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 Insaturadosa 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:

O > S > N

1

3

1-Oxa-3-tia(tio)ciclopentano.

1

3

5

7

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?