تعرف على علم الكيمياء
البيرازول والإيميدازول Imidazole and Pyrazole
– البيرازول والإيميدازول كل من هذين المركبين عبارة عن حلقة خماسية تحتوي على ذرتين غير متجانستين هما النيتروجين.
– فالبيرازول عبارة عن 1 ، 2 داي أزول (1,2Diazole).
– أما الإيميدازول فهو عبارة عن 1، 3 داي أزول (1,3Diazole).
طرق تحضير البيرازول والإيميدازول
(1) تحضير البيرازول preparation of Pyrazole
يمكن تحضير البيرازول بسهولة من مادة متوفرة تجارياً هي 3،3،1،1 رابع ميثوكسي بروبان حيث تتحلل في الوسط الحمضي إلى مالونالدهید (Malonaldehyde) الذي يتفاعل بدوره مع الهيدرازين ويعطي البيرازول كما هو موضح بالمعادلة التالية:
هذا ويمكن تحضير مشتقات البيرازول عنـد معـاملة 3،1 ثنـائي الكربونيل مع الهيدرازين أو مشتقاته كما يتضح من المعادلة التالية:
(2) تحضير الإيميدازول preparation of Imidazole
كما يمكن أن يحضر الإيميدازول من البارالدهيد حيث إنه يتفاعل مع البروم في وجود إثيلين جيلكول ويتحول إلى أسيتال حلقي من برومواستالدهيد وهذا عند تسخينه مع الفورماميد في وجود الأمونيا يتحول إلى إيميدازول .
كما يوجد هناك طرق أخرى لتحضير الإيميدازول حسب ما هو موضح بالطريقة التالية:
خواص البيرازول والإيميدازول
(1) البيرازول والإيميـدازول عبارة عن مركبات صلبة بلورية.
(2) البيرازول ينصهر الأول على 70°م والإيميدازول عند 90مo
يرجع الاختلاف في درجة انصهارهما إلى أن جزيئات الايميدازول تترابط فيما بينها بروابط هيدروجينية وتشكل سلسلة يصل عدد الجزيئات المشتركة فيها نحو 20 فأكثر كما يوضح الشكل التالي:
أما عند البيرازول فلا يقوم بهذا الدور إلا جزئيان فقط كما يوضح الشكل التالي:
(3) البيرازول والإيميدازول يذوبان في الماء ولكن لا يذوبان في إيثر البترول.
(4) البيرازول والإيميدازول عبارة عن مركبـات تـوتـومـيرية.
وذلك لأن ذرة الهيدروجين يمكن أن تتصل بأي من ذرتي النيتروجين وعليه فإن إحدى ذرات النيتروجين تشبه تلك التي في البريدين والأخرى التي تحمل الهيدروجين تشبه تلك التي توجد في البيرول كما يتبين ذلك من الاتزان التالي:
ولذلك فإن مشتقات هذه المركبات تعاني من صعوبة التسمية فإذا كان لدينا المركب التالي فيمكن أن يرقم كما يلي:
وعلى هذا فإنه غير صحيح أن يكون اسم المركب السابق 4- مثيل إيميدازول أو 5- مثيل إيميدازول لكن الاسم الصحيح هو 4 (5) ـ مثيــل ايميدازول وهذه القاعدة تنطبق على البيرازول كما يتضح من المثال التالي:
(5) البيـرازول والإيميدازول قواعد ضعيفة
وعلى العموم فإن البيرازول والإيميـدازول عبارة عن قواعد ضعيفة مع العلم أن الإيميدازول أقـوى قاعـدية من البيرازول ومن البريدين.
(6) البيـرازول والإيميدازول لها خواص حمضية
وبالإضافة إلى خواصها القاعدية لها خواص حمضية حتى أن الإيميدازول أقوى حمضية من البيرول وأكثر ثباتاً منه في المحاليل الحمضية. وذلك بسبب التأثير التحريضي الناتج عن ذرة النيتروجين المشابهة لنتروجين البريدين.
(7) الخواص العطرية للإيميدازول والبيـرازول
أما الخواص العطرية للإيميدازول والبيرازول فتعكسها مقاومة هذه الحلقات لتفاعلات الأكسدة والإضافة وسهولة تفاعلات الاستبدال مع العوامل الإلكتروفيلية.
وتفاعلات الاستبدال تفضل موضع (4) في كلا المركبين. كما أن لكل منها تراكيب تأرجحية تساعد على ثباته.
(أ) الهلجنة
(ب) النيترة
(جـ) السلفنة
(8) الخواص الكيميائية للايميدازول والبيرازول عبارة عن خليط من خواص كل من البريدين والبيرول.
– ومن ناحية أخرى يمكن القول إلى حد ما، إن الخواص الكيميائية للايميدازول والبيرازول عبارة عن خليط من خواص كل من البريدين والبيرول.
– وعلى ذلك فإن هذه المركبات تقوم بتكوين أملاح مع الحموض القوية كما هو الحال في البريدين وتتفاعل مع القواعد، مثل KOH كما هو الحال في البيرول.
أهمية البيرازول والايميدازول
للبيرازول مشتقات مهمة في مجال المواد الطبية نذكر منها مركب أنتيبايرين Antipyrin الذي يحضر بمعاملة إستر أسيتواسينات Acetoacetic ester بالفينيل هيدرازين في وسط حمض الخل حيث يتكون في باديء الأمر مشتق الهيدرازون الذي يتحول بالتسخين إلى حلقة البيرازول المطابقة بأشكال ثلاثة كما يظهر من المعادلات التالية:
مثيلة مشتق البيرازول يؤدي إلى المركب المعروف أنتيبايرين Antipyrin كما هو موضح كالتالي:
Antipyrin أنتيبايرين
هو مركب عبارة عن:
- مركب صلب يذوب في الماء والكحول
- له طعم يأخذ محلوله المائي اللون الأحمر البني عند معاملته بكلوريد الحديديك FeCl3.
- درجة انصهاره ۱۱۳°م
يتفاعل مع حمض النيتروز حيث يتكون مركب 4-نیتروزو أنتيبایرین 4Nitroso-antipyrin الذي يختزل بسهولة إلى الأمين المطابق، هو الأخير إذا ماعومل بكلوريد المثيل فإنه ينتج المركب المعروف باسم بامير اميدون Pyramidon كما يلي:
إن لكل من أنتيبايرين وبايراميدون و Pyramidon مركبات أخرى شبيهة لهما البنية التركيبية، مركبات تستخدم كعقاقير لتخفيف الحمى وعلاج الاضطرابات العصبية وعلاج الروماتزم. والجدير بالذكر أن هناك مشتق آخر للبيرازول متوفر في بذور ثمار البطيخ يساعد على النوم وله الصيغة التالية:
– إن حلقة الايميدازول لا تقل شأناً مشتقات البيرازول وعلى الأخص من الناحية البيولوجية.
– إن حلقة الايميدازول هي جزء من تركيب قاعدة حلقية غير متجانسة لها أهميتها البيولوجية وتعرف بحلقة البيورين Purine.
– هذا وتلعب قاعدية الإيميدازول دوراً هاماً فى العمليات البيولوجية حيث توجد هذه الحلقة في الحمض الأميني هيستدين الذي يعمبل كمتقبل للبروتون فى الأنزيمات.
المراجع:
- كتاب المركبات الحلقية غير المتجانسة والحيوية للدكتور حمد بن عبدالله اللحيدان والدكتور محمد بن إبراهيم الحسن والدكتور سالم سليم الذياب – الطبعة الثانية – جامعة الملك سعود – المملكة العربية السعودية
- كتاب الكيمياء العضوية الأروماتية للدكتور محمد بن أبراهيم الحسن – الطبعة الأولى 1992م
- محاضرات 341 كيم كيمياء المركبات الحلقية غير المتجانسة Chemistry of Heterocyclic Compounds للدكتور عبدالله بن محمد الماجد – جامعة الملك سعود – السعودية
- كتاب الكيمياء العضوية للمؤلف د. حسن محمد الحازمي / الجزء الثاني
