COMPUESTOS HETEROCICLICOS

Los compuestos heterocíclicos son estructuras cíclicas que contienen átomos distintos del

carbono como el oxígeno, azufre y nitrógeno y que se denominan heteroátomos. En la

nomenclatura de los compuestos heterocíclicos predominan los nombres vulgares. Los

heterocíclicos pueden ser alicíclicos o aromáticos y se aproximan en sus propiedades a los

hidrocarburos de estructura semejante, si bien los heteroátomos les confieren a menudo

características nuevas, por ejemplo, el nitrógeno suele conferir carácter básico al anillo

heterocíclico. Para el estudio de los heterocíclicos los hemos clasificado según el número

de átomos totales en el ciclo y el número de heteroátomos, además de su importancia

biológica.

COMPUESTOS HETEROCICLICOS PENTAGONALES CON UN SOLO

HETEROATOMO

Pirrol

El pirrol es un líquido incoloro, con olor que recuerda al cloroformo.

Es soluble en la mayor parte de los compuestos orgánicos. Se numera

su estructura asignándole al nitrógeno la posición 1. Es aromático y,

por lo tanto, present varias estructuras canónicas por su carácter

resonante. El hidrógeno del nitrógeno 1 tienen carácter ácido y es

sustituble por potasio

Derivados del Pirrol

La pirrolina y la pirrolidina son productos de hidrogenación del

pirrol. El aminoácido prolina es un derivado de pirrolidina con un

grupo carboxilo en carbono 2. La 1-vinilpirrolidona (carbonilo en

NH

CH

CH CH

CH

Pirrol

NH

CH2

CH CH

CH2

Pirrolina

Compuestos Heterocíclicos

94

carbono 2) da un polímero denominado polivinil-pirrolidona que es

utilizado como sustituto del plasma sanguineo. Bactericidas y

antisépticos de amplísimo espectro para uso externo contienen yodo

polivinil pirrolidona disuelto en un vehículo espumante y detergente

Furano

El furano es un líquido incoloro, con olor a cloroformo, poco soluble en

agua y soluble en la mayor parte de los solventes orgánicos. Tiene

carácter aromático y, por lo tanto, su estructura es resonante

El furfural o aldehído α-furoico (grupo aldehído en carbono 2) es un

líquido incoloro cuando está recientemente destilado, con olor aromático, ligeramente

soluble en agua. La pentosas, por deshidratación producen furfural, reacción que es el

fundamento de ensayos de reconocimiento de carbohidratos como el Ensayo de Molisch,

Seliwanoff y otros. Ciertos carbohidratos, en sus formas cíclicas son derivados del furano,

de aquí que se denominen como formas furanósicas.

La nitrofurazona o furacin es la semicarbazona del aldehído 5-nitrofurílico. La

nitrofurazona se emplea como tópico antibacteriano en el tratamiento de los infecciones

mixtas de heridas superficiales y en dermatosis

Tiofeno

El tiofeno es un líquido con olor a benceno, insoluble en agua pero

soluble en solventes orgánicos. Es aromático y presenta estructuras de

resonancia similares a las del furano

NH

CH2

CH2 CH2

CH2

Pirrolidina

OCHCH CH

CH

Furano

SCHCH CH

CH

Tiofeno

Compuestos Heterocíclicos

95

COMPUESTOS HEXAGONALES CON UN SOLO HETEROATOMO

Piridina y sus derivados

La piridina es un líquido incoloro, higroscópico, con olor característico

desagradable y penetrante. Es soluble en agua y en la mayor parte de los

solventes orgánicos

La piperidina o hexahidropiridina posee propiedades de amina alifática y es

parte estructural importante de muchos compuestos de interés farmacológico

como la glutetimida y el metilprilon que son sedantes hipnóticos.

Las picolinas son las metilpiridinas. Se conocen la α, β y γ−picolina que al oxidarse forman

los ácidos picolínico, nicotínico e isonicotínico, respectivamente. De ellos el más

interesante es el nicotínico, quien además se sintetiza a partir de la nicotina (alcaloide del

tabaco)

N

Piridina

NPiperidina

N

CH3N

N

CH3

N

COOH

HNO3

β-Picolina

Nicotina

[O]

[O]

Acido Nicotínico

Compuestos Heterocíclicos

96

La dietilamida del ácido nicotínico o niquetamida o coramida se utiliza como analéptico

(agente o medicamento restaurador) inespecífico que tiene facultad de producir estímulo

difuso del Sistema Nervioso Central.

La hidracida del ácido nicotínico o isoniazida es el agente terapéutico de mayor eficacia

contra la tuberculosis experimental en animales

El 1-metil-4-fenilpiperidilcarboxilato de etilo-4 o demerol es un potente analgésico y aún

cuando la representación bidimensional de su estructura no guarda semejanza con la

morfina, la molécula se adapta a la configuración del receptor de opioide, lo que lo hace,

después de la morfina, probablemente el analgésico narcótico más eficaz

COMPUESTOS HETEROCICLICOS PENTAGONALES CON DOS NITROGENOS

Pirazol y derivados

El pirazol es un sólido cristalino, soluble en agua y casi insoluble en éter de

petróleo. Los derivados más importantes del pirazol son las pirazolonas,

especialmente las cetonas en posición 5. De ella se derivan, entre las mas

importantes, la antipirina, el piramidon y la butazolidina. La antipirina es un

antipirético. El piramidón, además de antipirético, en una época se consideró

el mejor agente antiinflamatorio y equivalente a la aspirina para tratar fiebre reumática

aguda. La butazolidona es un antiinflamatorio eficaz, pero su toxicidad impide el

tratamiento a largo plazo. Se utiliza para tratar artritis reumatoidea y trastornos afines.

Imidazol y derivados

El imidazol es soluble en agua y casi insoluble en éter de petróleo. El

aminoácido histidina o β-imidazol alanina, la histamina, las hidantoinas y la

alantoina son algunos ejemplos de derivados imidazólicos. La vitamina B1

contiene un anillo imidazólico

NN

Pirazol

N

N

Imidazol

Compuestos Heterocíclicos

97

COMPUESTOS HETEROCICLICOS PENTAGONALES CON DOS

HETEROATOMOS: NITROGENO Y OXIGENO, NITROGENO Y AZUFRE

Oxasol y Tiazol

Tanto el oxasol como el tiazol son bases débiles. Las azlactonas contienen el anillo

oxazolona-5 y son importantes productos intermedios en la síntesis de los L-aminoácidos.

Algunas sulfas se derivan del oxazol como la sulfametoxazol y la sulfisoxazol y el

sulfatiazol se deriva del tiazol

COMPUESTOS HETEROCICLICOS HEXAGONALES CON DOS

HETEROATOMOS

Con dos nitrógenos: Diazinas

Las diazinas son la piridazina, la pirimidina y la pirazina. La pirimidina forma parte de la

constitución de numerosos derivados como las purinas, el ácido úrico, los barbitúricos y

varios agentes antibacterianos y antipalúdicos, algunas vitaminas, así como algunos

nucleótidos

O

N

S

N

Oxazol Tiazol

N1

2

N34

5

6

N

N NN

Pirimidina Pirazina Piridazina

Compuestos Heterocíclicos

98

La piperazina es la pirazina totalmente hidrogenada y se utiliza en el tratamiento de la gota

y la artritis, por formar una combinación soluble con el ácido úrico. Se le atribuyen,

también, propiedades antihelmínticas

Con nitrógeno y oxígeno y azufre: Oxazinas y tiazinas

Los compuestos de mas interés, dentro de este grupo, corresponden a los que tienen los

heteroátomos en la posicón 1,4 como la Oxazina-1,4 y la Tiamina-1,4

La morfolina o tetrahidrooxazina-1,4 es un líquido incoloro, soluble en agua,

moderadamente básica y del cual se deriva el 2-morfoliniletanol, el cual se utiliza en la

preparación de agentes antihistamínicos, antiespasmódicos y anestésicos locales. Semejante

a la morfolina es la tiamorfolina

Con dos oxígenos: Dioxanos

El dioxano-1,4 es el de mayor interés. Es un líquido incoloro, higroscópico y

tóxico. Es soluble en agua y muchos líquidos orgánicos, lo que lo hace un buen

disolvente de grasas, resinas, celuloide, colorantes, etc.

COMPUESTOS HETEROCICLICOS PENTAGONALES Y HEXAGONALES CON

MAS DE DOS HETEROATOMOS

Los triazoles son pentagonales y un derivado importante de ellos es el tetrazol del cual se

deriva a su vez, el cardiazol o pentametilentetrazol que es utilizado como analéptico

O

N

S

N

O

N

CH2-CH2-OH

S

N

Oxaxina-1,4 Tiazina-1,4 2-Morfoliniletanol Tiamorfolina

O

ODioxano

Compuestos Heterocíclicos

99

(estimulante del Sistema Nervioso Central, agente restaurador), soluble en agua. Las

triazinas y tetrazinas son hexagonales

COMPUESTOS HETEROCICLICOS CON ANILLOS CONDENSADOS

Con dos anillos condensados

El indol es un sólido cristalino, soluble en muchos disolventes orgánicos. Es un producto

probable del desdoblamiento del triptófano y se elimina por las heces. El escatol o β-

metilindol es el componente de olor mas intenso de las heces humanas. La cumarona es un

líquido incoloro, mientras que el tionafteno es sólido. Las estructuras del indol, cumarona y

tionafteno son las siguientes:

La quinolina puede considerarse como producto de la condensación de benceno y piridina

con el nitrógeno, o bien como resultado de sustituir en el naftaleno un –CH- por un

NN

N

NN

N

Tetrazol Cardiazol

N O Sα

βα

β

α

β

Indol Cumarona Tionafteno(Benzopirrol) (Benzofurano) (Benzotiofeno)

Compuestos Heterocíclicos

100

nitrógeno. Es un líquido incoloro, con olor que recuerda a la piridina, soluble en solventes

orgánicos y ligeramente soluble en agua. Es un aromático

La quinina es el principal alcaloide de la quina o corteza del quino, árbol nativo de ciertas

regiones de América del Sur. La quinina en su estructura contiene un anillo quinolínico. La

dibucaína, en forma de clorhidrato, es un anestésico local quinolínico, y es el más potente,

más tóxico y de acción más duradera de los anestésicos locales comúnmente empleados.

Del cromeno dihidrogenado o cromano se derivan compuestos de gran interés como el

flavano o 2-metilcromano. Las flavonas e isoflavonas son pigmentos amarillos muy

repartidos en la naturaleza

Los tocoferoles, grupo de compuestos constituyentes de la vitamina E, son derivados del

cromano. El más activo y ampliamente distribuido de ellos es el α-tocoferol.

La purina es una sustancia aromática, incolora, muy soluble en agua

y escasamente soluble en solventes orgánicos. La adenina o 6-

aminopurina y la guanina o 2-amino-6-oxopurina son bases

nitrogenadas púricas que se encuentran en la mayoría de los

nucleótidos. La xantina o 2,6-dihidroxipurina, al igual que la

hipoxantina o 6-hidroxipurina se encuentran en pequeñas cantidades

en diversos fluidos animales y en algunas visceras. Tanto la hipoxantina como la xantina

son productos intermedios del catabolismo de las purinas.

Los alcaloides purínicos derivados N-metilados de la xantina son la teofilina o 1,3-

dimetilxantina, la teobromina o 3,7-dimetilxantina y la cafeína o 1,3,7-trimetilxantina. Los

N O S

Quinolina Cromeno Tiocromeno

N1

2N3

4

5

6N7

8

N9

Purina

Compuestos Heterocíclicos

101

tres alcaloides son diuréticos. Las bebidas xantínicas que tienen mas popularidad son el

café, el té, el cacao y las bebidas con sabor a cola. El café y el té contienen cafeína y el

cacao contiene teobromina. La teofilina fue descubierta en el extracto del té. Las bebidas

xantínicas son una fuente dietética de estimulación del Sistema Nervioso Central lo que

explica su popularidad. Las bebidas xantínicas suelen prohibirse a los pacientes hipertensos

y a los que padecen úlcera péptica. La estimulación del Sistema Nervioso Central produce

inquietud y trastornos del sueño y estimulación del miocardio.

El ácido úrico es un sólido cristalino blanco y poco soluble

en agua. Se encuentra en los cálculos urinarios, en la orina

humana, en los excrementos de las aves y reptiles y en los

tejidos de los enfermos de gota (niveles altos de ácido úrico

en sangre y orina)

Con tres anillos condensados

La acridina o dibenzopiridina junto con su isómero fenantridina, da lugar a derivados de

gran interés terapéutico como agentes antipalúdicos. A partir de la fenotiazina se deriva el

azul de metileno que tiene propiedades antisépticas. El azul de metileno, además, es un

germicida débil y se utiliza como antídoto en la intoxicación con cianuro debido a que en

concentraciones elevadas convierte el hierro ferroso de la hemoglobina reducida en hierro

férrico. La isoaloxaxina es parte importante de la coenzima Flavin Adenin dinucleótido o

FAD que participa en muchos procesos oxidativos metabólicos

N1

2

N3

4

56 N

7

8

N9

OH

OH

HO

Acido úrico

N N

S

N

N

N

N

O

O

Acridina Fenotiazina Isoaloxazina