П'ятичленні гетероцикли з двома гетероатомами

З п'ятичленних гетероциклів з двома гетероатомами розглянемо такі, в яких обидва або хоч один гетероатом є атомом азоту. Ці гетероцикли називають азолами. Найважливішими з них є тіазол, піразол, імідазол і оксазол.

Піразол та його похідні. Піразол у природних продуктах не знайдений, його можна добути конденсацією гідразину з епіхлоргідрином.

Піразол – безбарвні кристали з температурою плавлення 70°С.

Він має ароматичний характер: легко сульфується, нітрується і стійкий до окислення.

Тіазол і його похідні стійкі до дії водню в момент виділення, а також у присутності каталізаторів, проте під дією NaBH₄ перетворюється в тетрагідротіазоли (тіазолідіни).

Деякі синтетичні похідні піразолу (атипірин, пірамідон, анальгін) широко застосовують у медицині як жарознижуючі і болезаспокійливі засоби.

Імідазол (гліоксалін) та його похідні. Імідазол – ізомер піразолу.

Імідазол – тверда речовина, розчинна у воді та діетиловому ефірі. Одержують взаємодією гліоксалю, формальдегіду та амоніаку:

Ядро імідазолу має p-електронний секстет, який обумовлює ароматичність, хоча і незрівняно меншу, ніж у бензолу. В зв’язку з тим, що p-електронна пара одного з азотів не бере участі в утворенні “бензоїдної електронної системи”. Імідазол, на відміну від піролу, має основні властивості. Імідазоли утворюють стійкі кристалічні солі з кислотами. Імідазоли здатні до електрофільного заміщення в положенні С₄ або С₅. Нітрування та сульфування проходить у жорстких умовах (олеум). Галогенування відбувається легко в лужному середовищі.

Похідні імідазолу часто зустрічаються в природі і мають важливе біологічне значення (гістидин, гісталін, пілокарпін і т. ін.).

Гістидин – складова частина більшості білків. Утворюється при гідролітичному розщепленні білків. Гістидин є звязуючою ланкою між білком глобіном і порфіриновою структурою геміном. Під час карбоксилювання гістидину утворюється гістамін. У невеликій кількості він знижує кров’яний тиск, стимулює діяльність шлунку. Надлишок гістаміну в організмі приводить до порушення обмінних процесів (наприклад, до алергії).

Тіазол та його похідні – надзвичайно стійкі сполуки.

Тіазоловий цикл міститься в багатьох природних продуктах (пеніциліні, вітаміні В₁); похідним тіазолу є сульфаніламідний препарат норсульфазол. З тіазолів найбільший інтерес становить бензотіазол до похідних якого належать тіоціанові барвники, прискорювачі вулканізації каучуку (каптакс) і т.д.

Всі азоли виявляють ароматичні і слабколужні властивості. Вони входять до складу багатьох лікарських речовин, вітамінів, антибіотиків. Так, ядро тіазолу входить до складу вітаміну В₁, антибіотика пеніциліну, сульфамідного препарату норсульфазолу:

норсульфазол	вітамін В1	бензпеніцилін

Імідазольне ядро входить до складу пуринових основ нуклеїнових кислот, деяких алкалоїдів, наприклад пілокарпіну, вітаміну H (біотину), а також ряду синтетичних фармацевтичних препаратів (дибазолу), які застосовуються при лікуванні гіпертонії, нервових захворювань: