Upload
aldeir-de-los-reyes
View
215
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
7/25/2019 Heterociclos_2015-2
1/53
QUIMICAORGANICA
COMPUESTOS
HETEROCICLIC
7/25/2019 Heterociclos_2015-2
2/53
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
7/25/2019 Heterociclos_2015-2
3/53
Universidad del Atlntico
Facultad de Ciencias Bsicas
Departamento de Qumica
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.
7/25/2019 Heterociclos_2015-2
4/53
Universidad del Atlntico
Facultad de Ciencias Bsicas
Departamento de Qumica
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
7/25/2019 Heterociclos_2015-2
5/53
Universidad del Atlntico
Facultad de Ciencias Bsicas
Departamento de Qumica
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.
$eneralmente, se diiden en tres randes ru%os7aC etero%arafinas B-eterociclos alif/ticosC?bC eteroolefinas B-eterociclos insaturadosC? y,cC eterociclos arom/ticos Bmono o %olicclicosC.
Dos -eterociclos arom/ticos son com%uestos (ue, aun(ueteniendo un -etero/tomo en su anillo, conseran ciertas%ro%iedades t%icas de la (umica del benceno.
7/25/2019 Heterociclos_2015-2
6/53
Universidad del Atlntico
Facultad de Ciencias Bsicas
Departamento de Qumica
0istemas de electrones
1. lasificacin de AlbertDa com%uestos -eterocclicos arom/ticos B-eteroaromaticosC se diiden en dos ru%os cuyasestructuras est/n relacionadas con el benceno.
os /tomos de carbono del anillo sean deficientes o e:cedentes en electrones con res%ecto a los
/tomos de carbono del benceno Bcero %or definicinC.
Ena cara neta %ositia indica un dficit en electrones y una neatia un e:ceso
7/25/2019 Heterociclos_2015-2
7/53
Universidad del Atlntico
Facultad de Ciencias Bsicas
Departamento de Qumica
0istemas de electrones
1. lasificacin de Albert
A estas dos clases de com%uestos les corres%onden reactiidades com%lementarias7
+deficientes +e:cedentes
Hetarinas Si (1) No
Hidratacin covalente Si (2) No
Reacciones electrfilas (ej. Br+) Peor que el benceno ejor (!)
Reacciones nuclefilas (ej. NH2) Si (") No
SN#r Hal$eno %vil (&) Hal$eno 'oco reactivo
7/25/2019 Heterociclos_2015-2
8/53
om%uestos eterocclicosSon compuestos orgnicos cclicos en los que unoo ms carbonos del anillo han sido reemplazados por un heterotomo nitrgeno, azufre, oxigeno.
%irrol 'irrolidina imida"ol tiofeno tiolano tia"ol furano tetraidrofurano
NH
NH
S S * *
N
NH
N
S
%iridina 'i'eridina %irimidina %ira"ina 4H+%iranotetraidro'irano
a"e%ina
N NH
N
N
* *
N
N
N
1,4+dia"e%ina
N
N
NN
*
cromano indol (uinolina iso(uinolina
NH
N
N
N
N %urina %teridina
N
N
N
NH
7/25/2019 Heterociclos_2015-2
9/53
Universidad del Atlntico
Facultad de Ciencias Bsicas
Departamento de Qumica
#l$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$/nica.
NH N
S N
N
O
(1) (2) (3) (4) (5)
7/25/2019 Heterociclos_2015-2
10/53
Universidad del Atlntico
Facultad de Ciencias Bsicas
Departamento de Qumica
No%enclatura de Hant6sc7id%an.
3os etero/to%os 'resentes en el anillo se indican 'or %edio de un 'refijo.
Heterotomo
O N S Se Te P As Si
Prefjo oxa aza tia selena
telura
fosfa arsa sila
Para indicar el ta%a8o del anillo , en al$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
7/25/2019 Heterociclos_2015-2
11/53
Universidad del Atlntico
Facultad de Ciencias Bsicas
Departamento de Qumica
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.
7/25/2019 Heterociclos_2015-2
12/53
Universidad del Atlntico
Facultad de Ciencias Bsicas
Departamento de Qumica
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
7/25/2019 Heterociclos_2015-2
13/53
Universidad del Atlntico
Facultad de Ciencias Bsicas
Departamento de Qumica
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.
7/25/2019 Heterociclos_2015-2
14/53
Universidad del Atlntico
Facultad de Ciencias Bsicas
Departamento de Qumica
Para anillos monocclicos
-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
7/25/2019 Heterociclos_2015-2
15/53
Universidad del Atlntico
Facultad de Ciencias Bsicas
Departamento de Qumica
Para anillos monocclicos
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$eno. >icos s%bolos suelen 'receder al
no%bre.
N Oe NH
Oe N Oe
:#)etoxi#3H #aze%ina :#)etoxi#6H #aze%ina :#)etoxi#H #aze%ina
7/25/2019 Heterociclos_2015-2
16/53
Universidad del Atlntico
Facultad de Ciencias Bsicas
Departamento de Qumica
Para anillos monocclicos
ucos de los siste%as de anillos eterocclicos co%unes tienen no%bres triviales
que se retienen en la no%enclatura siste%/tica. 3a %a,ora de ellos se utili6an a lolar$o del curso.
N
NH
N
N
O
i)idazol
,683#diazol/
%iridazina
,68:#diazina/
tetra9idrofurano
,oxolano/
7/25/2019 Heterociclos_2015-2
17/53
Universidad del Atlntico
Facultad de Ciencias Bsicas
Departamento de Qumica
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
7/25/2019 Heterociclos_2015-2
18/53
Universidad del Atlntico
Facultad de Ciencias Bsicas
Departamento de Qumica
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
7/25/2019 Heterociclos_2015-2
19/53
Universidad del Atlntico
Facultad de Ciencias Bsicas
Departamento de Qumica
3os sistemas %olicclicos
$) Se da 'referencia al siste%a de anillo eterocclico de %a,or ta%a8o que ten$a
no%bre sencillo. -n el si$uiente eje%'lo el no%bre correcto es ben6oquinolina , nonafto'iridina.
N6
:
3
!"
$
4
5 67
enzo0uinolina
7/25/2019 Heterociclos_2015-2
20/53
Universidad del Atlntico
Facultad de Ciencias Bsicas
Departamento de Qumica
3os sistemas %olicclicos
) 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
7/25/2019 Heterociclos_2015-2
21/53
Universidad del Atlntico
Facultad de Ciencias Bsicas
Departamento de Qumica
3os sistemas %olicclicos
-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
7/25/2019 Heterociclos_2015-2
22/53
Universidad del Atlntico
Facultad de Ciencias Bsicas
Departamento de Qumica
3os sistemas %olicclicos
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
7/25/2019 Heterociclos_2015-2
23/53
Universidad del Atlntico
Facultad de Ciencias Bsicas
Departamento de Qumica
3os sistemas %olicclicos
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$o del eje ori6ontal.
orienta*i+n *orre*ta orienta*i+n in*orre*ta
7/25/2019 Heterociclos_2015-2
24/53
Universidad del Atlntico
Facultad de Ciencias Bsicas
Departamento de Qumica
3os sistemas %olicclicos
i) #l enu%erar la 'eriferia de un co%'uesto orientar 'ri%era%ente si$uiendo ciertas
re$las.b) >e los de%/s anillos la %a,ora debe encontrarse acia arriba , a la
dereca del eje ori6ontal.
orienta*i+n *orre*ta orienta*i+n in*orre*ta
7/25/2019 Heterociclos_2015-2
25/53
Universidad del Atlntico
Facultad de Ciencias Bsicas
Departamento de Qumica
3os sistemas %olicclicos
i) #l enu%erar la 'eriferia de un co%'uesto orientar 'ri%era%ente si$uiendo ciertas
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
7/25/2019 Heterociclos_2015-2
26/53
Universidad del Atlntico
Facultad de Ciencias Bsicas
Departamento de Qumica
3os sistemas %olicclicos
i) #l enu%erar la 'eriferia de un co%'uesto orientar 'ri%era%ente si$uiendo ciertas
re$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
orienta*i+n *orre*ta orienta*i+n in*orre*ta
6
:
3
!
"
$
4 6
:
3
!
"
$
4
7/25/2019 Heterociclos_2015-2
27/53
Universidad del Atlntico
Facultad de Ciencias Bsicas
Departamento de Qumica
3os sistemas %olicclicos
i) #l enu%erar la 'eriferia de un co%'uesto orientar 'ri%era%ente si$uiendo ciertas
re$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
7/25/2019 Heterociclos_2015-2
28/53
Universidad del Atlntico
Facultad de Ciencias Bsicas
Departamento de Qumica
>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;!