Триазол представляет собой гетероциклическое соединение с пятичленным кольцом из двух атомов углерода и трех атомов азота с молекулярной формулой C 2 H 3 N 3 . Триазолы проявляют значительную изомерию , в зависимости от положения атомов азота внутри кольца.
Многие триазолы представляют собой универсальные биологически активные соединения, обычно используемые в качестве фунгицидов и замедлителей роста растений. Однако триазолы также полезны в биоортогональной химии , поскольку большое количество атомов азота заставляет триазолы реагировать аналогично азидам . Наконец, множество свободных неподеленных пар в триазолах делают их полезными в качестве координационных соединений, хотя обычно не в качестве гаптических лигандов .
Существует четыре изомера триазола, которые условно делят на две пары таутомеров . В 1,2,3-триазолах три атома азота расположены рядом; в 1,2,4-триазолах межузельный углерод отделяет один атом азота. В каждой категории есть два таутомера , которые различаются тем, с каким азотом связана водородная связь.
Существует несколько способов получения триазолов.
1,2,3-Триазолы, также известные как вицинальные триазолы, обычно получают по протоколам (3+2) циклоприсоединения . Распространенным методом получения незамещенных триазолов является азид-алкиновое 1,3-диполярное циклоприсоединение Хейсгена : азид и алкин реагируют при высокой температуре с образованием кольца. Однако стратегия Хьюсгена дает смесь изомеров (обычно 1,4- и 1,5-дизамещенных) при использовании для производства замещенных триазолов.
Для селективного получения желаемого изомера используются металлические катализаторы. В катализируемом медью азид-алкиновом циклоприсоединении (CuAAC) соли меди (I) выбираются для образования 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 образовывать триазолы с широким диапазоном заместителей как в растворителе [1] [2] , так и в чистых [3] условиях реакции.
И наоборот, рутениевые катализаторы (RuAAC) отбирают 1,5-дизамещенные 1,2,3-триазолы. [4] [5]
Большинство методов получения 1,2,4-триазолов используют свободную энергию воды либо путем дегидратации смеси амидов и гидразидов ( реакция Пелиццари ), 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 экологически чистых заменителях. [7]
Триазолы — это соединения с широким спектром применения: от материалов (полимеров), сельскохозяйственных химикатов, фармацевтических препаратов, фотоактивных химикатов и красителей. [8] [9]
Бензотриазол используется в химической фотографии в качестве ограничителя и средства подавления тумана.
Циклогексилэтилтриазол некоторое время использовался в качестве альтернативы кардиазолу (метразолу) при лечении психических заболеваний судорожной шоковой терапией.
Многие триазолы обладают противогрибковым действием: к триазольным противогрибковым препаратам относятся флуконазол , изавуконазол , итраконазол , вориконазол , прамиконазол , равуконазол и позаконазол , а триазольные фунгициды для защиты растений включают эпоксиконазол , триадименол , миклобутанил , пропиконазол , протиоконазол , метконазол , ципроконазол , т.е. буконазол , флузилазол и паклобутразол .
В связи с распространением устойчивости фитопатогенов к фунгицидам класса стробилуринов [10] борьба с такими грибами, как Septoria tritici или Gibberella zeae [11], в значительной степени зависит от триазолов. Продукты питания, например купленный в магазине картофель, содержат замедлители роста, такие как триазол или тециклакис. [12] [13]
Кроме того, в качестве замедлителей роста растений используются паклобутразол , униконазол , флутриафол и триадимефон . [14] Брассиназол ингибирует биосинтез брассиностероидов .
Азидалкиновое циклоприсоединение Хейсгена [5] представляет собой мягкую и селективную реакцию, в результате которой в качестве продуктов образуются 1,2,3-триазолы. Реакция широко используется в биоортогональной химии и органическом синтезе. Триазолы представляют собой относительно стабильные функциональные группы, и триазольные связи можно использовать в различных целях, например, для замены фосфатного остова ДНК. [15]