304- Органическая химия_Черных В.П. и др_Х., 2007 -776с

ПяТИ- И ШеСТИЧленнЫе ГеТерОЦИКлИЧеСКИе СОеДИненИя

581

амидопирин получают метилированием 4-аминоантипирина:

анальгин синтезируют по схеме:

амидопирин и анальгин (метамизолнатрий) применяют в медицине как жаропонижающие и болеутоляющие средства, причем у амидопирина сильнее выражено жаропонижающее действие, у анальгина — болеутоляющее.

32.5.2. ИмИДаЗОл

имидазол (1,3-диазол) является изомером пиразола и представляет собой гетероароматическую систему, в которой атомы азота (пиррольного и пиридинового типа) находятся в положении 1,3.

СПОСОБЫ ПОлУЧенИя

имидазол и его производные чаще всего получают взаимодействием 1,2-дикар-

бонильных соединений, аммиака и альдегидов.

имидазол синтезируют из глиоксаля, аммиака и формальдегида :

Глава 32

582

ФИЗИЧеСКИе СВОЙСТВа

Имидазол — бесцветное кристаллическое вещество (т. пл. 90 °с, т. кип. 256 °с), хорошо растворимое в воде, этаноле, эфире. в неполярных растворителях имидазол образует межмолекулярные водородные связи, причем, в отличие от пиразола, ассоциаты имеют линейную структуру:

хИмИЧеСКИе СВОЙСТВа

По реакционной способности имидазол имеет много общего с пиразолом. Подобно пиразолу, является амфотерным соединением, проявляя за счет атома азота пиррольного типа слабые кислотные свойства, а атома азота пиридинового типа — основные.

однако имидазол по сравнению с пиразолом является более сильным основа-

нием (рквн+ = 7,03).

аналогично пиразолу, для имидазола и его гомологов характерна прототропная (азольная) таутомерия, в результате которой положения 4 и 5 имидазольного цикла являются равноценными:

следует отметить, что электроноакцепторные заместители (—NO2, —SO3H,

—Cl и др.) смещают таутомерное равновесие в сторону 4-замещенного изомера. Подобно пиразолу, имидазол вступает в реакции с электрофильными реаген-

тами.

так, реакции алкилирования и ацилирования имидазола протекают с перено-

сом реакционного центра:

ПяТИ- И ШеСТИЧленнЫе ГеТерОЦИКлИЧеСКИе СОеДИненИя

583

нитрование и сульфирование идет преимущественно по положениям 4 и 5 имидазольного цикла. Эти реакции протекают с большим трудом вследствие образования в кислой среде малоактивного катиона имидазолия.

имидазол легко образует 2,4,5-тригалогенозамещенные продукты при взаимодействии с бромом в воде, хлороформе или эфире и йодом в водном растворе щелочи:

имидазольный цикл довольно устойчив к действию окислителей (кислорода, калия перманганата и др.) и восстановителей. однако под действием пероксидов происходит разрушение цикла с образованием оксамида.

ВажнеЙШИе ПрОИЗВОДнЫе ИмИДаЗОла

важное значение среди производных имидазола имеют такие природные соединения, как алкалоид пилокарпин, -аминокислота гистидин и биогенный амин — гистамин.

Гистидин [ -амино- -(4-имидазолил)-пропионовая кислота]. в состав многих белков входит в L-конфигурации.

Глава 32

584

хлороводородную соль гистидина применяют в медицине для лечения гепатитов, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки.

Гистидин превращается в гистамин при ферментативном декарбоксилировании.

Гистамин [4-(2 -аминоэтил)имидазол]. является биогенным амином, принимающим участие в регуляции жизненно важных функций организма. обычно гистамин находится в организме в виде неактивных лабильных комплексов с белками. При некоторых патоло-

гических состояниях (ожоги, отморожения, попадание в организм химических веществ, в том числе и лекарственных препаратов, аллергические заболевания

идр.) гистамин выделяется в свободном виде. свободный гистамин обладает высокой активностью: вызывает спазм гладкой мускулатуры, расширяет капилляры

иувеличивает их проницаемость, усиливает секрецию желудочного сока. известен ряд лекарственных препаратов на основе имидазола:

ПяТИ- И ШеСТИЧленнЫе ГеТерОЦИКлИЧеСКИе СОеДИненИя

585

32.5.3. БенЗИмИДаЗОл

бензимидазол представляет собой конденсированную гетеро-

циклическую систему, состоящую из бензольного и имидазольного

колец.

бензимидазол — бесцветное кристаллическое вещество (т. пл. 170 °с), хорошо растворимое в воде, этаноле и других полярных растворителях.

бензимидазол и его производные получают при нагревании o-фенилендиамина 

(1,2-диаминобензола) с карбоновыми кислотами. в синтезе бензимидазола исполь-

зуют муравьиную кислоту.

По химическим свойствам бензимидазол во многом напоминает имидазол.

в частности, для него характерны амфотерные свойства, прототропная таутомерия, реакции алкилирования с участием атомов азота. однако в реакционной способности бензимидазола и имидазола есть и различия. конденсированное бензольное кольцо приводит к снижению основности бензимидазола (ркBH+ = 5,53) и повышению его кислотности (рка = 13,2) по сравнению с имидазолом. реакции электрофильного замещения (нитрование, сульфирование) для бензимидазола протекают с большим трудом и, как правило, в положениях 5 или 6 бензольного кольца.

бензимидазольный цикл входит в состав некоторых природных веществ (витамин в12), а также синтетических лекарственных препаратов (дибазол).

Дибазол (бендазол) обладает сосудорасширяющим, спазмолитическим и гипотензивным действием. его широко применяют в медицинской практике при спазмах кровеносных сосудов и гладкой мускулатуры внутренних органов.

32.5.4. ТИаЗОл

По химическому строению тиазол (1,3-тиазол) можно рассматривать как аналог тиофена, в котором группа =сн— в положении 3 замещена на атом азота.

Глава 32

58

СПОСОБЫ ПОлУЧенИя

в природе тиазол в свободном состоянии не найден, но его ядро входит в состав многих природных соединений (витамин в1, пенициллины и др.).

одним из важнейших методов синтеза тиазола и его производных является

взаимодействие -галогенозамещенных карбонильных соединений с амидами тиокис-

лот (синтез Ганча). тиазол получают из хлоруксусного альдегида и тиоформамида, причем альдегид вступает в реакцию в енольной, а тиоформамид — в тиольной таутомерных формах:

ФИЗИЧеСКИе СВОЙСТВа

тиазол — бесцветная жидкость с неприятным запахом (т. кип. 117 °с), хорошо растворимая в воде и органических растворителях.

хИмИЧеСКИе СВОЙСТВа

тиазол является слабым основанием (ркBH+ = 2,53). с минеральными кислотами он образует соли тиазолия, при действии галогеналканов идет алкилирование по атому азота с образованием четвертичных N-алкилтиазолиевых солей.

наличие в молекуле тиазола атома азота пиридинового типа приводит к снижению электронной плотности в тиазольном кольце, что, с одной стороны, затрудняет протекание реакций электрофильного замещения (нитрование, сульфирование), а с другой — создает условия для нуклеофильного замещения. Электрофильное замещение происходит по положению 5, а нуклеофильное — по положению 2 тиазольного ядра. так, при нагревании 4-метилтиазола с натрия амидом образуется 2-амино-4-метилтиазол.

ПяТИ- И ШеСТИЧленнЫе ГеТерОЦИКлИЧеСКИе СОеДИненИя

587

тиазол достаточно устойчив к действию восстановителей, однако в присутствии пероксикислот тиазолы окисляются с образованием N-оксидов (N-окисление):

2-аминотиазол широко применяют в производстве лекарственных средств.