Heterociclos_2015-2

7/25/2019 Heterociclos_2015-2

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QUIMICAORGANICA

COMPUESTOS

HETEROCICLIC


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Universidad del Atlntico

Facultad de Ciencias Bsicas

Departamento de Qumica

1. Introduccin

2. Nomenclatura

3. Anillos de tres miembros4. Anillos de cuatro miembros

5. Furano, Pirrol y Tiofeno

. Anillos condensados de cinco miembros

!. A"oles

#. $ru%o de las %iridinas

&. 'uinolinas e iso(uinolinas

1).*ia"inas y s+Tria"ina

11. Alunos -eterociclos de inters


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Productos de orien natural

F/rmacos sintticos

0istemas de inters terico.

*esem%ean un %a%el fundamental en %rocesos itales

erencia, res%iracin, accin sobre el 0N

Alcaloides de uso clnico

Nicotina, ocana, 'uinina, 6metina, etc.

erbicidas, colorantes, luminforos, etc.

Antibiticos7 %enicilina y cefalos%orina

8itaminas7 riboflaina y la biotina

Intermedios en la sntesis or/nica.


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6l 4)+5)9 de todas las %ublicaciones dedicadas a la(umica or/nica corres%onde a la (umica de loscom%uestos -eterocclicos.

6:isten tres reistas es%eciali"adas ;nicamente en la(umica de los sistemas -eterocclicos7

?

?

.

Inmenso olumen de material nueo

*ificultades en la sistemati"acin e inter%retacin


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om%uestos cclicos cuyos anillos est/n formados,adem/s del carbono e -idreno, %or otroBsC elementoBsCcomo el nitreno, el o:eno, el a"ufre, etc.

$eneralmente, se diiden en tres randes ru%os7aC etero%arafinas B-eterociclos alif/ticosC?bC eteroolefinas B-eterociclos insaturadosC? y,cC eterociclos arom/ticos Bmono o %olicclicosC.

Dos -eterociclos arom/ticos son com%uestos (ue, aun(ueteniendo un -etero/tomo en su anillo, conseran ciertas%ro%iedades t%icas de la (umica del benceno.


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0istemas de electrones

1. lasificacin de AlbertDa com%uestos -eterocclicos arom/ticos B-eteroaromaticosC se diiden en dos ru%os cuyasestructuras est/n relacionadas con el benceno.

os /tomos de carbono del anillo sean deficientes o e:cedentes en electrones con res%ecto a los

/tomos de carbono del benceno Bcero %or definicinC.

Ena cara neta %ositia indica un dficit en electrones y una neatia un e:ceso


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0istemas de electrones

1. lasificacin de Albert

A estas dos clases de com%uestos les corres%onden reactiidades com%lementarias7

+deficientes +e:cedentes

Hetarinas Si (1) No

Hidratacin covalente Si (2) No

Reacciones electrfilas (ej. Br+) Peor que el benceno ejor (!)

Reacciones nuclefilas (ej. NH2) Si (") No

SN#r Hal$eno %vil (&) Hal$eno 'oco reactivo


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om%uestos eterocclicosSon compuestos orgnicos cclicos en los que unoo ms carbonos del anillo han sido reemplazados por un heterotomo nitrgeno, azufre, oxigeno.

%irrol 'irrolidina imida"ol tiofeno tiolano tia"ol furano tetraidrofurano

NH

NH

S S * *

N

NH

N

S

%iridina 'i'eridina %irimidina %ira"ina 4H+%iranotetraidro'irano

a"e%ina

N NH

N

N

* *

N

N

N

1,4+dia"e%ina

N

N

NN

*

cromano indol (uinolina iso(uinolina

NH

N

N

N

N %urina %teridina

N

N

N

NH


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#l$unos co%'uestos eterocclicos se conocen ace ,a %uco tie%'o.

-n los anales de la qu%ica %oderna los co%'uestos or$/nicos se no%braban

sin se$uir nin$0n ti'o de re$las de no%enclatura.

na $ran cantidad de eterocclicos fueron aislados de 'roductos naturales 'or

eso %ucos de sus no%bres reflejan el no%bre de la 'lanta de donde fueron

etrados (no%bres triviales) o sus 'ro'iedades.

3os no%bres triviales lo$raron tal ace'tacin entre los qu%icos que fue

'r/ctica%ente i%'osible ca%biarlos cuando 'or convencin internacional se a'rob

la no%enclatura siste%/tica de 4P#5. 4nter%edios en la sntesis or$/nica.

NH N

S N

N

O

(1) (2) (3) (4) (5)


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No%enclatura de Hant6sc7id%an.

3os etero/to%os 'resentes en el anillo se indican 'or %edio de un 'refijo.

Heterotomo

O N S Se Te P As Si

Prefjo oxa aza tia selena

telura

fosfa arsa sila

Para indicar el ta%a8o del anillo , en al$unos casos su $rado de insaturacin se

utili6a un sufijo.

tomosen elciclo

Compuestos

insaturados

Compuestos

saturadoscon

nitrgenocon otro

connitrgeno

con otro

3 irina ireno iridina irano

eto eto etidina etano

! ol ol olidina olano


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Para anillos monocclicos la no%enclatura a'ro'iada se deriva co%binando un'refijo , sufijo a'ro'iado a deter%inada ra6 se$0n las si$uientes re$las.

a) -l ta%a8o del anillo se denota %ediante la ra6 adecuada seleccionada de la

tabla #1.


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Ra&z ( ter)ina*i+n ,su-.o/

Anillos 0ue *ontienennitr+1eno

Anillos sin nitr+1eno

Ta)a2odel

anillo

Ra&z

Insaturadoa Saturados Insaturados

a Saturados

3 ir# #irina #iridina #irena #irano

#et# #eta #etidina #ete #etano

! #ol# #ol #olidina #ol #olano" #in# #ina #in #ano

$ #e%# #e%ina #e%in #e%ano

4 #o*# #o*ina #o*in #o*ano

5 #on# #onina #onin #onano

67 #e*# #e*ina #e*in #e*ano

a5orres'ondiente al nu%ero %/i%o de dobles enlaces eclu,endo dobles enlices acu%uladosb Se e'resa %ediante el 'refijo 9'eridro: unido al no%bre del co%'uesto insaturadocorres'ondiente


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Para anillos monocclicos

b) 3a naturale6a del etero/to%o se denota %ediante 'refijos co%o oo tio

o a6a 'ara o$eno a6ufre o nitr$eno res'ectiva%ente. 3a %ulti'licidad del

%is%o etero/to%o se desi$na %ediante un 'refijo adicional co%o di tri etc.5uando eisten dos o %/s etero/to%os distintos se no%bran en el si$uiente

orden; * < S < N= 'or eje%'lo oa6o , tia6o.

c) -l $rado de insaturacin se es'ecifica en el sufijo co%o se observa en la

tabla #1. -s conveniente observar que el sufijo se %odifica li$era%ente cuando

no a, nitr$eno en el anillo eterocclico.

d) 3a nu%eracin del anillo co%ien6a con el etero/to%o de %a,or 'rioridad

, 'rosi$ue alrededor del anillo 'ara dar los n0%eros %enores 'osibles a los otros

etero/to%os o sustitu,entes.


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-stas re$las se ilustran en los si$uientes eje%'los

SO2

O

O

N

S

CH3

S

S

O

686#di+xido de tireno 3#)etiloxe%ina exo*ano 3#)etil9exa9idro#683#tiaze%ina

tieto 68:#oxatiolano


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5uando el %is%o no%bre sirve 'ara dos o %/s siste%as de anillos is%eros con el

n0%ero %/i%o de dobles enlaces no acu%ulativos , dico no%bre 'uede acersees'ecfico indicando la 'osicin de uno %/s /to%os de idr$eno en la estructura

se %odifica el no%bre %ediante un n0%ero se$uido 'or una letra H ca'ital cursiva

'ara cada uno de dicos /to%os de idr$eno. >icos s%bolos suelen 'receder al

no%bre.

N Oe NH

Oe N Oe

:#)etoxi#3H #aze%ina :#)etoxi#6H #aze%ina :#)etoxi#H #aze%ina


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ucos de los siste%as de anillos eterocclicos co%unes tienen no%bres triviales

que se retienen en la no%enclatura siste%/tica. 3a %a,ora de ellos se utili6an a lolar$o del curso.

N

NH

N

N

O

i)idazol

,683#diazol/

%iridazina

,68:#diazina/

tetra9idrofurano

,oxolano/


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3os sistemas %olicclicosse no%bran se$0n las si$uientes re$las.12

e) Se eli$e el no%bre del eteroanillo co%o el co%'uesto b/sico , se a8ade co%o

'refijo el no%bre del anillo unido a ?l. Por eje%'lo;

N

S6

:

3

!

"

$

enzotiazol


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3os sistemas %olicclicos

f) #l ele$ir el anillo b/sico o funda%ental cuando a, dos %/s eteroanillos

'resentes se da 'referencia al anillo que conten$a nitr$eno con res'ecto al anilloque conten$a o$eno (, al o$eno con res'ecto al a6ufre). No obstante al no%brar

co%'uestos 'olicclicos cuando se encuentra 'resente un etero/to%o de o$eno

se le concede el n0%ero %enor se$0n la re$la i).

N

N O

O

difuro%irazina

6

:

3!

"

$4


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$) Se da 'referencia al siste%a de anillo eterocclico de %a,or ta%a8o que ten$a

no%bre sencillo. -n el si$uiente eje%'lo el no%bre correcto es ben6oquinolina , nonafto'iridina.

N6

:

3

!"

$

4

5 67

enzo0uinolina


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) 3a estructura que se e%'le 'ara ilustrar la re$la $) no se identifica total%ente 'or

el no%bre de ben6oquinolina ,a que es necesario indicar en el no%bre la 'osicin enque est/n unidos los anillos. Para ello se colocan letras a los lados del anillo b/sico

(quinolina); a b c etc co%en6ando en el enlace 12= el $ru'o ben6o se encuentra

unido al enlace $ , esto se indica en el no%bre.

Na

*def

19 i .

enzo;1


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-n el eje%'lo que se dio 'ara la re$la f) eiste otra co%'licacin 'orque la 'osicin

de la unin de los anillos debe es'ecificarse 'ara cada uno de ellos. 3a si$uientedeno%inacin de la estructura con nu%eracin , letras adecuadas 'er%itir/ ilustrar lo

anterior.

N

N O

O

O

O

N

N

difuro;:83# = :>83>#e


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Ha, que observar que una estructura is%era deber/ no%brarse co%o si$ue= la

nu%eracin individual del anillo funda%ental , de los anillos subsidiarios se$uir/n el%is%o orden a trav?s de los 'untos de unin co%o si se %e6clasen

N

NO O:> :

33>

e

difuro;:83#= 3>8:>#e


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i) #l enu%erar la 'eriferia de un co%'uesto orientar 'ri%era%ente si$uiendo ciertas

re$las.1) -l %a,or n0%ero de anillos debe encontrarse a lo lar$o del eje ori6ontal.

orienta*i+n *orre*ta orienta*i+n in*orre*ta


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re$las.b) >e los de%/s anillos la %a,ora debe encontrarse acia arriba , a la

dereca del eje ori6ontal.



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re$las.3a nu%eracin co%ien6a 'or el anillo su'erior situado a la dereca , contin0a

en el sentido de las %anecillas del reloj sin tener en cuenta las uniones de los

anillos.

6

:

3

!

"$

4

5

67


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re$las.5uando los de%/s factores son i$uales la orientacin de los anillos debe ser

tal que el etero/to%o ten$a el %enor n0%ero 'osible.

N

N


6

:

3

!

"

$

4 6

:

3

!

"

$

4


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re$las.# continuacin se dan al$unos eje%'los que se encuentran con frecuencia.

N

N

N

N

N

N

:

3

!

"$

4

5

67

fenantridina

:

3

!

"

$

4

:

3

!

"

$

4

%teridinaiso0uinolina

6 6


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>esde el 'unto de vista del orbital %olecular estas %ol?culas 'ueden describirse

co%o for%adas 'or 'enta$onos 'lanares con /to%os de carbono de ibridacin s'

2

.5ada uno de los cuatro /to%os de carbono tiene un electrn en el orbital '6 , el

etero/to%o tiene dos electrones '.

-stos orbitales ' se su'er'onen

'roduci?ndose nubes 'or enci%a , 'or debajo

del anillo (co%o en el eje%'lo del 'irrol @4A= co%olas nubes contienen electrones eiste una

ca'a estable , cerrada de electrones (el Cseteto

aro%/ticoC) que da estabilidad al anillo.

INTG*EIHN

NH

HH

H

H;!

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