Oxadiazoles y tiadiazoles

¿Qué son los oxadiazoles y tiadiazoles?

Existen 4 tipos de isómeros de estos compuestos.

Los 1,23-oxadiazoles existen en la forma abierta de diazocetona.

En cambio, para los 1,2,3-tiadiazoles el tautómero cíclico es la estructura preferida. También, existen los análogos benzofusionados de 1,2,3-tiadiazol y de los isómeros 1,2,5-.

 

El 1,2,5-oxadiazol se conoce, también, como furazano y al 1,2,5-oxadiazol-2-óxido como furoxano.

Además, se han descrito derivados de 1,2,3,4-tiatriazol

Por otro lado se han sintetizado muchos derivados biológicamente activos de estos sistemas anulares y varios de ellos forman parte de fármacos y plaguicidas comerciales.

Síntesis

Los derivados de estos sistemas se obtienen mediante reacciones de ciclación, aunque algunos de ellos se pueden preparar por cicloadición 1,3-dipolar.

A continuación se muestran algunos ejemplos de este tipo de síntesis.

 

Un ejemplo de formación de 1,2,5-oxadiazoles:

Otro ejemplo, calentando en medio ácido para formar 1,3,4-oxadiazoles.

Por último, un ejemplo de formación de 1,2,5-tiadiazoles.

Propiedades químicas

El mayor número de átomos de nitrógeno de estos sistemas tiene efecto sobre sus propiedades. Las reacciones de sustitución electrófila en los carbonos son rarísimas y la sustituciones nucleófilas son comunes, especialmente en el caso de los tiadiazoles.

El 5-cloro-3-fenil-1,2,4-tiadiazol es altamente reactivo frente a los nucleófilos. Esto se puede atribuir a la estabilización del intermedio tetraédrico y al efecto inductivo del azufre que contribuye a esta estabilización.

Este efecto es selectivo. Por ejemplo, si consideramos el 3,5-dicloro-1,2,4-tiadiazol, el cloro de la posicion C3 es mucho más difícil de desplazar que el de la posición C5.

También, otros heterociclos de este grupo que sufren desplazamientos se muestran a continuación:

Los protones de los sustituyentes alquilo se caracterizan por su mayor acidez.

Otro ejemplo más de la naturaleza electrón atrayente de estos sistemas es las propiedades de las sales de diazonio obtenida por diazotación de los aminotiadiazoles.

Estos compuestos sufren reacciones de copulación con gran facilidad.

Los colorantes azo que se derivan de estos cationes tiene importancia comercial.

Apertura del anillo

La desprotonación de posiciones anulares no sustituidas conduce con frecuencia a la apertura del anillo, como se indica en los diferentes ejemplos.

otro ejemplo de fragmentación de 1,2,4-oxadiazol:

y para el 1,3,4-tiadiazol la fragmentación se lleva a cabo en medio básico (OH):

También, existen otras modalidades de apertura del anillo, especialmente para los oxadiazoles, por ataque de nucleófilos.

Muchas de estas reacciones van seguidas de reciclación para dar un heterociclo distinto al original.