Пиразол
Пиразо́л (1H-пиразол, 1,2-диазол), пятичленное гетероароматическое соединение с двумя атомами азота в соседних положениях, C3 H4 N2 . 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[1]).
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[2]).
Физико-химические свойства
Бесцветное кристаллическое вещество; молярная масса 68,08 г/моль; tпл 68 °C, tкип 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.[3] P. 1–141).
Амфотерен, проявляет слабые осно́вные (pKb = 2,5) и слабые кислотные (pKa = 14) свойства. Вступает в реакции с сильными основаниями (Na, KOH, NaH, трет-бутилат калия, бутиллитий) и сильными кислотами.
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.
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.
Также для получения пиразола используют 1,3-диполярное присоединение ацетиленов к диазоалканам.
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[4]).
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).
Примечания
Литература
- Buchner E. Ein Isomeres des Glyxalins // Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft. – 1889. – Bd. 22, № 2. – P. 2165–2167.
- Kosuge T. Nonylpyrazole, a new antimicrobial substance / T. Kosuge, H. Okeda // Journal of Biochemistry. – 1954. – Vol. 41, № 2. – P. 183–186.
- Comprehensive heterocyclic chemistry III / ed. J. Joule. – Amsterdam : Elsevier, 2008. – Vol. 4.
- Schmidt A. Recent advances in the chemistry of pyrazoles. Properties, biological activities, and syntheses / A. Schmidt, A. Dreger // Current Organic Chemistry. – 2011. – Vol. 15, № 9. – P. 1423–1463.
- Evaluation of new pyrazole derivatives for their biological activity : structure-activity relationship / P. Jayaroopa, G. Vasanth Kumar, N. Renuka [et al.] // International Journal of PharmTech Research. – 2013. – Vol. 5, № 1. – P. 264–270.