Пиразол и пиразолон
В пятичленных гетероциклах может быть два атома азота. Если атомы азота соседние, это пиразол, если они разделены атомом углерода — имидазол. Нумерацию начинают с атома азота, связанного с водородом:
Имидазол в курсе не разбирается; дальше речь идёт о пиразоле и его производных.
Получение пиразола
Пиразол получают из гидразина и непредельного альдегида. Гидразин конденсируется с карбонильной группой, и отщепляется вода. Затем свободная аминогруппа гидразона присоединяется по кратной связи, и цикл замыкается. Если в альдегиде тройная связь, получается пиразол:
Если связь двойная, получается пиразолин (дигидропиразол):
Синтез Кнорра
Людвиг Кнорр получал замещённые пиразолы из 1,3-дикетонов. Ацетилацетон с гидразином даёт гидразон, который в енольной форме замыкается в цикл с отщеплением воды. Получается 3,5-диметилпиразол:
Свойства пиразола
Пиразол проявляет свойства и кислоты, и основания. Кислотные свойства ему придаёт атом водорода при азоте, основные — неподелённая пара электронов второго атома азота:
Ароматические свойства
Пиразол вступает в реакции электрофильного замещения — нитрования, сульфирования олеумом и бромирования. Заместитель вступает в положение 4:
Непредельные свойства
Натрий в этаноле восстанавливает пиразол до пиразолина. Окисление пиразолина даёт пиразолон. При избытке восстановителя получается пиразолидин:
Пиразолон
Пиразолон — производное пиразола с карбонильной группой в кольце:
Замещённые пиразолоны получают из ацетоуксусного эфира и фенилгидразина. Фенилгидразин образует гидразон по кетонной группе. Затем аминогруппа атакует сложноэфирную группу, отщепляется этанол, и получается 1-фенил-3-метилпиразолон-5:
У пиразолона много реакционных центров. Самый активный — группа CH₂ в положении 4 (на схеме обведена): её атомы водорода подвижны. С азотистой кислотой получается 4-нитрозопроизводное:
Две молекулы пиразолона соединяются по положению 4 в краситель пиразолоновый синий:
С бензальдегидом пиразолон конденсируется по той же группе CH₂:
Лекарства на основе пиразолона
Метилирование пиразолона иодистым метилом по атому азота даёт антипирин — жаропонижающее лекарственное вещество. Антипирин нитрозируют азотистой кислотой в нитрозоантипирин. Цинк в соляной кислоте восстанавливает его в 4-аминоантипирин, а две молекулы иодистого метила метилируют аминогруппу:
Получается 4-диметиламиноантипирин — пирамидон:
Если 4-аминоантипирин обработать гидроксиметансульфонатом натрия HOCH₂SO₃Na, в молекулу вводится группа CH₂SO₃Na. Она делает вещество хорошо растворимым в воде. Метилирование атома азота иодистым метилом даёт анальгин:
