Chơng 33
HợP CHấT Dị VòNG 5 CạNH NHIềU Dị Tố
Mục tiêu
1. Nêu đợc cách phân loại và đọc đợc tên dị vòng 5 cạnh nhiều dị tố.
2. Nêu đợc một số ứng dụng của dị vòng 5 cạnh nhiều dị tố trong ngành Dợc.
Phân loại. Các dị vòng 5 cạnh nhiều dị tố thờng gặp
Dị vòng thơm 2 dị tố khác nhau và giống nhau:
3
11
2
N
N
H
N
N
H
1,3-Diazol
1,2-Diazol
3
2
1
1
N
S
N
S
1,3-Thiazol
1,2-Thiazol
1
N
O

N
H
2
1
5
4
1,2,4-Triazol
N
N
N
H
1
2
Tetrazol
N
N
N
N
H1. Nhóm oxazol
1.1. Tổng hợp nhân oxazol
Có nhiều phơng pháp tổng hợp nhân oxazol
1.1.1. Ngng tụ

-bromoceton với amid
4-Phenyl-1,3-oxazol
Formamid
Bromoacetophenon

Nitrilmandelic
CH
O
C
6
H
5
CH
CN
H
5
C
6
OH
+
Aldehyd benzoic
2,5-Diphenyl-1,3-oxazol
N
O
C
6
H
5
H
5
C
6
Pyridoxol (
Vitamin B
6
)
+ LiAlH
4
N
CH
2
OH
HOCH
2
OH
Me
N
COOEt
EtOOC
OH
Me
H
N
O
COOEt
EtOOC
OEt

R'
R
O
N
O
ArAr'
2,5-Diaryl-1,3-oxazol

1.2. Benzoxazol
Benzoxazol đợc điều chế bằng cách đun o-aminophenol với acid carboxylic
hoặc anhydrid acid ở 160
C.
NH
2
OH
N
O
+ HCOOH
- H
2
O
- H
2
O ,
NH
OH
CHO
-H
+


S
NH
2
- HCl- H
2
O ,
+
CH
2
HC O
Cl
H
2
N
C
S
NH
2
2-Amino -1,3-Thiazol
3
Thioure
Cloacetaldehyd
Thiazol lµ chÊt láng kh«ng mµu cã ts = 117
°C.
2-Aminothiazol lµ tinh thÓ kh«ng mµu cã t
°nc

= 90°C.
Sulfathiazol lµ mét lo¹i sulfamid cã vßng thiazol.
N

-
Vitamin B
1
( thiamin)N
S
H
2
N
C
N
NOMe
H
O
N
S
CH
2
OA
COOH
Ce
f
otaxim2.2. Penicillin
Trong ph©n tö c¸c penicillin th−êng cã vßng thiazol ng−ng tô víi vßng β-
lactam. Phô thuéc vµo gèc R ta cã c¸c penicillin kh¸c nhau.

-CH
2
-CH
2
-CH
2
-
Tên
Penicillin G
Penicillin V
Penicillin F
Penicillin K
Voứng

Lactam
Voứng Thiazol
Penicillin

N
S
C=O
NHCOR
H
3
C
H
3
C
HOOC


I
-
2-Methylbenzothiazol
N
S
CH
3
+ CH
3
I
+
N
S
CH
3
CH
3

Trong môi trờng kiềm muối bị mất một phân tử HI và chuyển vị theo phản
ứng:

N
S
CH
3
Có sự chuyển vị nhóm methyl
t

I
-
+

Muối 3-alkyl-2-methylbenzothiazol dễ tham gia phản ứng kiểu aldol hóa.
2-Mercaptobenzothiazol đuợc sử dụng làm chất tăng nhanh quá trình lu
hóa trong công nghiệp chế biến cao su.
2-Mercaptobenzothiazol
2-Aminothiophenol
NH
2
SH
+ CS
2
- H
2
O
N
C
S
SH
123
3. Nhóm Imidazol: 1,3-Diazol
Imidazol là một dị vòng phẳng có năng lợng cộng hởng cao hơn một ít so
với pyrrol.
3
2

2
N
Histidin
Histamin

Thành phần histidin là trung tâm hoạt động của ribonuclease và của một số
enzym (men). Chức năng của imidazol trong các enzym đóng vai trò xúc tác trao
đổi proton.
Hệ thống imidazol có tác dụng nh một base hoặc một acid. Imidazol tự do
là một base "cứng" (pKa = 7.0) và nó cũng tác dụng nh một acid "mềm" (pKa=
14,5). Cation và anion của nó là những cấu trúc đối xứng không ổn định. Có thể
minh họa các cấu trúc đó nh sau:
N
N
H
N
N
H
H
N
N
H
H
N
N
N
N
-
-
+

H
COH
COH

3.1.2. Có thể thay thế glyoxal bằng hợp chất dicarbonyl khác 6

O = CH-C H
5
Benzaldehyd
2,4,5-Triphenylimidazol
Benzil
COC
6
H
5
COC
6
H
5
N
N
H
H
5
C
6
H

C
6
H
5
C
6
CH
C
6
H
5
O
CH
C
N
H
5
C
6
H
H
N
+
+ H
2
O
Aminonitril
Benzaldehyd
2,5-Diphenylimidazol
3.2. Tính chất

N
N
H
NO
2
N
N
CH
2
CH
2
OH
O
2
N
CH
3
N
N
Ph
Ph
N
N
Cl
Ph
Ph
Metronidazol
Bifonazol
Clotrimazol


NH
2
C
6
H
5
OCN
+ C
6
H
5
O
H

4. Pyrazol: 1,2-Diazol
2
1
N
N
H 4.1. Tổng hợp nhân pyrazol
Ngng tụ hydrazin, alkyl hoặc arylhydrazin với hợp chất 1,3-dicarbonyl
N
N
R
R
R
NH

RCHN N
:

+:
+
+

4.2. Tính chất
Pyrazol tạo liên kết hydro giữa 2 phân tử với nhau. Pyrazol tạo muối với kim
loại.
Pyrazol là một base yếu và có khả năng tạo tủa picrat.
Pyrazol có khả năng phản ứng kém hơn pyrrol. Khó bị khử và oxy hoá.
Metylpyrazol bị oxy hóa tạo acid pyrazolcarboxylic.
Pyrazol tham gia phản ứng halogen hoá, nitro hóa và sulfon hóa. Sự thế ái
điện tử xảy ra ở vị trí 4.
4-Aminopyrazol có thể diazo hóa.
Vòng pyrazol có hiện tợng hỗ biến. Ví dụ: 3-metylpyrazol và 5-metylpyrazol
là 2 đồng phân hỗ biến.

126
Vì vậy từ 3-metylpyrazol có thể metyl hóa và thu đợc hỗn hợp gồm 1, 3 và
1,5-dimetylpyrazol.
3
H
N
N
CH
3
CH
3
N
N
H
CH
3
Khung pyrazol có chức ceton ở vị trí 5 gọi là 5-pyrazolon. 5-Pyrazolon là
khung cơ bản của các thuốc hạ nhiệt nh antipyrin và pyramidon.
5
4
3
2
1
4
4
5
3

O
CH
3
CH
3
C
6
H
5
CN
N
H
O
Khung pyrazolon có dạng hỗ biến.

Daùng Metylenic
CN
N
CH
3
C
6
H
5
O
H
H
1
C
N