Qu’est-ce que l’imidazole ?
L’imidazole est un type de composé hétérocyclique contenant deux atomes d’azote.
Parmi les autres noms, citons le 1H-imidazole, le glyoxane, le 1,3-diazole et l’iminazole. L’imidazole est également un terme générique désignant un groupe de composés comportant des substituants sur l’azote ou le carbone formant le cycle imidazole.
Utilisations des imidazoles
Les imidazoles sont largement utilisés industriellement comme matières premières chimiques, matières premières agrochimiques et produits pharmaceutiques. En particulier, ils servent de scellant et adhésif pour semi-conducteurs : leurs excellentes propriétés sont démontrées dans les zones autour des substrats électroniques où la résistance à la chaleur est requise.
Ils sont également largement utilisés dans divers autres domaines industriels, tels que les agents de durcissement et les accélérateurs pour les résines époxy, les catalyseurs de moussage pour l’uréthane, les agents anticorrosion, les accélérateurs de vulcanisation pour le caoutchouc, les peintures, les adhésifs, les matériaux de construction et les articles de sport. En tant qu’agent de durcissement ou accélérateur de type catalyseur de base, il se caractérise par son excellente stabilité au stockage, de sorte qu’il durcit avec l’ajout de quantités relativement faibles.
Dans les domaines pharmaceutiques, les imidazoles sont utilisés dans les agents antifongiques, tandis que les imidazoles avec des substituants sur l’anneau imidazole sont également utilisés dans de nombreux médicaments, y compris les agents anti-ulcéreux, anti-hypertenseurs et anti-asthmatiques. De plus, les sels d’imidazolium contenant des cations imidazolium, des amines quaternaires formées par addition d’alkyle sur l’azote de l’imidazole, sont devenus des liquides ioniques, des sels neutralisants dont le point de fusion est proche de la température ambiante. Ils attirent l’attention en tant que solvants verts, c’est-à-dire des solvants respectueux de l’environnement.
Propriétés des imidazoles
L’imidazole est un solide floconneux blanc à jaune pâle dont la formule moléculaire est C3H4N2 et le poids moléculaire 68,08. Il a un point de fusion de 88~92°C, un point d’ébullition de 256°C, un point d’éclair de 145°C et est sublimable. Il est bien soluble dans les solvants très polaires, facilement soluble dans l’eau, le méthanol et l’éthanol, soluble dans la pyridine et le chloroforme, insoluble dans les éthers moins polaires et le benzène et presque insoluble dans l’hexane.
Il forme des complexes avec de nombreux ions de métaux de transition et agit comme un excellent ligand. Il résiste à la décomposition thermique et est relativement stable face aux agents oxydants et réducteurs. Il présente une forte aromaticité et une sensibilité aux réactions de substitution d’atomes d’hydrogène.
Les imidazoles conservent leur structure symétrique en adoptant une conformation de résonance, même lorsque le proton en position 1 est enlevé ou que l’azote en position 3 est protoné. Cela permet de disperser la charge sans perte d’aromaticité.
Types d’imidazole
Il existe de nombreux dérivés différents avec des substituants attachés au cycle imidazole, qui sont appelés imidazoles. Les substituts sont attachés à l’azote en position 1 et aux carbones en positions 2, 4 et 5, et des dérivés avec différents substituts peuvent être synthétisés. L’azote en position 3 peut également être substitué par substitution nucléophile, bien qu’il soit cationisé.
Les imidazoles typiques comprennent le 2-méthylimidazole, le 2-éthyl-4-méthylimidazole et le 2-phénylimidazole, où le préfixe indique à quelle partie de l’anneau le substituant est attaché. Les imidazoles acylés sont sensibles aux réactions nucléophiles et sont utilisés dans la synthèse de dérivés d’acides carboxyliques.
Les imidazoles sont également couramment utilisés comme base et catalyseur dans la protection des groupes hydroxyles sous forme d’éthers silyliques par l’action de chlorures silyliques. De plus, les carbonyldiimidazoles (CDI) sont utiles comme agents de carbonylation et agents de condensation des amides.
Autres informations sur les imidazoles
Méthodes de production des imidazoles
Les imidazoles peuvent être produits par réaction du glyoxal avec des aldéhydes et de l’ammoniac ou par synthèse à partir d’éthylènediamine et de nitriles.
1. Synthèse à partir du glyoxal
Le type d’aldéhyde ou d’amine utilisé comme matière première détermine le substituant aux positions 1 et 2.
OHC-CHO + R1-NH2 + R2CHO → R1R2C3H2N2 + 3H2O
2. Synthèse à partir de l’éthylènediamine
Le substituant aux positions 1 et 2 est déterminé par le substituant du nitrile.
H2N-CH2CH2-NH2 + RCN → R2C3H4N2 + NH3 → R2C3H2N2 + H2