ej-2-1
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Ejercicios correspondientes al tema 2
ALIFTICOS
1 La adrenalona, es un frmaco simpatomimtico que se usa como vasoconstrictor. Su sntesis se puede llevar a cabo a partir del catecol (1,2-dihidroxibenceno), el cual con cido cloroactico en presencia de oxicloruro de fsforo sufre un reaccin de acilacin. Posteriormente, el tratamiento con metilamina conduce a la adrenalona. Escribe las reacciones qumicas descritas.
OH CH3 NH OAdrenalona
OH
SOLUCINOH+
Cl O
OH
POCl3 Cl O
OH OH
OH
CH3NH2 CH3 SN2 NH OAdrenalona
OH OH
2. El antiulceroso zolimidina es el resultado de una reaccin de ciclacin entre el precursor A y la 2-aminopiridina.N NH2+
dioxanoA
N NZolimidina
O S CH3 O
a) b)
Escribe la estructura del compuesto A sabiendo que su frmula molecular es C9H9BrSO3. Propn un nombre I.U.P.A.C. para el compuesto A.
SOLUCIN a)O Br O S CH3 O
b)
Nombre I.U.P.A.C. del compuesto A: 2-bromo-1-(4-metanosulfonilfenil)-etanona
3 Las sulfonilureas comprenden un amplio grupo de frmacos que se emplean teraputicamente como antidiabticos orales. En la sntesis de la sulfonilurea hipoglucemiante tolbutamida son posibles las dos aproximaciones sintticas que se muestran a continuacin. a) Predice las estructuras de los compuestos. b) Sugiere un mecanismo para la conversin de la tolueno-4-sulfonamida en la tolbutamida segn la aproximacin sinttica II.O ClI)
OEt A
CH3
SO2NH2
H2N
CH3
Tolbutamida
Na2CO3
O C NII)
CH3
SO2NH2
CH3
Tolbutamida
SOLUCIN a) Va IO Cl CH3 SO2NH2 Na2CO3 OEt CH3A
O SO2NHC OEt
O H2N CH3 CH3 SO2NH C NHTolbutamida
CH3
Va IIO CH3 SO2NHC NHTolbutamida
O C N CH3 SO2NH2
CH3
CH3
Mecanismo de la conversin de la 4-toluenosulfonamida en tolbutamida.O C N CH3 SO2NH2 CH3 O H O S N C N O H
CH3
CH3
O CH3 SO2NHC NH CH3Tolbutamida
4
La tolazamida, compuesto utilizado teraputicamente como antidiabtico oral, pertenece a un amplio grupo de frmacos que contienen en su estructura el sistema bencenosulfonilurea. a) Escribe las frmulas estructurales del compuesto A y de la tolazamida. b) Cmo sintetizaras la p-toluensulfonamida de partida?
O Cl CH3 SO2NH2 Na2CO3 OEtA
HNTolazamida
SOLUCIN a)CH3 Cl O OEt CH3 O SO2NH2 Na2CO3 SO2NHCOOEtA
CH3
HN
SO2NHC NTolazamida
b)CH3 ClSO3H CH3 NH3 SO2Cl SO2NH2p-Toluensulfonamida
CH3
5 Cmo llevaras a cabo la siguiente transformacin, que forma parte de una sntesis de compuestos relacionados con la vitamina D?
Me OH
Me OTBDMS
O(TBDMS = terc-butildimetilsililo)
Me Me
Me Me Me
H CH2Vitamina D
HO
SOLUCINMe OH Me OTBDMS
OClTBDMS/imidazol
CrO3 H3O+ Me OTBDMS
Me OTBDMS B2H6 H2O2 / OH
OH
6 La siguiente secuencia de reacciones forma parte de una sntesis de compuestos anlogos a la vitamina D. Cul es la estructura de los compuestos A y B?
O CH3 C O CH2 MeO
Me LiAlH4 O H3O+A PCC B
exceso
SOLUCINO CH3 C O CH2 MeO O Me LiAlH4 H3O+ MeO
HO CH2
Me
OH
A
HPCC
Me
O
C O
exceso MeOB
7 La vitamina D3 tiene dos funciones biolgicas importantes: controla el metabolismo del calcio, incluyendo la absorcin de calcio en el intestino y la reabsorcin del mismo en los huesos, as como tambin est involucrada en los procesos de divisin y diferenciacin celular. A continuacin se muestra una pequea parte de un proyecto sobre la sntesis de compuestos que tengan la habilidad de afectar la proliferacin celular sin alterar el metabolismo del calcio. Propn las estructuras de los reactivos y los productos que faltan.Me Me H H CH2 HOvitamina D3 A
Me Me
H OB
Me Me
OH
O
H HO
H
TsCl (1 equiv)C
TBMSCl imidazol
D
piridina
SOLUCINO3/Zn/AcHA
Me Me
OTs
Me Me
OTs
LiAlH4/H3O+B
H OHC
H OTBDMSD
8
Asigna una estructura a los compuestos A y B de la siguiente secuencia de reacciones utilizada para la obtencin de un intermedio de la sntesis de la biotina, vitamina H.
O HN S NH COOH HBiotina
O O
MeOH
A
PCC
B
SOLUCINO O CH3OH OCH3 PCCA
H O O OCH3B
HO O
a) b)
Escribe la estructura del compuesto A sabiendo que su frmula molecular es C9H9BrSO3. Propn un nombre I.U.P.A.C. para el compuesto A.
SOLUCIN a)O Br O S CH3 O
b)
Nombre I.U.P.A.C. del compuesto A: 2-bromo-1-(4-metanosulfonilfenil)-etanona
9
La cimetidina (tagamet) fue el primer antihistamnico H2 con utilidad teraputica, que presenta un importante efecto antiulceroso sobre la lcera pptica, y cuyo descubrimiento fue resultado del diseo racional de antagonistas de los receptores H2 de la histamina por farmacomodulacin. La cimetidina es una guanidina preparada por Smith, Kline y French a partir de 3-oxobutanoato de etilo.CH3 HN N H N
S
C N
NHCH3 CN
Cimetidina
a) Aplica el anlisis retrosinttico para la obtencin de la molcula de cimetidina.
b) Completa la serie de reacciones con los compuestos que faltan.
CH3 O
COOCH2CH3
SO2Cl2A
HCONH2
B
LiAlH4
CH3 H N N
OH
C6H9ClO3
C7H10N2O2
SOLUCIN a) Anlisis retrosinttico 1 desconexinCH3 HN N H N NHCH3 CN CH3 HN N NH2
S
C N
S
2 desconexin
CH3 HN N
S
NH2
CH3 HN N
OH+
HS
NH2
b)CH3 O SO2Cl2 Cl CH3 OA
COOCH2CH3
COOCH2CH3
HCONH2
HCONH2
CH3 H N
COOCH2CH3 NB
LiAlH4
CH3 H N N
OH
10
La warfarina es un anticoagulante oral de estructura cumarnica, que se sintetiza en un solo paso segn la siguiente reaccin:
O
O+
piridina
Warfarina
OH4-Hidroxi-croman-2-ona
CH3 O4-fenil-3-buten-2-ona
4-hidroxicumarina
benzalacetona
a) b)
Escribe la estructura del producto de esta reaccin, la warfarina. Propn algn mecanismo que explique esta reaccin.
SOLUCIN a)O O4-hidroxi-3-(3-oxo-1-fenilbutil)cromen-2-ona
OH O
CH3
Warfarina
b)O O O CH3 OHOMichael
O
O
OO O O
H O
CH3
Warfarina
O
CH3 OH
OH O
CH3
11
En la sntesis del anticoagulante F se ha seguido el esquema siguiente:
A + B
a
CH2N CHC
b
D c
CH2 N CH2 (CH2)5 NH2F
d
CH2N CH2 (CH2)4 CNE
a) b)
Completa la secuencia de reacciones, indicando los reactivos e intermedios. Sugiere otra sntesis para el compuesto F, partiendo del producto D y del anhdrido ftlico.
SOLUCIN a)O HC+
CH2 NH2A
Ha B
CH2 N CHC
H2 / Pd b
CH2 N CH2 HD
ClCH2(CH2)3CNc
CH2 N CH2 (CH2)4 CNE
LiAlH4d
CH2 N CH2 (CH2)5 NH2F
b)
Si consideramos los productos de partida de esta nueva sntesis, deberemos obtener primero, a partir del anhdrido ftlico, la ftalimida potsica y continuar, luego, con la sntesis de Gabriel de aminas primarias. Obtencin de la ftalimida potsica:O O OAnhdrido ftlico
O NH3 NH O KOH
O N K OFtalimida potsica
Sntesis de Gabriel:O N K O + Br(CH2)5Br O N (CH2)5 Br O
Ph CH2N CH2Ph HD
O N (CH2)5 N O
CH2Ph CH2Ph
O N (CH2)5N O
CH2Ph CH2Ph
O NH2NH2 Ph CH2N CH2Ph (CH2)5 NH2F+
NH NH O
12 La siguiente sntesis se llev a cabo en el transcurso de un estudio del mecanismo de accin de la vitamina B12 (cianocobalamina) en el cuerpo humano Cmo llevaras a cabo las transformaciones que se muestran?
Cl O
CH3
O
CH2 CH3
CH2CH(CO2Et)2 O CH3
SOLUCINCl O CH3 BrMgCH=CH2 O CH2 CH3 B2H6 H2O2/OH O CH2OH CH3
PBr3 O
CH2Br CH3
CH2(CO2Et) EtONa/EtOH O
CH2CH(CO2Et)2 CH3
13
La sntesis total del diurtico osmtico trometamol se realiza a partir de nitrometano y formaldehdo en dos etapas, tal y como se recoge en el esquema siguiente.NH2 C CH2OH CH2OH
H CH3 NO2+
C O H
KOH
A
H2Ni Raney
HOCH2
Trometamol
a) Determina la estructura y el nombre del compuesto A. b) Cul es el nombre I.U.P.A.C. del trometamol? c) A qu tipo de reaccin orgnica pertenece la primera reaccin de esta sntesis?
SOLUCIN a)HOCH2A
NO2 C CH2OH CH2OH
2-hidroximetil-2-nitro-1,3-propanodiol
b) Trometamol : c)
2-amino-2-hidroximetil-1,3-propanodiol
Adicin nucleoflica al grupo carbonilo: Los hidrgenos del metilo del nitrometano son cidos, formndose el anin correspondiente con el hidrxido de potasio. Este anin acta como nuclefilo, adicionndose sobre el carbonilo del metanal. Tres moles de metanal reaccionan sucesivamente con los aniones que forma el nitrometano, segn van perdindose sus tomos de hidrgeno.
14 Cmo llevaras a cabo la siguiente transformacin, cuya finalidad es la sntesis de compuestos relacionados con el control de las hemorragias? HCCCH2CH2CH2CH2OTHP SOLNCINO HC CCH2CH2CH2CH2OTHP BuLi Li C CCH2CH2CH2CH2OTHP H H+
BrCH2CCCH2CH2CH2CH2OTHP
H3O
HOCH2C CCH2CH2CH2CH2OTHP
PBr3
BrCH2C CCH2CH2CH2CH2OTHP
15 En la sntesis de un compuesto que acta como factor que controla la coagulacin de la sangre se