Tiazol

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Tiazol
Thiazole 2D numbered.svg
Thiazole-3D-balls.png
Nombre (IUPAC) sistemático
1,3-tiazol
General
Otros nombres tiazol
Fórmula estructural Imagen de la estructura
Fórmula molecular C3H3NS
Identificadores
Número CAS 288-47-1[1]
PubChem 9256
Propiedades físicas
Estado de agregación líquido
Apariencia líquido incoloro o amarillo pálido con un olor desagradable
Densidad 1200 kg/m3; 1,2 g/cm3
Masa molar 85,13 g/mol
Punto de fusión -33 °C (240 K)
Punto de ebullición 117 °C (390 K)
Índice de refracción 1,538
Propiedades químicas
Acidez 2,5[2] pKa
Valores en el SI y en condiciones estándar
(25 °C y 1 atm), salvo que se indique lo contrario.

El tiazol, o 1,3-tiazol, es un compuesto heterocíclico que contiene azufre y nitrógeno; el término "tiazol" también se refiere a una gran familia de derivados. El tiazol es un líquido de color amarillo pálido con un olor similar a la piridina y tiene por fórmula molecular C3H3NS.[3] El anillo de tiazol destaca por ser un componente de la vitamina tiamina (B1).

Estructura molecular y electrónica[editar]

Los tiazoles son miembros del grupo de heterociclos llamado azoles, que incluyen imidazoles y oxazoles. El tiazol también puede ser considerado como un grupo funcional. Los oxazoles son compuestos relacionados, se pueden considerar como tales sustituyendo el azufre por oxígeno. Los tiazoles también son estructuralmente similares a los imidazoles, con el azufre de tiazol sustituido por nitrógeno, pero no son tan parecidos como en el anterior caso.

El anillo de tiazol es plano, ya que los tiazoles son compuestos aromáticos, y se caracterizan por una deslocalización de electrones pi más grande que los oxazoles correspondientes. Por esto tienen por lo tanto una mayor aromaticidad. Esta aromaticidad se evidencia por el desplazamiento químico de los protones del anillo en la espectroscopia de RMN de protón (entre 7,27 y 8,77 ppm), lo que indica claramente una corriente de anillo diamagnético fuerte. La densidad de electrones pi calculado marca C5 como el sitio principal para la sustitución electrófila, y C2 como el sitio para la sustitución nucleófila.

Densidades electrónicas y el sistema de numeración del anillo de tiazol

Síntesis[editar]

Existen diversos métodos de laboratorio para la síntesis orgánica de tiazoles:

Hantsch Thiazole Synthesis
The Cook-Heilbron thiazole synthesis
  • Ciertos tiazoles se puede acceder a través de la aplicación de la reacción de Herz.

Reactividad general[editar]

La reactividad del tiazol se puede resumir de la siguiente manera:

Thiazole deprotonation

El 2-(trimetilsililo)tiazol[6] (con un grupo trimetilsililo en la posición 2) es un sustituto estable y reacciona con una variedad de electrófilos, tales como aldehídos, haluros de acilo, y cetenas.
ThiazoleBromination.png
ThiazoleNucleophilicAromaticSubstitution.png
  • La oxidación orgánica del nitrógeno da el N-óxido de tiazol. Existen muchos agentes oxidantes, tales como el m-CPBA; uno novedoso es el ácido hipofluoroso (HOF), preparado a partir de flúor y agua en acetonitrilo Parte de la oxidación se lleva a cabo también en el azufre, lo que lleva a generar un sulfóxido como subproducto:[7]
Thiazole oxidation
  • Los tiazoles pueden reaccionar en reacciones de cicloadición; pero, en general, a altas temperaturas debido a la estabilización aromático favorable de la sustancia reaccionante. Reacciones de Diels-Alder con alquinos seguido por extrusión de azufre, da como producto final una piridina. En un estudio,[8] se encontró que el 2-(dimetilamino)tiazol al reaccionar con acetilenodicarboxilato de dimetilo (DMAD) genera piridina, y el proceso va a través de un intermedio zwitterion en una cicloadición [2+2] formal para dar un ciclobuteno, que luego da una 1,3-tiazepina en una apertura electrocíclica de 4 electrones y luego un 7-tia-2-azanorcaradieno en un cierre electrocíclico de 6 electrones, cerrándose antes de la eliminación del azufre.
Thiazole cycloaddition

Usos[editar]

El tiazol se usa como material de partida para la producción de fungicidas, productos farmacéuticos, y colorantes. Por ejemplo, forman parte de la vitamina B1, la penicilina, las epotilonas (nueva clase de fármacos antitumorales), luciferina, clometiazol y otros.

Referencias[editar]

  1. Número CAS
  2. Zoltewicz, J. A. & Deady, L. W. Quaternization of heteroaromatic compounds. Quantitative aspects. Adv. Heterocycl. Chem. 22, 71-121 (1978).
  3. The Chemistry of Heterocycles : Structure, Reactions, Syntheses, and Applications Theophil Eicher, Siegfried Hauptmann ISBN 3-527-30720-6
  4. Schwarz, G. (1945). "2,4-Dimethylthiazole". Org. Synth. 25: 35; Coll. Vol. 3: 332. 
  5. Alajarín, M.; Cabrera, J.; Pastor, A.; Sánchez-Andrada, P.; Bautista, D. (2006). «On the [2+2] Cycloaddition of 2-Aminothiazoles and Dimethyl Acetylenedicarboxylate. Experimental and Computational Evidence of a Thermal Disrotatory Ring Opening of Fused Cyclobutenes». J. Org. Chem. 71 (14):  pp. 5328–5339. doi:10.1021/jo060664c. PMID 16808523. 
  6. Alessandro Dondoni and Pedro Merino (1998). "Diastereoselective Homologation of D-(R)-Glyceraldehyde Acetonide using 2-(Trimethylsilyl)thiazole". Org. Synth.; Coll. Vol. 9: 952. 
  7. Elizabeta Amir and Shlomo Rozen (2006). «Easy access to the family of thiazole N-oxides using HOF·CH3CN». Chemical Communications 2006 (21):  pp. 2262–2264. doi:10.1039/b602594c. PMID 16718323. 
  8. Mateo Alajarín, José Cabrera, Aurelia Pastor, Pilar Sánchez-Andrada, and Delia Bautista (2006). «On the [2+2] Cycloaddition of 2-Aminothiazoles and Dimethyl Acetylenedicarboxylate. Experimental and Computational Evidence of a Thermal Disrotatory Ring Opening of Fused Cyclobutenes». J. Org. Chem. 71 (14):  pp. 5328–5339. doi:10.1021/jo060664c. PMID 16808523.