OXADIAZOLE

L'oxadiazole est une structure hétérocyclique importante contenant de l'azote et de l'oxygène, appréciée pour sa stabilité, sa structure aromatique compacte et sa capacité à soutenir une grande variété de substitutions chimiques dans une synthèse avancée.
Les dérivés de l'oxadiazole sont largement explorés dans la pharmacie, la chimie de protection des cultures, les matériaux fonctionnels, les systèmes fluorescents et les applications électroniques où une architecture moléculaire contrôlée et des performances électroniques sont requises.
La large adaptabilité de l'anneau oxadiazole en fait une plateforme utile pour concevoir des intermédiaires à forte valeur, des composés de recherche spécialisés et des matières organiques de nouvelle génération dans de nombreux domaines industriels et scientifiques.

Numéro CAS : 288-99-3
Numéro EC : 873-098-3
Formule moléculaire : C2H2N2O
Poids moléculaire : 70,05 g/mol

Synonymes : 11120-54-0, DTXSID00436582, RefChem :168776, CHEBI :46685, DTXCID20387406, Oxadiazole, Oxadiazoles, 1,2,3-oxadiazole, oxadiazol, oxadiazole racémique, SCHEMBL3006, SCHEMBL7612, SCHEMBL25166, SCHEMBL216935, SCHEMBL5149931, WCPAKWJPBJAGKN-UHFFFAOYSA-N

Les oxadiazoles sont une classe de composés chimiques aromatiques hétérocycliques de la famille des azoles dont la formule moléculaire C2H2N2O.

Il existe quatre isomères d'oxadiazole :
Le 1,2,4-Oxadiazole, le 1,2,5-oxadiazole et le 1,3,4-oxadizole sont tous connus et présents dans divers médicaments pharmaceutiques, notamment le raltégravir, la butalamine, le fasiplon, l'oxolamine et le pléconaril.
L'isomère 1,2,3 est instable et s'ouvre en anneau pour former le tautomère diazocétone ; cependant, il existe dans le motif inhabituel de Sydnon.

En 2018, un composé appelé bis(1,2,4-oxadiazole)bis(méthylène) dinitrate, qui pourrait avoir une puissance 1,5 fois supérieure à celle du TNT, a été développé au United States Army Research Laboratory (ARL) en collaboration avec le Los Alamos National Laboratory.

L'oxadiazole est un composé aromatique hétérocyclique à cinq membres contenant un atome d'oxygène, deux atomes d'azote et deux atomes de carbone dans son anneau.
L'oxadiazole parent a la formule moléculaire C2H2N2O et un poids moléculaire de 70,05 g/mol.
Les oxadiazoles se présentent sous la forme de quatre isomères positionnels : 1,2,3-oxadiazole, 1,2,4-oxadiazole, 1,2,5-oxadiazole (furazan) et 1,3,4-oxadiazole.

Les dérivés de l'oxadiazole sont largement utilisés comme blocs de construction hétérocycliques dans la synthèse pharmaceutique, agrochimique et organique spécialisée.
Leur anneau aromatique peut offrir rigidité structurelle et des propriétés électroniques utiles, faisant des oxadiazoles substitués des intermédiaires précieux dans le développement de composés biologiquement actifs et de matériaux fonctionnels.

L'oxadiazole est défini comme un composé hétérocyclique aromatique à cinq membres appartenant à la famille des azoles, avec la formule moléculaire C2H2N2O, caractérisée par la présence de deux carbones, deux azotes adjacents et un atome d'oxygène.
L'oxadiazole possède quatre isomères et se trouve dans divers médicaments pharmaceutiques.

Le 1,3,4-Oxadiazole est un hétérocycle contenant de l'azote et de l'oxygène, et l'un des quatre isomères de l'oxadiazole.
Composés contenant des anneaux hétéroaromatiques à cinq membres contenant deux carbones, deux azotes et un atome d'oxygène qui existent sous diverses formes regioïsomériques.

L'oxadiazole est un cycle hétérocyclique composé de 5 membres qui comprend 1 atome d'oxygène, 2 atomes d'azote, 2 doubles liaisons et 2 carbones.
Dans le furan, ils sont créés en plaçant deux groupes méthylène (=CH) pour deux atomes d'azote (-N=).

L'aromaticité a été réduite par la substitution de ces groupes.
Quatre isomères différents d'oxadiazole ont été identifiés : 1,3,4-oxadiazole, 1,2,5-oxadiazole, 1,2,3-oxadiazole et 1,2,4-oxadiazole.

En raison de leur vaste éventail de caractéristiques chimiques et biologiques, les 1,2,4-oxadiazoles et 1,3,4-oxadiazoles sont parmi les scientifiques qui connaissent mieux l'oxadiazole et ont étudié de façon plus approfondie.
Le 1,3,4-oxadiazole a gagné en importance en tant que synthon.

Des anti-inflammatoires non stéroïdiens, comme le diclofénac (DCF), sont généralement prescrits pour réduire la douleur.
Grâce à l'inhibition de la cyclooxygénase (COX), la synthèse des prostaglandines peut être inhibée.

Des effets indésirables importants, notamment des lésions cardiovasculaires, gastro-intestinales, hépatiques et rénales, sont présentés.
Le centre du diclofénac contient un groupe carboxylique (COOH), qui nuit au tractus gastro-intestinal.

En utilisant la méthode rétro-synthétique, qui réduit les effets secondaires gastro-intestinaux tout en augmentant l'activité chimique et biologique, la composante hydroxyle (OH) de COOH a été remplacée par de nouveaux groupes fonctionnels, à savoir méthyle, méthoxy, CH2NH2, NH2, NHCOCH3, NHCONH2, chlore, CF3.

Le 1,2,5-Oxadiazole est un hétérocycle planaire hétéro-aromatique à cinq membres, composé d'un atome d'oxygène avec deux atomes d'azote vicinaux (N-O-N) et de deux atomes de carbone aux positions 3 et 4 de l'anneau.
L'oxadiazole est un hétérocycle π-excessif, également appelé par son nom trivial de furazan et le 2-N-oxyde correspondant sous le nom de furoxan.

L'énergie d'ionisation de l'oxadiazole est de 11,79 eV et le moment dipolaire est 3,38 D supérieur à celui de l'isoxazole.
La densité électronique π de l'atome d'azote est supérieure à celle des atomes d'oxygène et de carbone, comme illustré dans le schéma suivant.

Dérivés :
Le 1,3,4-Oxadiazole lui-même n'est pas couramment utilisé en chimie organique, mais beaucoup de ses dérivés sont importants.
Par exemple, le raltégravir est un médicament contre le VIH qui contient un anneau 1,3,4-oxadizole.
D'autres médicaments pharmaceutiques contenant l'anneau 1,3,4-oxadiazole incluent le fenadiazole, le zibotentan et la tiodazosine.

Les dérivés du 1,3,4-Oxadiazole peuvent être synthétisés de diverses manières.
Une voie provient de l'oxydation des tétrazoles en présence d'aldéhydes.

De même, la réaction des tétrazoles avec les chlorures d'acyle fournit des oxadiazoles.
Les deux méthodes impliquent la libération de N2.

Applications de l'oxadiazole :
Les dérivés du 1,2,5-Oxadizole se sont révélés être de puissants inhibiteurs de l'indoléamine 2,3-dioxygénase et sont utiles pour le traitement du cancer et d'autres troubles.
Ils sont également utiles comme nouvelle classe d'inhibiteurs de SENP2 et peuvent être utilisés pour le développement de nouveaux agents thérapeutiques pour diverses maladies ciblant les SENPs.

Les oxydes de 1,2,5-Oxadiazole-2 sont utilisés comme source de NO dans les études biologiques.
L'acide 4-amino-1,2,5-oxadiazole-2-oxyde-3-carboxylique et les dérivés azo ont été étudiés pour leurs propriétés vasodilatantes.

L'oxadiazole et ses dérivés sont largement utilisés comme éléments de construction hétérocycliques importants dans la synthèse pharmaceutique, agrochimique et chimique spécialisée.
Ils sont fréquemment intégrés à la conception de molécules biologiquement actives car l'anneau oxadiazole peut servir de liaison stable ou de substitut bioisostérique pour des groupes fonctionnels tels que les esters et les amides.

Les dérivés de l'oxadiazole sont étudiés et utilisés dans le développement de composés ayant des activités antimicrobiennes, antifongiques, anti-inflammatoires, antivirales, anticancéreuses et inhibitrices enzymatiques.
Dans la recherche agrochimique, les oxadiazoles substitués sont utilisés comme intermédiaires dans la préparation d'herbicides, fongicides, insecticides et autres composés de protection des cultures.

L'anneau oxadiazole est également précieux en science des matériaux, où certains dérivés sont utilisés dans les diodes lumineuses organiques, les matériaux de transport de charge, les composés fluorescents et d'autres applications optoélectroniques.
Leur structure aromatique déficiente en électrons rend de nombreux dérivés de l'oxadiazole adaptés à l'utilisation dans les matériaux transportant et acceptant les électrons.

En chimie organique synthétique, les oxadiazoles sont utilisés comme intermédiaires polyvalents pour produire des composés hétérocycliques plus complexes contenant de l'azote et de l'oxygène.
Ils sont également appliqués dans la recherche impliquant des polymères, colorants, capteurs, composés de coordination et matériaux organiques fonctionnels lorsque des propriétés électroniques et structurelles contrôlées sont requises.

Synthèse de l'oxadiazole :
Les dérivés de l'oxadiazole peuvent être synthétisés par plusieurs méthodes de cyclisation établies, la voie choisie dépendant de l'isomère et du schéma de substitution désirés.
L'une des approches les plus courantes pour les 1,3,4-oxadiazoles consiste à la cyclodéshydratation des diacylhydrazines, qui peuvent être préparées en faisant réagir des hydrazides avec des acides carboxyliques, des chlorures acides ou des agents acylants apparentés.
Des réactifs déshydratants tels que l'oxychlorure de phosphore, le chlorure de thionyle, le pentoxyde de phosphore ou d'autres agents de cyclisation appropriés peuvent alors favoriser la fermeture des anneaux pour former le noyau de l'oxadiazole.

Une autre voie largement utilisée consiste à la cyclisation oxydative des acylhydrazones ou des dérivés apparentés de l'hydrazide.
Dans cette méthode, une hydrazide substituée appropriée est d'abord condensée avec un aldéhyde ou une cétone pour former un intermédiaire hydrazone, suivie d'oxydation et de formation intramoléculaire des anneaux pour générer le dérivé d'oxadiazole correspondant.
Les conditions de réaction peuvent être ajustées pour introduire différents substituts aromatiques, hétéroaromatiques ou aliphatiques sur l'anneau de l'oxadiazole.

Les 1,2,4-Oxadiazoles sont couramment préparés par des réactions impliquant des amidoximes et des dérivés d'acide carboxylique activé.
Les amidoximes peuvent être acylés avec des chlorures acides, esters, anhydrides ou acides carboxyliques activés, produisant des intermédiaires O-acylés qui subissent une cyclodéshydratation assistée par thermique ou réactif pour produire la structure 1,2,4-oxadizole.
Cette voie est particulièrement utile car une grande variété de substituants peut être incorporée par le choix de l'amidoxime et du composant acylant.

Les méthodes synthétiques modernes peuvent également employer la cyclisation assistée par micro-ondes, des réactions médiées par les métaux de transition, des procédures à un seul pot, ou des systèmes catalytiques améliorés pour réduire les temps de réaction et améliorer les rendements du produit.
Après la cyclisation, le dérivé de l'oxadiazole résultant est généralement isolé par extraction, cristallisation ou purification chromatographique, selon l'échelle de réaction et la pureté requise du produit.

Stabilité et réactivité de l'oxadiazole :

Stabilité chimique :
L'oxadiazole est généralement stable à des températures ambiantes normales et dans des conditions de stockage recommandées.

Réactivité :
Aucune réactivité significative n'est attendue lors d'une manipulation et d'une utilisation normales dans des conditions contrôlées.

Conditions à éviter :
Évitez la chaleur excessive, les flammes ouvertes, les étincelles, l'exposition prolongée à l'humidité et le contact avec des substances incompatibles.

Matériaux incompatibles :
Évitez les agents oxydants forts, les acides forts, les bases fortes et les réducteurs très réactifs.

Produits de décomposition dangereux :
La décomposition thermique ou la combustion peut produire du monoxyde de carbone, du dioxyde de carbone et des oxydes d'azote.

Manipulation et stockage de l'oxadiazole :

Manipulation sécurisée :
Manipulez dans un espace bien ventilé et évitez toute inhalation, ingestion et contact inutile avec la peau et les yeux.

Conditions de stockage :
Gardez le contenant bien fermé dans un endroit frais, sec et bien ventilé, à l'abri de la chaleur, des sources d'allumage et des matériaux incompatibles.

Mesures de premiers secours de l'oxadiazole :

Inhalation :
Faites entrer la personne atteinte à l'air frais et consultez un médecin si un malaise ou des symptômes apparaissent.

Contact cutané :
Retirez les vêtements contaminés et lavez soigneusement la zone affectée avec du savon et de l'eau.

Contact visuel :
Rincez prudemment avec de l'eau propre pendant plusieurs minutes, retirez les lentilles de contact quand c'est facile, et consultez un médecin si l'irritation persiste.

Ingestion :
Rincez la bouche à l'eau et consultez un médecin si des effets indésirables surviennent.

Mesures de lutte contre l'incendie de l'oxadiazole :

Supports d'extinction adaptés :
Utilisez un spray d'eau, un produit chimique sec, du dioxyde de carbone ou une mousse adaptée selon les conditions de feu environnantes.

Équipement de protection :
Les pompiers doivent porter des vêtements de protection appropriés et des appareils respiratoires autonomes lorsque cela est nécessaire.

Décomposition liée au feu :
La combustion peut générer des oxydes de carbone, des oxydes d'azote et des fumées organiques irritantes.

Mesures de libération accidentelle de l'oxadiazole :

Précautions personnelles :
Assurez-vous d'une ventilation adéquate, évitez de produire de la poussière ou de la vapeur, et utilisez un équipement de protection individuelle approprié lors du nettoyage.

Méthodes de nettoyage :
Collectez soigneusement le matériau renversé à l'aide d'outils appropriés anti-étincelles et placez-le dans un récipient fermé adapté pour l'élimination.

Précautions environnementales :
Évitez les déversements inutiles dans les drains, les eaux de surface et le sol.

Contrôles d'exposition / Protection personnelle de l'oxadiazole :

Contrôles techniques :
Assurez-vous d'une ventilation générale ou locale adéquate, en particulier là où de la poussière ou de la vapeur peut se former.

Protection oculaire :
Utilisez des lunettes de protection ou des lunettes de protection adaptées.

Protection des mains :
Portez des gants protecteurs résistants aux produits chimiques, adaptés aux conditions d'utilisation.

Protection de la peau :
Portez des vêtements de laboratoire ou industriels adaptés pour minimiser le contact direct.

Protection respiratoire :
Utilisez une protection respiratoire appropriée lorsque la ventilation est insuffisante ou lorsque les concentrations en suspension aérienne ne peuvent pas être correctement contrôlées.

Mesures d'hygiène :
Lavez-vous bien les mains après la manipulation et avant de manger, boire ou quitter l'espace de travail.

Identifiants de l'oxadiazole :
Numéro CAS : 288-99-3
ChemSpider : 87937
PubChem CID : 97428
UNII : 20O2F20OUR
Tableau de bord CompTox (EPA) : DTXSID10182987
InChI : InChI=1S/C2H2N2O/c1-3-4-2-5-1/h1-2H
Clé : FKASFBLJDCHBNZ-UHFFFAOYSA-N
SOURIRES : C1=NN=CO1

Numéro CAS : 288-99-3
Numéro EC : 873-098-3
Formule moléculaire : C2H2N2O
Poids moléculaire : 70,05 g/mol

ID ChEMBL composé : CHEMBL314737
Nom : OXADIAZOLE
Phase maximale : Préclinique En savoir plus
Formule moléculaire : C8H12N4O
Poids moléculaire : 180,21
Type de molécule : Petite molécule

Propriétés de l'oxadiazole :
Formule chimique : C2H2N2O
Masse molaire : 70,051 g·mol−1

Poids moléculaire : 70,05 g/mol
XLogP3-AA : -0,2
Nombre de donneurs de liaisons hydrogène : 0
Nombre d'accepteurs de liaisons hydrogène : 3
Nombre d'obligations rotatives : 0
Masse exacte : 70,016712692 Da
Masse monoisotopique : 70,016712692 Da
Surface polaire topologique : 38,9 Ų
Nombre d'atomes lourds : 5
Complexité : 30,8
Nombre d'atomes isotopiques : 0
Nombre défini de stéréocentres atomiques : 0
Nombre indéfini de stéréocentres atomiques : 0
Nombre défini de stéréocentres de liaison : 0
Nombre indéfini de stéréocentres de liaison : 0
Nombre d'unités à liaison covalente : 1
Le composé est canonisé : Oui

Noms de l'oxadiazole :

Nom IUPAC préféré :
1,3,4-Oxadiazole