Пиразо́л (1H-пиразол, 1,2-диазол), пятичленное гетероароматическое соединение с двумя атомами азота в соседних положениях, C₃H₄N₂. Относится к азолам.

Историческая справка

Немецкий химик Л. Кнорр в 1883 г. при изучении производных хинолина впервые получил феназон (2,3-диметил-1-фенил-3-пиразолин-5-он), которому дал название «антипирин», т. к. соединение обладало антипиретическим действием. Сильное болеутоляющее действие полученного соединения стимулировало развитие химии пиразола.

Э. Бухнер в 1889 г. провёл физико-химические исследования изомера глиоксалина (имидазола), которым оказался пиразол (Buchner. 1889).

Японские исследователи Косугэ Такуо (Kosuge Takuo) и Окэда Хидэо (Okeda Hideo) в 1954 г. синтезировали и исследовали биологические свойства 3-n-нонилпиразола, в результате чего была выявлена высокая противомикробная и противогрибковая активность (Kosuge. 1954).

Физико-химические свойства

Бесцветное кристаллическое вещество; молярная масса 68,08 г/моль; t_пл 68 °C, t_кип 187 °C. Имеет слабый запах пиридина, хорошо растворим в полярных растворителях (вода, спирты, эфиры).

Ароматичен, имеет 6π-электронную систему, по одному π-электрону от атомов углерода и атома азота в положении 2 (пиридиновый атом азота) и двух π-электронов от атома азота в положении 1 (пиррольный атом азота). Распределение электронной плотности по циклу неравномерно. Наибольшая электронная плотность сосредоточена на атоме углерода в положении 4 и атоме азота в положении 2 (пиридиновый атом азота), наименьшая – на атомах углерода в положениях 3 и 5. Наличие подвижного атома водорода NH-группы и осно́вного центра (пиридиновый атом азота) приводит к прототропной таутомерии, из-за чего положения 3 и 5 равнозначны (Yet. 2008. P. 1–141).

Амфотерен, проявляет слабые осно́вные (pK_b = 2,5) и слабые кислотные (pK_a = 14) свойства. Вступает в реакции с сильными основаниями (Na, KOH, NaH, трет-бутилат калия, бутиллитий) и сильными кислотами.

Амфотерность пиразола.Амфотерность пиразола.Характерны реакции электрофильного замещения – сульфирование, галогенирование, протекающие по атому углерода в положении 4. Ацилирование ангидридами и хлорангидридами карбоновых кислот приводит к образованию продуктов N-замещения, которые более стабильны по сравнению с продуктами C-ацилирования.

Гидрирование на платиновом катализаторе или восстановление натрием в спирте приводит последовательно к пиразолинам (дигидропиразолам) и пиразолидинам.

Восстановление пиразола.Восстановление пиразола.

Получение

Пиразол мало распространён в природе, большинство его производных получено синтетическим путём.

Наиболее общий метод синтеза пиразола и его производных – реакция 1,3-дикарбонильных соединений с гидразином или его производными.

Присоединение гидразина к 1,3-дикарбонильным соединениям.Присоединение гидразина к 1,3-дикарбонильным соединениям.Также для получения пиразола используют 1,3-диполярное присоединение ацетиленов к диазоалканам.

1,3-Диполярное присоединение ацетилена к диазометану.1,3-Диполярное присоединение ацетилена к диазометану.

Применение

Благодаря высокой фармакологической активности пиразол и его производные имеют большое значение в медицинской химии. Они являются строительными блоками для создания различных лекарственных веществ, красителей, агрохимикатов и пестицидов; используются в качестве бифункциональных лигандов для получения металлических катализаторов. Как лекарственные вещества обладают противомалярийными, жаропонижающими, противоопухолевыми, противовоспалительными и антидепрессивными свойствами (Schmidt. 2011).

Продукты восстановления пиразола – пиразолины и пиразолидины – входят в состав большого количества биологически активных соединений. К лекарственным препаратам на основе пиразолина относят: феназон (антипирин), метамизол натрия (анальгин), к производным пиразолидина – фенилбутазон (бутадион).

Лекарственные производные пиразола.Лекарственные производные пиразола.