинних N-алкілтіазолієвих солей.
Наявність у молекулі тіазолу атома азоту піридинового типу приводить до зменшення електронної густини в тіазольному кільці, що, з одного боку, утруднює проходження реакцій електрофільного заміщення (нітрування, сульфування), а з іншого - створює умови для нуклеофільного заміщення. Електрофільне заміщення відбувається у положенні 5, а нуклеофільне — у положенні 2 тіазольного ядра.
|
|
Так, при нагріванні 4-метилтіазолу з амідом натрію утворюється 2-аміно-4-метил тіазол.
Тіазол досить стійкий до дії відновників. У присутності пероксикислот тіазоли окиснюються з утворенням N-оксидів, наприклад:
Г. Найважливіші похідні тіазолу
2-Амінотіазол - безбарвна кристалічна речовина (т. пл. 90 °С), добре розчинна у воді, етанолі, ефірі та хлороформі. 2-Амінотіазол виявляє властивості ароматичних амінів. За участю аміногрупи він вступає в реакції ацилювання, діазотування, утворює продукти конденсації з альдегідами. Проте, на відміну від ароматичних амінів, реакція алкілування 2-амінотіазолу проходить по атому азоту тіазольного кільця.
2-Амінотіазол широко застосовується у виробництві лікарських засобів. Похідними 2-амінотіазолу є сульфаніламідні препарати норсульфазол і фталазол, які виявляють антибактерійну дію.
Пеніциліни — група антибіотиків, які продукують різні види плісеневих грибів Репісіlinит, та їх аналоги напівсинтетичного виробництва.
В основі структури пеніцилінів лежить конденсована гетероциклічна система, котра складається з тіазолідинового та β-лактамного кілець. Загальна формула пеніцилінів має такий вигляд:
В медичній практиці широко застосовуються такі природні пеніциліни, як бензилпеніцилін (R=C6H5CH2-), феноксиметилпеніцилін (R=C6H5OCH2-) та інші, а також напівсинтетичні пеніциліни – ампіцилін [R=C6H5-CH(NH2)-], оксацилін
та ін. Препарати групи пеніциліну є цінними антимікробними засобами.