stringtranslate.com

Триазол

Триазол — гетероциклическое соединение с пятичленным кольцом из двух атомов углерода и трех атомов азота с молекулярной формулой C2H3N3 . Триазолы демонстрируют значительную изомерию , в зависимости от расположения атомов азота внутри кольца .

Многие триазолы являются универсальными, биологически активными соединениями, обычно используемыми в качестве фунгицидов и ингибиторов роста растений. Однако триазолы также полезны в биоортогональной химии , поскольку большое количество атомов азота заставляет триазолы реагировать подобно азидам . Наконец, множество свободных неподеленных пар в триазолах делают их полезными в качестве координационных соединений, хотя обычно не как гаптические лиганды .

Изомерия

Существует четыре изомера триазола, которые условно делятся на две пары таутомеров . В 1,2,3-триазолах три атома азота являются соседними; в 1,2,4-триазолах интерстициальный углерод отделяет один атом азота. Каждая категория имеет два таутомера , которые различаются тем, какой азот имеет водородную связь с ним.

-HN-N=N-CH=CH- взаимопревращается с =N-HN-N=CH-CH= (1,2,3-триазол) и -HN-N=CH-N=CH- взаимопревращается с =NN=CH-NH-CH= (1,2,4-триазол)

Подготовка

Существует несколько методов получения триазолов.

1,2,3-Триазолы

1,2,3-Триазолы, также известные как вицинальные триазолы, обычно готовятся по протоколам циклоприсоединения (3+2) . Распространенной методикой для незамещенных триазолов является азид-алкин 1,3-диполярное циклоприсоединение Хьюзгена : азид и алкин реагируют при высокой температуре с образованием кольца. Однако стратегия Хьюзгена дает смесь изомеров (обычно 1,4- и 1,5-дизамещенных) при использовании для получения замещенных триазолов.

Термическое присоединение дает смесь 1,4 и 1,5 изомеров.
Термическое присоединение дает смесь 1,4 и 1,5 изомеров.

Для селективного получения желаемого изомера используются металлические катализаторы. В катализируемом медью циклоприсоединении азида и алкина (CuAAC) соли меди(I) выбирают образование 1,4-дизамещенных 1,2,3-триазолов. Одним из таких катализаторов является CuBr(PPh 3 ) 3 , который относительно стабилен к окислению даже при повышенных температурах и может производить триазолы с широким спектром заместителей как в растворителе [1] [2] , так и в условиях чистой реакции [3] .

1,4-изомер из катализатора CuI
1,4-изомер из катализатора Cu I

Напротив, рутениевые катализаторы (RuAAC) выбирают 1,5-дизамещенные 1,2,3-триазолы. [4] [5]

1,5-изомер из катализатора Ru
1,5-изомер из катализатора Ru

1,2,4-Триазолы

Большинство методов получения 1,2,4-триазолов используют свободную энергию воды, либо путем дегидратации смеси амидов и гидразидов ( реакция Пеллиццари ), либо имидов и алкилгидразинов ( реакция Эйнхорна-Бруннера ). Из этих двух только реакция Эйнхорна-Бруннера является региоселективной. [6] Недавние исследования были сосредоточены на измельчении и микроволновом облучении как более экологичных заменителях. [7]

Приложения

Триазолы — это соединения с широким спектром применения, начиная от материалов (полимеров), сельскохозяйственных химикатов, фармацевтических препаратов, фотоактивных химикатов и красителей. [8] [9]

Бензотриазол используется в химической фотографии в качестве фиксатора и подавителя запотевания.

Циклогексилэтилтриазол некоторое время использовался в качестве альтернативы Кардиазолу (Метразолу) при лечении психических заболеваний методом судорожной шоковой терапии в 1940-х годах.

Значение в сельском хозяйстве

Многие триазолы обладают противогрибковым действием: к триазольным противогрибковым препаратам относятся флуконазол , изавуконазол , итраконазол , вориконазол , прамиконазол , равуконазол и позаконазол , а к триазольным фунгицидам для защиты растений относятся эпоксиконазол , триадименол  [de] , миклобутанил , пропиконазол , протиоконазол , метконазол , ципроконазол , тебуконазол , флусилазол и паклобутразол .

Из-за распространения устойчивости фитопатогенов к фунгицидам класса стробилуринов [10] борьба с грибками, такими как Septoria tritici или Gibberella zeae [11], в значительной степени зависит от триазолов. Продукты питания, такие как картофель, купленный в магазине, содержат ретарданты, такие как триазол или тециклацис. [12] [13]

Кроме того, паклобутразол , униконазол , флутриафол  [de] и триадимефон используются в качестве замедлителей роста растений . [14] Брассиназол ингибирует биосинтез брассиностероидов .

Значение в химическом синтезе

Циклоприсоединение азида и алкина Хьюзгена [5] является мягкой и селективной реакцией, которая дает 1,2,3-триазолы в качестве продуктов. Реакция широко используется в биоортогональной химии и в органическом синтезе. Триазолы являются относительно стабильными функциональными группами, и триазольные связи могут использоваться в различных приложениях, например, заменяя фосфатный остов ДНК. [15]

Родственные гетероциклы

Внешние ссылки

Ссылки

  1. ^ Virant, M.; Košmrlj, J. (2019). «Арилирование клик-триазолов солями диарилиодония». J. Org. Chem. 84 (21): 14030–14044. doi : 10.1021/acs.joc.9b02197 . PMID  31553192.
  2. ^ Вирант, Миха (2019). Разработка гомогенных палладиевых каталитических систем для избранных превращений терминальных ацетиленов (PhD). Университет Любляны .
  3. ^ Болье, А.; Уранкар, Д.; Кошмрл, Дж. (2014). «Синтез и ЯМР-анализ 1,4-дизамещенных 1,2,3-триазолов, связанных с кольцами пиридина, пиримидина и пиразина». Eur. J. Org. Chem. 2014 (36): 8167–8181. doi :10.1002/ejoc.201403100.
  4. ^ Кошмрль, Янез (2012). Нажмите Триазолы . Вершина. Органомет. хим. Том. 28. Нидерланды: Спрингер. дои : 10.1007/978-3-642-29429-7. ISBN 978-3-642-29428-0. S2CID  199490788.
  5. ^ ab Huisgen, R. (1963). "1,3-Диполярные циклоприсоединения, прошлое и будущее". Angew. Chem. Int. Ed. 2 (10): 565–632. doi :10.1002/anie.196305651.
  6. ^ Темпл, Кэрролл (2009). 1,2,4-Триазолы . Химия гетероциклических соединений. Т. 39. Wiley-Blackwell.
  7. ^ Фарук, Тахир (2021). Достижения в химии триазола . Амстердам: Дьявол (Elsevier). стр. 21–27. ISBN 978-0-12-817113-4.
  8. ^ Поттс, КТ (1961). «Химия 1,2,4-триазолов». Chem. Rev. 61 (2): 87–127. doi :10.1021/cr60210a001.
  9. ^ Агалаве, С.Г.; Мауджан, С.Р.; Поре, В.С. (2011). «Click Chemistry: 1,2,3-Triazoles as Pharmacophores». Chem. Asian J. 6 (10): 2696–2718. doi : 10.1002/asia.201100432 . PMID  21954075.
  10. ^ Gisi, U.; Sierotzki, H.; Cook, A.; McCaffery, A. (2002). «Механизмы, влияющие на эволюцию устойчивости к фунгицидам-ингибиторам Qo». Pest Manag. Sci. 58 (9): 859–867. doi :10.1002/ps.565. PMID  12233175.
  11. ^ Кликс, МБ; Веррет, Дж.-А.; Бейер, М. (2007). «Сравнение снижающейся чувствительности Gibberella zeae к триазолу и повышенной чувствительности, достигнутой благодаря успехам в разработке триазольных фунгицидов». J. Crop Prot. 26 (4): 683–690. doi :10.1016/j.cropro.2006.06.006.
  12. ^ Мантекон, Хорхе Д. (2009). «Борьба с фитофторозом картофеля с помощью триазольного фунгицида с использованием профилактического и лечебного опрыскивания или системы прогнозирования». Cienc. Inv. Agr. 36 (2): 291–296. doi : 10.4067/S0718-16202009000200013 .
  13. ^ Радемахер, В.; Фрич, Х.; Гребе, Дж. Э.; Заутер, Х.; Юнг, Дж. (1987). «Тетциклацис и триазольные замедлители роста растений: их влияние на биосинтез гиббереллинов и другие метаболические процессы». Pestic. Sci. 21 (4): 241–252. doi :10.1002/ps.2780210402.
  14. ^ Латимер, Джойс Г. (2022). «Регуляторы роста для контейнерных травянистых многолетних растений» (PDF) . GrowerTalks . Ball Publishing. стр. 14–60 . Получено 06.04.2022 .
  15. ^ Isobe, H.; Fujino, T.; Yamazaki, N.; Guillot-Nieckowski, M.; Nakamura, E. (2008). «Триазол-связанный аналог дезоксирибонуклеиновой кислоты ( TL DNA): дизайн, синтез и формирование двойной цепи с природной ДНК». Org. Lett. 10 (17): 3729–3732. doi :10.1021/ol801230k. PMID  18656947.