Azole

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

Azole sind aromatische Verbindungen. Funf mesomere Grenzstrukturen konnen formuliert werden. Azole erfullen die Huckel-Kriterien durch die Beteiligung des freien Elektronenpaars des Stickstoffatoms. Bezuglich ihrer Aromatizitat liegen sie zwischen den starker aromatischen Thiophenen und den praktisch nicht mehr aromatischen Oxolen.^[1]

Azole besitzen durch das freie Elektronenpaar des Stickstoffatoms basischen Charakter.

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

Azole zahlen zu den Hemmstoffen der Ergosterinsynthese. Sie wirken, indem sie die mikrosomale Lanosterin-Demethylase inhibieren. Es folgt eine Hemmung der Umsetzung von Lanosterin in Ergosterin.^[2]

Azole konnen durch Paal-Knorr-Synthese aus Dicarbonylen wie Diketonen oder Dialdehyden und Ammoniak hergestellt werden.^[3]

Eine weitere Synthesemoglichkeit ist die Knorr-Pyrrolsynthese, zu der Aldehyde und a-Aminoketone benotigt werden.^[4]

Eine Eintopfreaktion mit substituierten Benzoinen, 1,3-Dicarbonylverbindungen und Ammoniumacetat fuhrt ohne Losungsmittel und Katalysator zu tetrasubstituierten Pyrrolen.^[5][6]

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

• Pyrazol
• Imidazol
• 1,2,3-Triazol
• 1,2,4-Triazol
• Tetrazol
• Pentazol

• Oxazol
• Isoxazol
• die Oxadiazole
  (1,2,4-Oxadiazol)
• Thiazol
• Isothiazol
• die Thiadiazole
  (1,2,3-Thiadiazol)

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

Azole sind als Fragmente in zahlreichen Wirkstoffen enthalten. In Kunststoffen treten Azole beispielsweise in den Polypyrrolen auf. Auch jungere Antimykotika aus der Gruppe der Hemmstoffe der Ergosterin-Biosynthese gehoren zu den Azolen.

Azole machten 2013 ein Drittel aller Antimykotika aus, die fur Anwendung im Agrarbereich verkauft wurden. Die massive Verwendung von Azolen in der Landwirtschaft wird verdachtigt, fur die Entwicklung eines resistenten Stamms von Aspergillus verantwortlich zu sein und moglicherweise auch die Entwicklung des fur den Menschen gefahrlichen, 2007 erstmals nachgewiesenen, Candida auris befordert zu haben.^[7]

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. | Medizinische Mikrobiologie. 7. Auflage. Georg Thieme Verlag, Stuttgart 2019, ISBN 978-3-13-242355-8, doi:10.1055/b-006-163249 (thieme.de [abgerufen am 26. August 2020]).
3. | L. Knorr: Einwirkung des Diacetbernsteinsaureesters auf Ammoniak und primare Aminbasen, in: Ber. Dtsch. Chem. Ges. 1885, 18, 299-311; doi:10.1002/cber.18850180154
4. | L. Knorr: Synthese von Pyrrolderivaten, in Ber. Dtsch. Chem. Ges. 1884, 17, 1635-1642; doi:10.1002/cber.18840170220.
5. | Bhat, S.I.; Trivedi, D.R.: A catalyst- and solvent-free three-component reaction for the regioselective one-pot access to polyfunctionalized pyrroles in Tetrahedron Lett. 54 (2013) 5577-5582, doi:10.1016/j.tetlet.2013.07.153.
6. | e-EROS Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, 1999-2013, John Wiley and Sons, Inc., Eintrag fur Ammonium acetate, abgerufen am 17. Februar 2018.
7. | Matt Richtel und Andrew Jacobs: "A Mysterious Infection, Spanning the Globe in a Climate of Secrecy" New York Times vom 6. April 2018.

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• Stoffgruppe