Compuestos Heterocíclicos Mario Manuel Rodas Morán Facultad de Ciencias Químicas y Farmacia Departamento de Química Orgánica
Heterocíclos • Los primeros de cinco miembros: (Aromáticos) • De un heteroátomo.
Efectos de la aromaticidad • Le da ciertos efectos importantes uno de los cuales es la basicidad. El pirrol no es básico mientras que la pirrolidina sí:
Anillos de 5 miembros con dos heteroátomos • Estos poseen una parte básica: • Observemos la siguiente tabla:
5 miembros dos heteroátomos Veamos al Imidazol:
Más Anillos de 5 miembros • Hay muchos más anillos que pueden tener distintas propiedades:
Anillos de 6 miembros • La piridina es el más sencillo • Es un heteroátomo básico. • Es útil en síntesis orgánica.
Efectos sobre la piridina • A pesar de ser básica, es menos básica que las aminas alifáticas.
La pirimidina • La pirimidina es un anillo de 6 aromático con dos heteroátomos.
Fusionados • Estos son muy útiles pero la nomenclatura es díficil:
La Purina • Las báses purínicas son importantes en biología molecular:
Tópico Interesante • La porfirina es un importante sistema conjugado que es vital en las enzimas y proteínas con función biológica.
Nomenclatura Heterocíclica • Hanz-Whitman: Está es la nomenclatura sistemática, sin embargo es poco usada. Anillos con Nitrógeno
Anillos sin Nitrógeno
Tamaño del anillo
Raíz
Insaturado sa
Saturados
Insaturado sa
Saturados
3
-ir-
-irina
-iridina
-irena
-oxirano
4
-et-
-eta
-etidina
-ete
-etano
5
-ol-
-ol
-olidina
-ol
-olano
TIO + AZA + OL
Nomenclatura de Reemplazo • Está es la más sencilla (no es la más usada) pero tiene un sistema sencillo para lograr nombrarla: PREFIJOS
OXO (para Oxígeno) TIO (para Azufre) AZA (para Nitrógeno)
MULTIPLICIDAD DEL MISMO HETEROÁTOMO PREFIJO ADICIONAL
di (dos) tri (tres), etc.
DOS O MÁS HETEROÁTOMOS DISTINTOS
O > S > N
Ejemplo: • De nombre al siguiente heterocíclo: 3
O
>
S
>
N
1
1-Oxa-3-tia(tio)ciclopentano. 5 3 7 1
3,7-diaza-1-oxa-5-tiaciclooctano
Ejemplos • Ejemplos de un libro:
Propiedades Químicas • Sustitución Electrofílica Aromática (SEA) • Los anillos se 5 miembros son anillos muy activados.
Sustitución Electrofílica • Siempre se observa una misma posición en la sustitución electrofílica.
A qué se debe este fenómeno • Estabilidad del complejo sigma (intermediario arenio).
Reactividad • El heteroátomo hace que estos compuestos se encuentren fuertemente activados.
Las Reacciones: • En vista de este efecto los reactivos cambian un poquitín:
Bromación • Ocurre bajo condiciones mucho más suaves:
Nitración • La nitración se da solamente con ácido nitríco, esta reacción hay que cuidarla ya que estos son propensos a romper el anillo aromático
Sulfonación • Se utilizan sales de sulfato en medio ácido
La piridina • Es un anillo mucho menos activado por ser un nitrógeno sp2. • Por esa electronegatividad desestabiliza el anillo aromático.
La piridina es más básica que nucleofílica • No reacciona del todo igual:
Reactividad de la piridina • Por estas razones no es tan reactiva como otros sustratos.
Sustitución nucleofílica en la piridina Ataque en la posición 3 (observado)
Ataque en la posición 2 (no observado)
Orientación de la SEA • Veamos las estructuras resonancias:
Las reacciones: • Se requieren condiciones más duras de reacciones:
La acilación de Friedel & Craft • Por ser un anillo desactivado ¿Cómo debe ser esta reacción?