噻唑

中文名稱： 噻唑 （sāi zuò）

中文別名： 硫氮（雜）茂

英文別名：Thiazole；1,3-thiazole

EINECS號：206-021-3

分子量： 85.13

主要成分： 純品

沸點（℃）： 116.8~118℃

相對密度（水=1）： 1.20

閃點（℃）： 26 ℃

折射率：1.5969

溶解性： 微溶于水，溶于乙醇、乙醚等。

健康危害： 吸入、攝入或經(jīng)皮膚吸收后對身體有害，對眼睛和皮膚有刺激作用。

燃爆危險： 本品易燃，有毒，具刺激性。

危險特性： 易燃，遇明火、高熱或與氧化劑接觸，有引起燃燒爆炸的危險。

噻唑含有一個硫和一個氮雜原子的五元雜環(huán)化合物，分子式C3H3NS。唑字由外文字尾azole譯音而來，意為含氮的五元雜環(huán)，除吡咯外都稱為某唑。硫和氮占1,3兩位的稱為噻唑；硫和氮占1,2兩位的，稱為異噻唑。噻唑和異噻唑在自然界不存在。

噻唑為淡黃色具有腐敗臭味的液體，沸點 116.8℃，相對密度1.998(17/4℃)。噻唑與吡啶類似，具有弱堿性；可與苦味酸和鹽酸等形成鹽，與許多金屬氯化物（如氯化金等）形成絡(luò)合物，并具有一定的熔點。噻唑的環(huán)系具有一定的穩(wěn)定性，也表現(xiàn)出一定的芳香性。它與吡啶在化學(xué)性質(zhì)上相似，例如，2位上的氫具有活性；也可以與氨基鈉作用，生成2-氨基噻唑；其氨基也可重氮化（見重氮化反應(yīng)）。噻唑一般不能還原為二氫和四氫化合物。 

傳統(tǒng)的噻唑合成方法主要是采用多步合成法，通過官能團之間的轉(zhuǎn)化實現(xiàn)合成；后來，隨著綠色化學(xué)的發(fā)展，科研工作者們開始采用一步法合成噻唑類化合物。代表性的例子有銅鹽催化的氧化反應(yīng)以及二氧化錳作為催化劑和氧化劑的氧化反應(yīng)。該類方法雖然能夠較好地合成噻唑類化合物，但是需要使用金屬催化劑。

如果藥物合成中采用金屬催化劑，往往難以避免金屬在藥物中的殘留，因此需要采用較復(fù)雜的后續(xù)步驟來除去金屬藥物殘留。因此，發(fā)展一種無金屬催化的合成方法學(xué)，通過一步反應(yīng)構(gòu)建噻唑類化合物具有較重要的研究意義。

噻唑類化合物的合成步驟：

將苯甲醛（0.5mmol，53mg），半胱氨酸乙酸乙酯鹽酸鹽（2mmol， 185.7mg），碳酸鉀（2mmol， 272mg），碘（0.1mmol， 25.4mg）與叔丁基過氧化物（2mmol， 180mg）分別加入到10 mL 反應(yīng)管中，然后加入1mL N,N-二甲基甲酰胺。將上述反應(yīng)液加熱到80 oC反應(yīng)12h。反應(yīng)完畢后，用乙酸乙酯萃取三次，合并有機相，干燥，旋干溶劑。然后柱層析可以得到純的目標產(chǎn)物，為白色固體。

反應(yīng)條件對反應(yīng)產(chǎn)率的影響：

為了獲得較好的反應(yīng)產(chǎn)率，我們以苯甲醛1a和半胱氨酸乙酸乙酯鹽酸鹽2a的反應(yīng)作為模型反應(yīng)，研究氧化劑和堿的種類對反應(yīng)產(chǎn)率的影響 。首先，在碘作為催化劑，DMF（N,N-二甲基甲酰胺）作為反應(yīng)溶劑，叔丁基過氧化物（TBHP）作為氧化劑條件下，我們研究了堿的種類對反應(yīng)產(chǎn)率的影響。研究發(fā)現(xiàn)，當使用碳酸鉀作為堿時，反應(yīng)的產(chǎn)率能夠達到74%（entry 5）；而當使用其它常見的堿，如氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸氫鉀時，反應(yīng)的產(chǎn)率得到不同程度的降低；當使用有機堿，如三乙胺、吡啶時，反應(yīng)無法得到所要的目標產(chǎn)物。在獲得反應(yīng)最優(yōu)的堿后，我們繼續(xù)研究氧化劑的種類對反應(yīng)產(chǎn)率的影響。研究發(fā)現(xiàn)，叔丁基過氧化物（TBHP）為反應(yīng)最優(yōu)的氧化劑。當使用過二硫酸鉀、過氧化氫以及二叔丁基過氧化物（DTBP）作為反應(yīng)的氧化劑時，反應(yīng)的產(chǎn)率降低到30%以下。因此，該反應(yīng)的最優(yōu)反應(yīng)條件是碘作為催化劑，叔丁基過氧化物作為氧化劑，碳酸鉀作為堿，DMF作為反應(yīng)溶劑，反應(yīng)溫度為80度。

噻唑及其衍生物可通過多種方法合成，常用α-鹵代醛或酮與硫代酰胺反應(yīng)制備：噻唑的多種衍生物是重要的藥物或生理活性的物質(zhì)。青霉素分子中含有一個四氫噻唑的環(huán)系。維生素B1分子中的噻唑部分是一個四級銨鹽的衍生物?，F(xiàn)用的許多硫化加速劑，如2-乙酰基噻唑是噻唑衍生物。重要的抑菌劑磺胺噻唑是 2- 氨基噻唑與對乙酰胺基苯磺酰氯縮合（見縮合反應(yīng)）后，再經(jīng)水解反應(yīng)得到的產(chǎn)物。許多噻唑衍生物是合成氨基酸、嘌呤等的試劑。