Trimethylsilylisothiocyanat kann als mit der Trimethylsilylgruppe geschützte, unbeständige Isothiocyansäure HNCS aufgefasst werden – die im tautomeren Gleichgewicht mit der ebenfalls unbeständigen Thiocyansäure HSCN steht. Die Verbindung ist Ausgangsstoff für Thiocyanate und Isothiocyanate, Thioharnstoffe und stickstoff- und schwefelhaltige (mit Ausnahme des 1,3,4-Oxadiazols) Heterocyclen.
Herstellung Trimethylchlorsilan reagiert mit überschüssigem Silberisothio-cyanat in inerten Lösungsmitteln bei 80 °C in ca. 85 % Rohausbeute zu Trimethylsilylisothiocyanat. Präparativ vorteilhafter erscheint die Reaktion von wasserfreiem Natriumthiocyanat NaSCN in einem Soxhlet-Aufsatz mit siedendem Chlortrimethylsilan, bei der nach fraktionierter Destillation des Extraktionsgemisches Trimethylisocyanatosilan in 78 %iger Ausbeute entsteht.
400px|zentriert|Synthese von Trimethylsilylisothiocyanat
Eigenschaften Trimethylsilylisothiocyanat ist eine klare farblose bis hellgelbe und unangenehm stechend riechende Flüssigkeit, die mit Wasser unter Zersetzung reagiert. Mit Ethanol bildet sich unbeständige Isothiocyansäure, die sich rasch weiter umsetzt.
Anwendungen Thiocyanate und Isothiocyanate Trimethylsilylisothiocyanat eignet sich als Reagenz zur Einführung von Thiocyanat- und Isothiocyanatgruppen sowie von funktionellen stickstoffhaltigen Heterocyclen.
So sind Alkylthiocyanate unter milden Reaktions-bedingungen in teils sehr guten Ausbeuten (> 90 %) durch Reaktion von TMSNCS mit Alkylhalogeniden in Gegenwart des Phasentransferkatalysators Tetrabutylammoniumfluorid n-Bu4NF zugänglich.
400px|zentriert|Synthese von Benzylthiocyanat
Die Umsetzung von TMSNCS mit Aldehyden, wie z. B. Isobutanal liefert in Gegenwart katalytischer Mengen der Lewis-Säure Zinkchlorid ZnCl2 über das cyclische Trioxan-Trimer in hoher Ausbeute (89 %) einen α,α'-Di-isothiocyanatoether.
500px|zentriert|Synthese von Bis(1-isothiocyanato-2-methylpropyl)ether
Stickstoffhaltige fünfgliedrige Heterocyclen In einer Variante der Hantzschschen Thiazolsynthese wird mit Trimethylsilylisothiocyanat und aromatischen bzw. primären und sekundären aliphatischen Aminen substituierte Thioharnstoffe gebildet, die mit α-Bromcarbonylverbindungen zu 2-Aminothiazolen cyclisiert werden können. Als Mehrkomponentenreaktion kann diese Umsetzung auch durch Zugabe von TMSNCS, der Base Triethylamin und einem Amin zu einem α-Bromketon in Ethanol durchgeführt werden.
300px|zentriert|Synthese von 2-Aminothiazolen
2-Aminothiazole sind vielseitige Synthesebausteine für Pharmawirkstoffe, wie z. B. der H2-Rezeptor-Antagonist Famotidin, das Cephalosporin-Antibiotikum Cefdinir, das nichtsteroidale Antirheumatikum Meloxicam oder der Proteinkinaseinhibitor Dasatinib.
3-Mercapto-1,2,4-triazole entstehen bei der Reaktion von TMSNCS mit Carbonsäurehydraziden über die Zwischenstufe der Thiosemicarbazide durch deren Cyclisierung mittels Natronlauge.
600px|zentriert|Synthese von 3-Mercapto-1,2,4-triazolen
3-Mercapto-1,2,4-triazole sind Bausteine für Wirkstoffe unterschiedlicher pharmakologischer Aktivität.
2-Amino-1,3,4-thiadiazole sind in einer Eintopfreaktion von TMSNCS mit Säurehydraziden in Ethanol in Gegenwart von konzentrierter Schwefelsäure in hohen Ausbeuten zugänglich.
450px|zentriert|Synthese von 2-Amino-1,3,4-thiadiazole
2-Amino-1,3,4-thiadiazol ist das Grundgerüst für den Carboanhydrasehemmer Acetazolamid, das Nitroimidazol Megazol gegen die Chagas-Krankheit und die afrikanische Trypanosomiasis, sowie für antimikrobielle Substanzen mit anderen Wirkspektren.
Analog dazu sind 2-Amino-1,3,4-oxadiazole durch Eintopfreaktion von TMSNCS mit Säurehydraziden in Ethanol und Zugabe einer alkalischen Iod/Kaliumiodid-Lösung, wobei das intermediär entstehende Thiosemicarbazid unter Cyclisierung und Schwefelabspaltung (Cyclodesulfurierung) in hoher Ausbeute in das entsprechende Aminooxadiazol übergeht.
450px|zentriert|Synthese von 2-Amino-1,3,4-oxadiazole
Derivate des 2-Amino-1,3,4-oxadiazol zeigen ebenfalls vielfältige pharmakologische Eigenschaften.
Weitere Reaktionen von TMSNCS zur Einführung der Isocyanatgruppe, z. B. bei der Umwandlung von Alkenen in Diisocyanate sind berichtet.
Einzelnachweise
Kategorie:Trimethylsilylverbindung Kategorie:Isothiocyanat