ثيازول

📅 آخر تحديث: ٢٩ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٩ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 7 صور
الموسوعة الحرة

الثيازول ( يُلفظ /ˈθaɪ.əzoʊl/ ) ، أو 1،3 -ثيازول ، هو مركب حلقي غير متجانس خماسي الذرات يحتوي على الكبريت والنيتروجين. ويُشير مصطلح "ثيازول" أيضًا إلى عائلة كبيرة من مشتقاته. الثيازول سائل أصفر باهت ذو رائحة تشبه رائحة البيريدين ، وصيغته الجزيئية C₃H₃NS . [ 2 ] وتُعد حلقة الثيازول مكونًا أساسيًا لفيتامين الثيامين ( B1 ) .

البنية الجزيئية والإلكترونية

تُعدّ الثيازولات من مركبات الأزول ، وهي مركبات حلقية غير متجانسة تشمل الإيميدازولات والأوكسازولات . ويمكن اعتبار الثيازول أيضاً مجموعة وظيفية عندما يكون جزءاً من جزيء أكبر.

تتميز الثيازولات، لكونها مستوية، بتمركز إلكتروني π ملحوظ ، وتُظهر درجة عطرية أعلى من الأوكسازولات المقابلة . وتتجلى هذه العطرية في الإزاحة الكيميائية لبروتونات الحلقة في طيف الرنين النووي المغناطيسي للبروتون ( 1H NMR) ، حيث تظهر رنينات بين 7.27 و8.77 جزء في المليون، مما يشير إلى تيار حلقي مغناطيسي قوي . وتُشير كثافة الإلكترونات المحسوبة إلى أن ذرة الكربون C5 هي الموقع الأساسي للاستبدال الإلكتروفيلي، وأن ذرة الهيدروجين C2-H قابلة لنزع البروتون.

وجود الثيازولات وأملاح الثيازوليوم

بليوميسين هو دواء مضاد للسرطان يحتوي على الثيازول .

توجد الثيازولات في العديد من المنتجات المتخصصة، وغالبًا ما تكون مُدمجة مع مشتقات البنزين، والتي تُعرف باسم البنزوثيازولات. بالإضافة إلى فيتامين ب 1 ، توجد حلقة الثيازول في الإيبوثيلون . ومن مشتقات الثيازول المهمة الأخرى البنزوثيازولات ، مثل مادة لوسيفيرين الكيميائية الموجودة في اليراعات . في حين أن الثيازولات موجودة بكثرة في الجزيئات الحيوية ، فإن الأوكسازولات ليست كذلك. توجد الأوكسازولات في الببتيدات الطبيعية، وتُستخدم في تطوير مُحاكيات الببتيدات (أي الجزيئات التي تُحاكي وظيفة وبنية الببتيدات). [ 3 ]

تشمل الثيازولات ذات الأهمية التجارية بشكل رئيسي الأصباغ ومبيدات الفطريات . يُسوّق كل من ثيفلوزاميد، وتريسيكلازول، وثيابندازول لمكافحة العديد من الآفات الزراعية. ومن مشتقات الثيازول الأخرى واسعة الاستخدام دواء ميلوكسيكام المضاد للالتهابات غير الستيرويدية. تحتوي أصباغ الأنثراكينون التالية على وحدات فرعية من البنزوثيازول: ألغول يلو 8 (CAS# [6451-12-3])، وألغول يلو GC (CAS# [129-09-9])، وإندانثرين روبين B (CAS# [6371-49-9])، وإندانثرين بلو CLG (CAS# [6371-50-2])، وإندانثرين بلو CLB (CAS# [6492-78-0]). تُستخدم هذه الأصباغ الثيازولية في صباغة القطن .

توليف

توجد طرق مخبرية متنوعة لتخليق الثيازولات عضويًا . ومن أبرزها طريقة هانتزش لتخليق الثيازول، وهي تفاعل بين هالو كيتونات وثيو أميدات . على سبيل المثال، يُصنّع 2،4-ثنائي ميثيل ثيازول من ثيو أسيتاميد وكلورو أسيتون . [ 4 ] في طريقة كوك-هيلبرون ، تُحضّر الثيازولات بتكثيف ألفا-أمينونيتريل مع ثاني كبريتيد الكربون . ويمكن الحصول على الثيازولات عن طريق أستلة 2-أمينوثيولات، والتي غالبًا ما تُحضّر بتفاعل هيرتز .

التخليق الحيوي

تتشكل الثيازولات عمومًا عبر تفاعلات السيستين ، الذي يُشكل الهيكل الأساسي للحلقة (NCCS). إلا أن الثيامين لا يتبع هذا النمط. إذ تؤدي عدة مسارات حيوية إلى تكوين حلقة الثيازول اللازمة لتكوين الثيامين. [ 5 ] يُستمد كبريت الثيازول من السيستين. وفي البكتيريا اللاهوائية، تُستمد مجموعة السيانيد (CN) من ديهيدروجليسين.

ردود الفعل

بمعامل pKa يبلغ 2.5 للحمض المرافق، فإن الثيازولات أقل قاعدية بكثير من الإيميدازول (pKa = 7). [ 6 ]

يحدث نزع البروتون باستخدام قواعد قوية (مثل قواعد هاوزر ومركبات الليثيوم العضوية ) عند الرابطة C2-H. وتُثبَّت الشحنة السالبة على هذا الموضع على شكل إيليد . كما تُنتَج مركبات 2-ليثيوثيازول عن طريق تبادل الفلز والهالوجين من 2-بروموثيازول. [ 7 ]

نزع البروتون من الثيازول

يحدث الاستبدال العطري المحب للإلكترونات عند C5 ولكنه يتطلب مجموعات منشطة مثل مجموعة الميثيل :

برومينات الثيازول
برومينات الثيازول

لا يتطلب الاستبدال النيوكليوفيلي أي تنشيط إضافي:

استبدال عطري نيوكليوفيلي في الثيازول
استبدال عطري نيوكليوفيلي في الثيازول

يؤدي أكسدة النيتروجين إلى تكوين أكسيد الثيازول العطري . تكفي العديد من عوامل الأكسدة، مثل حمض ميتا-كلوروبنزويك أو حمض الهيبوفلوروس ؛ ولكن بعض الأكسدة تحدث عند الكبريت، مما يؤدي إلى تكوين سلفوكسيد / سلفون غير عطري : [ 8 ]

أكسدة الثيازول
أكسدة الثيازول

في تفاعلات الأريلة المحفزة بالبلاديوم ، يؤدي أكسيد النيتروجين إلى تحويل التفاعلية لتفضيل الموضع 2 بشكل موثوق، ويسمح بظروف تفاعل أكثر اعتدالاً. [ 9 ]

تتفاعل الثيازولات في تفاعلات الإضافة الحلقية ، ولكن عادةً عند درجات حرارة عالية نظرًا لاستقرارها العطري. تسبق تفاعلات ديلز-ألدر مع الألكاينات عملية طرد الكبريت، ويكون الناتج النهائي بيريدين . درست إحدى الدراسات آلية التفاعل بين 2-(ثنائي ميثيل أمينو) ثيازول وثنائي ميثيل أسيتيلين ثنائي الكربوكسيلات (DMAD) لتكوين بيريدين. ظهر المركب الوسيط الأول، وهو أيون ثنائي القطب ، في تفاعل إضافة حلقية [2+2] لتكوين سيكلوبوتين. ثم خضع لفتح حلقة كهروكيميائي رباعي الإلكترونات لتكوين 1،3-ثيازيبين، ثم إغلاق حلقة كهروكيميائي سداسي الإلكترونات لتكوين 7-ثيا-2-أزانوركارادين. وأخيرًا، طرد ذرة الكبريت: [ 10 ]

إضافة حلقية للثيازول
إضافة حلقية للثيازول

الثيازولات هي وحدات بناء الفورميل ، ولكن تحويل الثيازول إلى ألدهيد (R-Ar إلى R-COH) يتطلب خطوات متعددة: [ 7 ] N- ميثلة باستخدام يوديد الميثيل ، والاختزال العضوي باستخدام بوروهيدريد الصوديوم ، وأخيرًا التحلل المائي باستخدام كلوريد الزئبق (II) في الماء.

أملاح الثيازوليوم

يؤدي ألكلة الثيازولات عند ذرة النيتروجين إلى تكوين كاتيون ثيازوليوم . وتُستخدم أملاح الثيازوليوم كعوامل محفزة في تفاعل ستيتر وتكثيف البنزوين . ويؤدي نزع البروتون من أملاح N- ألكيل ثيازوليوم إلى تكوين الكاربينات الحرة [ 11 ] ومعقدات الكاربين مع الفلزات الانتقالية .

بنية الثيازولات (يسار) وأملاح الثيازوليوم (يمين)

ألاجبريوم هو دواء قائم على الثيازوليوم.

مراجع

  1. ↑ زولتويتش، جيه إيه؛ ديدي، إل دبليو (1978). "تكوين الرباعيات في المركبات العطرية غير المتجانسة: الجوانب الكمية". التقدم في الكيمياء الحلقية غير المتجانسة ، المجلد 22. المجلد  22. الصفحات 71-121 . doi : 10.1016/S0065-2725(08)60103-8 . ISBN  9780120206223.
  2. ↑ إيشر، ت.؛ هاوبتمان، س. (2003). كيمياء المركبات الحلقية غير المتجانسة: البنية، والتفاعلات، والتخليق، والتطبيقات . وايلي. ISBN 978-3-527-30720-3.
  3. ↑ ماك، جيفري واي دبليو؛ شو، ويجون؛ فيرلي، ديفيد بي. (2015-01-01). محاكيات الببتيدات 1 (ملف PDF) . مواضيع في الكيمياء الحلقية غير المتجانسة. المجلد 48. سبرينغر برلين هايدلبرغ. الصفحات 235-266 . doi : 10.1007/7081_2015_176 . ISBN   978-3-319-49117-2.
  4. ↑ جورج شوارتز (1945). "2،4-ثنائي ميثيل ثيازول". التخليق العضوي . 25 : 35. doi : 10.15227/orgsyn.025.0035.
  5. ↑ كريك، م.؛ مارتينز، ف.؛ ليوناردي، ر.؛ فيرهيرست، س.أ.؛ لوي، د.ج.؛ روتش، ب.ل. (2007). "إنزيم ثيازول سينثاز من الإشريكية القولونية : دراسة للركائز والبروتينات المنقاة اللازمة للنشاط في المختبر " (ملف PDF) . مجلة الكيمياء البيولوجية . 282 (24): 17413-17423 . doi : 10.1074/jbc.M700782200 . PMID 17403671 . 
  6. ↑ توماس ل. جيلكريست (1997). كيمياء المركبات الحلقية غير المتجانسة ( الطبعة الثالثة). إسكس، إنجلترا: أديسون ويسلي. ص 414. ISBN   0-582-27843-0.
  7. 1 2 دوندوني، أ.؛ ميرينو، ب. (1995). "التجانس الانتقائي للديستيريومرات لأسيتونيد D-(R)-جليسرالدهيد باستخدام 2-(ثلاثي ميثيل سيليل) ثيازول". 72 : 21. doi : 10.15227/orgsyn.072.0021 .{{cite journal}}يتطلب الاستشهاد بالمجلة ( مساعدة )|journal=
  8. ↑ أمير، إي.؛ روزين، س. (2006). "سهولة الوصول إلى عائلة أكاسيد الثيازول النيتروجينية باستخدام HOF·CH3CN " . مجلة الاتصالات الكيميائية . 2006 (21): 2262-2264 . doi : 10.1039/b602594c . PMID 16718323 . 
  9. ↑ كامبو، لويس-شارل؛ بيرتراند-لابيرل، ميغان؛ لوكلير، جان-فيليب؛ فيليمور، إليسيا؛ غوريلسكي، سيرج؛ فانيو، كيث (1 مارس 2008). "الأريلة المباشرة لأكاسيد النيتروجين في ذرات الكربون C2 وC5 وC4، بما في ذلك التفاعلات في درجة حرارة الغرفة" . مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 130 (11): 3276-3277 . doi : 10.1021/ja7107068 . ISSN 0002-7863 . PMID 18302383 .  
  10. ↑ ألاخارين، م.؛ كابريرا، ج.؛ باستور، أ.؛ سانشيز-أندرادا، ب.؛ باوتيستا، د. (2006). "حول تفاعل الإضافة الحلقية [2+2] لـ 2-أمينوثيازولات وثنائي ميثيل أسيتيلين ثنائي الكربوكسيلات. دليل تجريبي وحسابي على فتح الحلقة الدوراني الحراري للسيكلوبوتينات المدمجة". مجلة الكيمياء العضوية 71 (14): 5328-5339 . doi : 10.1021/jo060664c . PMID 16808523 . 
  11. ^ اردوينجو، ايه جيه. جورليش، جي آر؛ مارشال، دبليو جي (1997). "مستقر ثيازول-2-يليدين ودايميره". ليبجس أنالين . 1997 (2): 365–374 . دوى : 10.1002/jlac.199719970213 .