Тетразол
| |||
| Идентификаторы | |||
|---|---|---|---|
3D model ( JSmol ) | |||
| ЧЭБИ | |||
| ХимическийПаук | |||
| Информационная карта ECHA | 100.005.477 | ||
ПабХим CID | |||
| НЕКОТОРЫЙ | |||
Панель управления CompTox ( EPA ) | |||
| Характеристики | |||
| Ч 2 Н 4 | |||
| Молярная масса | 70.05 g/mol | ||
| Плотность | 1477 г/мл | ||
| Температура плавления | От 157 до 158 ° C (от 315 до 316 ° F; от 430 до 431 К) [2] | ||
| Точка кипения | 220 ± 23 ° C (428 ± 41 ° F; 493 ± 23 К) | ||
| Кислотность ( pKa ) | 4.90 [1] | ||
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |||
Тетразолы представляют собой класс синтетических органических гетероциклических соединений , состоящих из 5-членного кольца из четырех атомов азота и одного атома углерода . Название тетразол также относится к исходному соединению формулы CH 2 N 4 , из которого можно составить три изомера.
Структура и связь
[ редактировать ]Существуют три изомера исходного тетразола, различающиеся положением двойных связей: 1 H- , 2 H- и 5 H -тетразол. 1 H- и 2 H -изомеры являются таутомерами , при этом равновесие лежит на стороне 1 H -тетразола в твердой фазе. [3] [4] [5] В газовой фазе 2 H -тетразол. доминирует [4] [6] [7] Эти изомеры можно рассматривать как ароматические , с 6 π-электронами, тогда как 5 H -изомер неароматический.
Аналоги фосфора не имеют такой же электронной природы: 1 H -тетрафосфол имеет более пирамидальную геометрию фосфора в положении 1. Вместо этого анионные тетрафосфолиды. ароматическими являются [8]
Сильно индуктивно электроноакцепторные функциональные группы, присоединенные к тетразолу, могут стабилизировать таутомерное равновесие раскрытия кольца с азидоиминовой формой. [9]
Синтез
[ редактировать ]1 H -Тетразол был впервые получен реакцией безводной азотистоводородной кислоты и циановодорода под давлением. Обработка органических нитрилов азидом натрия в присутствии йода на кремнеземе или бисульфата натрия в качестве гетерогенного катализатора позволяет успешно синтезировать 5-замещенные 1 H -тетразолы. Другой метод — дезаминирование 5-аминотетразола , который можно получить коммерческим путем или получить, в свою очередь, из аминогуанидина . [10] [11]
2-Арил- 2H -тетразолы синтезируют реакцией [3+2] -циклоприсоединения между арилдиазонием и триметилсилилдиазометаном . [12]
Использование
[ редактировать ]Существует несколько фармацевтических агентов, представляющих собой тетразолы, в том числе несколько цефалоспоринов антибиотиков класса . Тетразолы могут действовать как биоизостеры карбоксилатных групп , поскольку они имеют схожее значение pKa и депротонируются при физиологическом pH. Блокаторы рецепторов ангиотензина II, такие как лозартан и кандесартан , часто представляют собой тетразолы.Хорошо известным тетразолом является диметилтиазолилдифенилтетразолий бромид (МТТ). Этот тетразол используется в анализе МТТ для количественной оценки дыхательной активности живых клеток культуры , хотя он обычно убивает клетки в процессе. Некоторые тетразолы также можно использовать в анализах ДНК. [13] Исследования показывают, что VT-1161 и VT-1129 являются потенциальными мощными противогрибковыми препаратами, поскольку они нарушают ферментативную функцию грибов, но не ферменты человека. [14] [15]
тетразола Некоторые производные с высокой энергией были исследованы в качестве высокоэффективных взрывчатых веществ в качестве замены тротила , а также для использования в высокоэффективных твердого ракетного топлива . составах [16] [17] К ним относятся азидотетразлатные соли азотистых оснований.
Другие тетразолы используются из-за их взрывчатых или горючих свойств, например, сам тетразол и 5-аминотетразол , которые иногда используются в качестве компонента газогенераторов в автомобильных подушках безопасности . Энергетические материалы на основе тетразола производят высокотемпературные нетоксичные продукты реакции, такие как вода и газообразный азот. [18] и иметь высокую скорость горения и относительную стабильность, [19] все из которых являются желательными свойствами. Энергия делокализации в тетразоле составляет 209 кДж/моль.
1 Н -тетразол и 5-(бензилтио)-1 Н -тетразол (БТТ) широко используются в качестве кислотных активаторов реакции сочетания при синтезе олигонуклеотидов . [20]
2-Тетразолы могут подвергаться контролируемому термическому разложению с образованием высокореакционноспособных нитрилиминов . [21] [22] Они, в свою очередь, могут подвергаться множеству реакций 1,3-диполярного циклоприсоединения . [23]
Родственные гетероциклы
[ редактировать ]- Триазолы , аналоги с тремя атомами азота
- Пентазол , аналог с пятью атомами азота (строго говоря, неорганический гомоцикл, а не гетероцикл)
- Оксатетразол
- Тиатетразол
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Сатчелл, Жаклин Ф.; Смит, Брайан Дж. (2002). «Расчет водных констант диссоциации 1,2,4-триазола и тетразола: сравнение моделей сольватации». Физ. хим. хим. Физ. 4 (18): 4314–4318. Бибкод : 2002PCCP....4.4314S . дои : 10.1039/b203118c .
- ^ Михина, Джозеф С.; Хербст, Роберт М. (1950). «Реакция нитрилов с гидразойной кислотой: синтез монозамещенных тетразолов». Дж. Орг. хим. 15 (5): 1082–1092. дои : 10.1021/jo01151a027 .
- ^ Годдард, Р.; Хайнеманн, О.; Крюгер, К. (15 мая 1997 г.). «α-1H-1,2,3,4-Тетразол» . Acta Crystallographica Раздел C. 53 (5): 590–592. Бибкод : 1997AcCrC..53..590G . дои : 10.1107/S0108270197000772 . ISSN 0108-2701 .
- ^ Jump up to: а б Киселев Виталий Георгиевич; Чеблаков Павел Борисович; Грицан, Нина П. (10 марта 2011 г.). «Таутомерия и термическое разложение тетразола: исследование ab initio высокого уровня» . Журнал физической химии А. 115 (9): 1743–1753. Бибкод : 2011JPCA..115.1743K . дои : 10.1021/jp112374t . ISSN 1089-5639 . ПМИД 21322546 .
- ^ Разинска, А.; Темпчик, А.; Малинский, Э.; Шафранек, Дж.; Грзонка, З.; Герман П.: в J. Chem. Соц. Перкин Транс. 2 1983, 379.
- ^ Вонг, Минг Ва; Люнг-Тунг, Реджис; Вентрап, Курт (1 марта 1993 г.). «Таутомерное равновесие и водородные сдвиги тетразола в газовой фазе и в растворе» . Журнал Американского химического общества . 115 (6): 2465–2472. дои : 10.1021/ja00059a048 . ISSN 0002-7863 .
- ^ Ражиньска, Анна; Темпчик, Анна; Малинский, Эдмунд; Шафранек, Януш; Грзонка, Збигнев; Германн, Питер (1 января 1983 г.). «Применение масс-спектрометрии для изучения прототропных равновесий в 5-замещенных тетразолах в газовой фазе: экспериментальные данные и теоретические соображения» . Журнал Химического общества, Perkin Transactions 2 (3): 379–383. дои : 10.1039/P29830000379 . ISSN 1364-5471 .
- ^ Коллиер, SJ (2004). «Класс продукта 24: Тетрафосфолы». В Сторре, Колорадо; Гилкрист, ТЛ (ред.). Наука синтеза . Том. 13: Категория 2, Гетарены и родственные кольцевые системы. Тиме. дои : 10.1055/sos-SD-013-01194 . ISBN 978-3-13-112281-0 .
- ↑ Берк, Люк А. (25 апреля 1983 г.). «Возможная причина взрыва 5‑трихлорметилтетразола» (письмо в редакцию), Chemical & Engineering News . п. 2. дои : 10.1021/cen-v061n017.p002 ; но см. Beck, Wolfgang и Geisenberger, Josef (5 марта 1984 г.). «5‑Трихлорметилтетразол», Там же . п. 39. doi : 10.1021/cen-v062n010.p002 , что указывает на то, что трихлорметильное производное не демонстрирует такого равновесия.
- ^ Генри, Рональд А.; Финнеган, Уильям Г. (1 января 1954 г.). «Улучшенная процедура дезаминирования 5-аминотетразола» . Журнал Американского химического общества . 76 (1): 290–291. дои : 10.1021/ja01630a086 . ISSN 0002-7863 .
- ^ Курцер, Ф.; Годфри, ЛЕА (1963). «Синтез гетероциклических соединений из аминогуанидина» . Angewandte Chemie International Edition на английском языке . 2 (8): 459–476. дои : 10.1002/anie.196304591 . ISSN 1521-3773 .
- ^ Патуре, Реми; Каменецка, Теодор М. (06 апреля 2016 г.). «Синтез 2-арил-2H-тетразолов региоселективной [3+2] реакцией циклоприсоединения» . Буквы тетраэдра . 57 (14): 1597–1599. дои : 10.1016/j.tetlet.2016.02.102 . ПМЦ 4810784 . ПМИД 27041776 .
- ^ С Бернер; К. Мюлеггер и Х. Селигер (11 февраля 1989 г.). «Исследования роли тетразола в активации фосфорамидитов» . Нуклеиновые кислоты Рез . 17 (3): 853–864. дои : 10.1093/нар/17.3.853 . ПМК 331708 . ПМИД 2922273 .
- ^ Варрилоу, AGS; Халл, CM ; Паркер, Дж. Э.; Гарви, EP; Хоекстра, В.Дж.; Мур, WR; Шотцингер, Р.Дж.; Келли, Делавэр; Келли, СЛ (декабрь 2014 г.). «Клинический кандидат VT-1161 является высокоэффективным ингибитором CYP51 Candida albicans, но не способен связывать человеческий фермент» . Антимикробные средства и химиотерапия . 58 (12): 7121–7127. дои : 10.1128/AAC.03707-14 . ПМЦ 4249504 . ПМИД 25224009 .
- ^ Локхарт, Шон Р.; Фотергилл, Аннетт В.; Икбал, Наурин; Болден, Кэрол Б.; Гроссман, Нина Т.; Гарви, Эдвард П.; Брэнд, Стивен Р.; Хекстра, Уильям Дж.; Шотцингер, Роберт Дж.; Оттингер, Элизабет; Паттерсон, Томас Ф.; Видерхольд, Натан П. (апрель 2016 г.). «Исследуемый грибковый ингибитор Cyp51 VT-1129 демонстрирует мощную активность против Cryptococcus neoformans и Cryptococcus gattii» . Антимикробные средства и химиотерапия . 60 (4): 2528–2531. дои : 10.1128/AAC.02770-15 . ПМК 4808209 . ПМИД 26787697 .
- ^ «Экологичная взрывчатка обещает быть многообещающей» . Химический мир. 2 октября 2008 г.
- ^ Нико Фишер; Константин Карагиосов; Томас М. Клапотке ; Йорг Штирсторфер (апрель 2010 г.). «Новые энергетические материалы на основе тетразолов и нитраминов - синтез, характеристика и свойства». Журнал неорганической и общей химии . 636 (5): 735–749. дои : 10.1002/zaac.200900521 .
- ^ Торе Бринк, Томас М. Клапотке и Йорг Штирсторфер (2014). «Энергетические тетразольные N-оксиды». Энергичные тетразол N-оксиды . стр. 133–178. дои : 10.1002/9781118676448.ch06 . ISBN 9781118676448 .
{{cite book}}:|journal=игнорируется ( помогите ) - ^ Николас Пикил и Майкл Р. Захария (2012). «Разложение энергетических материалов на основе аминотетразола в условиях высокой скорости нагрева». Дж. Физ. хим. А. 116 (6): 1519–1526. Бибкод : 2012JPCA..116.1519P . дои : 10.1021/jp203957t . ПМИД 22214278 .
- ^ Ся Вэй (6 мая 2013 г.). «Активаторы связывания для синтеза олигонуклеотидов с помощью фосфорамидитного подхода». Тетраэдр . 69 (18): 3615–3637. дои : 10.1016/j.tet.2013.03.001 .
- ^ Хейсген, Рольф; Зейдель, Майкл; Зауэр, Юрген; Макфарланд, Джеймс; Валлбиллих, Гюнтер (июнь 1959 г.). «Сообщения: Образование нитрилиминов при термическом распаде 2,5-дизамещенных тетразолов». Журнал органической химии . 24 (6): 892–893. дои : 10.1021/jo01088a034 .
- ^ Бертран, Гай; Вентрап, Курт (17 марта 1994 г.). «Нитрилимины: от характеристики матрицы к стабильным соединениям». Angewandte Chemie International Edition на английском языке . 33 (5): 527–545. дои : 10.1002/anie.199405271 .
- ^ Хейсген, Рольф (октябрь 1963 г.). «1,3-Диполярные циклоприсоединения. Прошлое и будущее». Angewandte Chemie International Edition на английском языке . 2 (10): 565–598. дои : 10.1002/anie.196305651 .