Imidazolo: sintesi, reattività
L’imidazolo è un composto organico avente formula (CH2)2N(NH)CH ed è un eterociclo aromatico pentatomico contenente due eteroatomi.
L’aromaticità del composto è dovuta alla presenza di sei elettroni π di cui due imputabili all’azoto protonato. L’imidazolo contiene contemporaneamente sia un azoto di tipo piridinico che uno di tipo pirrolico.
![risonanza risonanza](https://chimicamo.org/wp-content/uploads/2012/04/risonanza-1024x161.png)
Esiste in due forme tautomeriche in quanto l’atomo di idrogeno può essere situato su entrambi gli atomi di azoto.
![tautomeria tautomeria](https://chimicamo.org/wp-content/uploads/2012/04/tautomeria.png)
L’imidazolo è una sostanza anfotera e quindi può comportarsi sia da acido che da base. Il pKa dell’imidazolo è 14.5 e, pertanto esso è meno acido di acidi carbossilici, fenoli e immidi, ma notevolmente più acido degli alcoli. Esso può accettare un protone nella posizione 3 senza che venga distrutto il sestetto aromatico del sistema e funge da base e risultando sei volte più basico della piridina.
Sintesi dell’imidazolo
I metodi di sintesi per la formazione dell’anello imidazolico possono essere schematizzati nelle seguenti reazioni:
a) Sintesi di Radiszewski. In tale sintesi si ottiene un derivato dell’imidazolo tramite la condensazione di un composto α-dicarbonilico e due equivalenti di ammoniaca in alcool.
![sintesi di Radiszewski sintesi di Radiszewski](https://chimicamo.org/wp-content/uploads/2012/04/sintesi-di-Radiszewski.png)
b) Condensazione di α-alogenochetoni con ammidine
c) Reazione di tiocianati con α-amminoaldeidi o α-amminochetoni
Reattività
a) Alchilazione. L’alchilazione dell’imidazolo dà, come prodotto di reazione N-alchilderivati.
b) Reazione con agenti elettrofili. Gli agenti elettrofili possono dare con l’imidazolo sia reazioni di addizione all’azoto imminico che reazioni di sostituzione che avvengono nelle posizioni di massima densità elettronica (2 e 4). La velocità delle reazioni dipende dalle condizioni di reazione e dalla natura dei sostituenti presenti: così in ambiente neutro o alcalino le reazioni di sostituzione elettrofila sono abbastanza veloci, mentre in ambiente acido si osserva diminuzione della reattività a causa della protonazione dell’azoto imminico, con conseguente diminuzione della densità elettronica dell’anello.
c) Reazione con agenti nucleofili. La reattività dell’imidazolo nei confronti degli agenti nucleofili è normalmente molto bassa, ma aumenta in presenza di gruppi elettronattrattori (-NO2, -CN)
Importanza
L’imidazolo gioca un ruolo importante nella chimica biologica: esso costituisce un componente laterale dell’istidina, amminoacido essenziale. Le caratteristiche acido-base dell’imidazolo vengono sfruttate dagli enzimi
![istidina istidina](https://chimicamo.org/wp-content/uploads/2012/04/istidina.png)
Le caratteristiche acido-base dell’imidazolo sono sfruttate dagli enzimi in vari modi. L’azoto basico dell’istidina viene usato per rimuovere uno ione H+ dalla serina, dalla treonina o dalla cisteina per attivarle come nucleofili. L’anello imidazolico trasferisce uno ione H+ estraendolo da un donatore tramite il suo azoto basico e cedendo lo ione H+ legato al suo atomo di azoto acido ad un accettore.
L’istidina è presente in molte proteine e gioca un ruolo importante nella struttura e nella funzione dell’ emoglobina. L’istidina può essere decarbossilata a istamina che è un altro importante composto correlabile alle reazioni allergiche.
Inoltre i derivati dell’imidazolo costituiscono una classe di agenti antifungini sintetici ad ampio spettro di azione. L’azione sui lieviti e sui funghi sembra imputabile alla capacità di alterare la permeabilità delle membrane. Farmaci come il clotrimazolo, l’econazolo e il miconazolo sono impiegati per uso topico nella terapia delle infezioni fungine superficiali e nelle micosi intestinali. In particolare il clotrimazolo è usato nella cura della Candida, mentre il chetonazolo e il miconazolo hanno un uso sistemico.
L’imidazolo salicilato è usato nella cura di stati infiammatori delle vie aeree e di pertinenza otorinolaringoiatrica e stati febbrili e fa parte dei farmaci antinfiammatori non steroidei (FANS)