Imidazool

midazool is een organische verbinding met de formule C3N2H4. Het is een witte of kleurloze vaste stof die oplosbaar is in water en een licht alkalische oplossing oplevert. In de chemie is het een aromatische heteroring, geclassificeerd als een diazool en heeft het niet-aangrenzende stikstofatomen.

Veel natuurlijke producten, vooral alkaloïden, bevatten de imidazoolring. Deze imidazolen delen de 1,3-C3N2-ring maar hebben gevarieerde substituenten. Dit ringsysteem is aanwezig in belangrijke biologische bouwstenen, zoals histidine en het verwante hormoon histamine. Veel medicijnen bevatten een imidazoolring, zoals bepaalde antischimmelmiddelen, de nitroimidazoolreeks van antibiotica en het sedatieve midazolam. 

Wanneer het is gefuseerd met een pyrimidinering, vormt het een purine, de meest voorkomende stikstofbevattende heteroring in de natuur. 

De naam "imidazole" werd in 1887 bedacht door de Duitse chemicus Arthur Rudolf Hantzsch (1857–1935)

Biologische betekenis en toepassingen

Imidazole is verwerkt in veel belangrijke biologische moleculen. Het meest doordringende is het aminozuur histidine, dat een imidazool-zijketen heeft. Histidine is aanwezig in veel eiwitten en enzymen en speelt een vitale rol in de structuur en bindingsfuncties van hemoglobine. Op imidazool gebaseerde histidineverbindingen spelen een zeer belangrijke rol bij intracellulaire buffering. Histidine kan worden gedecarboxyleerd tot histamine, wat ook een veel voorkomende biologische verbinding is. Histamine kan urticaria (netelroos) veroorzaken wanneer het wordt geproduceerd tijdens een allergische reactie.

Een van de toepassingen van imidazool is de zuivering van His-gelabelde eiwitten in geïmmobiliseerde metaalaffiniteitschromatografie (IMAC). Imidazol wordt gebruikt voor het elueren van gemerkte eiwitten die zijn gebonden aan nikkelionen die zijn vastgemaakt aan het oppervlak van kralen in de chromatografiekolom. Een overmaat imidazool wordt door de kolom geleid, die de His-tag van nikkelcoördinatie verdringt, waardoor de His-tagged eiwitten vrijkomen.

Imidazole is een belangrijk onderdeel geworden van veel geneesmiddelen. Synthetische imidazolen zijn aanwezig in veel fungiciden en antischimmel-, antiprotozoale en antihypertensiva. Imidazool maakt deel uit van het theofylline-molecuul, dat voorkomt in theebladeren en koffiebonen, dat het centrale zenuwstelsel stimuleert. Het zit in het antikankermedicijn mercaptopurine, dat leukemie bestrijdt door de DNA-activiteiten te verstoren.

Een aantal gesubstitueerde imidazolen, waaronder clotrimazol, zijn selectieve remmers van stikstofoxidesynthase, waardoor ze interessante medicijndoelen zijn bij ontstekingen, neurodegeneratieve ziekten en tumoren van het zenuwstelsel. Andere biologische activiteiten van de imidazool-farmacofoor hebben betrekking op de neerwaartse regulatie van intracellulaire Ca2 + - en K + -fluxen en interferentie met translatie-initiatie.

-Farmaceutische derivaten

De gesubstitueerde imidazoolderivaten zijn waardevol bij de behandeling van vele systemische schimmelinfecties. Imidazolen behoren tot de klasse van azool-antischimmelmiddelen, waaronder ketoconazol, miconazol en clotrimazol.

Ter vergelijking: een andere groep azolen zijn de triazolen, waaronder fluconazol, itraconazol en voriconazol. Het verschil tussen de imidazolen en de triazolen heeft betrekking op het remmingsmechanisme van het cytochroom P450-enzym. De N3 van de imidazoolverbinding bindt aan het heem-ijzeratoom van het ferri-cytochroom P450, terwijl de N4 van de triazolen aan de heem-groep binden. Van de triazolen is aangetoond dat ze een hogere specificiteit hebben voor de cytochroom P450 dan imidazolen, waardoor ze krachtiger zijn dan de imidazolen.

Sommige imidazoolderivaten vertonen effecten op insecten, bijvoorbeeld sulconazolnitraat vertoont een sterk anti-voedend effect op de keratine-verterende Australische tapijtkeverlarven Anthrenocerus australis, evenals econazol-nitraat met de gewone kledingmot Tineola bisselliella.