Azole

Struktur von Pyrrol

Azole, umgangssprachlich auch Pyrrole, sind eine Gruppe heterocyclischer chemischer Verbindungen. Es handelt sich um fünfgliedride stickstoffhaltige heteroaromatische deren Stammverbindung das Pyrrol ist. Durch die formale Hydrierung einer Doppelbindung erhält man Pyrroline, die formale Hydrierung beider Doppelbindungen führt zu den Pyrrolidinen.

Eigenschaften

Azole sind aromatische Verbindungen. Fünf mesomere Grenzstrukturen können formuliert werden. Azole erfüllen die Hückel-Kriterien durch die Beteiligung des freien Elektronenpaars des Stickstoffatoms. Bezüglich ihrer Aromatizität liegen sie zwischen den stärker aromatischen Thiophenen und den praktisch nicht mehr aromatischen Oxolen.^[1]

Azole besitzen durch das freie Elektronenpaar des Stickstoffatoms basischen Charakter.

An Azolen können Elektrophile aromatische Substitutionen durchgeführt werden. Auf Grund der besseren Stabilisierung der Zwischenstufen dieser Reaktion finden diese bevorzugt in 2-Position statt. Gegen Lewis-Säuren sind sie jedoch nicht stabil.^[1] Diese koordinieren an das Heteroatom und führen zu Ringöffnung.

Herstellung

Azole können durch Paal-Knorr-Synthese aus Dicarbonylen wie Diketonen oder Dialdehyden und Ammoniak hergestellt werden.^[2]

Eine weiter Synthesemöglichkeit ist die Knorr-Pyrrolsynthese, zu der Aldehyde und α-Aminoketone benötigt werden.^[3]

Azole mit mehreren Heteroatomen

Pyrrol stellt nicht nur die Stammverbindung für die Azole dar, auch weitere heterocyclische Stoffgruppen leiten sich von dieser Struktur ab. Hierzu gehören die Pyrazole und Imidazole, die zwei Stickstoffatome besitzen. Mit drei Stickstoffatome sind die Triazole und mit vieren die Tetrazole bekannt. Zu den Azolen mit verschiedenartigen Heteroatomen gehören die Oxazole und Thiazole.

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  Pyrazol

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  Imidazol

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  1,2,3-Triazol

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  1,2,4-Triazol

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  Tetrazol

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  Isoxazol

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  Oxazol

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  Isothiazol

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  Thiazol

Vorkommen und Verwendung

Vitamin B₁₂, R = CN

Pyrrole kommen wie die meisten heterocyclischen Verbindungen in zahlreichen Naturstoffen vor. Hierzu zählen beispielsweise die Porphyrine, die die Grundlage der Häme bilden. Auch in weiteren natürlichen makrocyclischen Verbindungen wie Corrin treten sie auf.

Azole sind als Fragmente in zahlreichen Wirkstoffen enthalten. In Kunststoffen treten Azole beispielsweise in den Polypyrrolen auf.

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b} D. T. Davies: Basistexte Chemie: Aromatische Heterocyclen, 1. Auflage, S. 10–34, Wiley-VCH, Weinheim 1995, ISBN 3-527-29289-6.
2. ↑ L. Knorr: Einwirkung des Diacetbernsteinsäureesters auf Ammoniak und primäre Aminbasen, in: Ber. Dtsch. Chem. Ges. 1885, 18, 299–311; doi:10.1002/cber.18850180154
3. ↑ L. Knorr: Synthese von Pyrrolderivaten, in Ber. Dtsch. Chem. Ges. 1884, 17, 1635–1642; doi:10.1002/cber.18840170220.