Algunos conceptos bsicos en qumica heterocclica.

Estructuras de Lewis Electrones de enlace Electrones no enlazados o pares libres

H H H C O H

Cumple la regla del octeto!

moleculas neutras

radicales libres

H H C H Hcationes (carbocationes)

CH3

aniones (carbaniones)

CH2

O

O OEt

movimiento de 1 electrn

movimiento de 2 electrones

fuente de los electrones

destino

Formacin de enlacesnuclefilo cargado A + B

A B

nuclefilo neutro A + B

A B

ruptura de enlacesruptura homoltica

A Bruptura heteroltica

A

+

B

A B

A

+

B

Estructuras de Resonanciasmbolo para resonancia

no confundir con

carbaniones

O H3C CH2 H3C

O CH2

Los dos mandamientos para escribir estructuras de resonancia1. no rompers un enlace sencillo +

2. no violars la regla del octeto

H O H H

Patrones mas comunes1. Par de electrones no enlazado vecino a un enlace pi (). 2. Par de electrones no enlazado vecino a una carga positiva. 3. Enlace vecino a una carga positiva 4. Enlace entre dos tomos, donde uno de los tomos es electronegativo. 5. Enlaces dentro de un anillo

1. Par de electrones no enlazado vecino a un enlace .OH OHOHOH

O O

O O

O O

O N

O

2. Par de electrones no enlazado vecino a una carga positivaO O

N

O

O N

O

3. Enlace pi vecino a una carga positiva

O

4. Enlace entre dos tomos en donde uno de los tomos es mas electronegativoO

N

O N

Prediccin de sitios reactivoscentros nucleoflicos reaccionan con +E

O

O

O

centros electroflicos reaccionan con Nu

OH

N

GRUPO CARBONILO

O C

Tipo 1O H3C H H3C O CH2CH3

ALDEHIDOS

CETONAS

Tipo 2

Tipo 2

C O

C O

!+ C O !"

C O

+ es responsable de la reactividad del grupo carbonilo. La magnitud de + depende de los tomos o grupos unidos al C.

cmo se puede proporcionar electrones al tomo de C electroflico?a) ataque nucleoflico

b) Desprotonacin de un tomo vecino al C electroflico

tautomeraCatlisis cida

tautomeraCatlisis bsica

tautomera

La reaccin fundamental del grupo carboniloNu R C OH YY = mal grupo saliente

NuH R O Y NuH R C O Y Nu R C OH Y

(Tipo 1 :H, alquilo, fenilo)

R O Nu

+

HY

Y = buen grupo saliente (Tipo 2: Cl, OR, OH)

Formacin de hemiacetales y cetalesR1 R2 O OR+

ROH

OR+ H2O R1 2 OR R acetal cetal

ROH

R1 2 OH Rhemiacetal hemicetal

aldehido cetona

HO HO HO

H O HO

HO O H HO HO O HO H

HO OH + HO HO O H HO OH

!-D-glucopiranosa

"-D-glucopiranosa

Formacin de enaminasO+ H2NCH3

NCH3+ H2O

NHCH3

Reaccin y condensacin aldlica

O R H+

O R2 R1 R

OH H

O R2REACCION ALDOLICA

R1- H2O

aldol

CONDENSACIN ALDOLICA

O R R1!,"-insaturado

R2

Adicin conjugada (1,4 o de Michael)1

CN4 3

O2

O NC

1

H+

OH4

NCenol

O NCceto

IMPORTANCIA DE LOS COMPUESTOS HETEROCCLICOS Principios Bsicos De Qumica Heterocclica Q. ORGANICA III VAZQUEZ

Los compuestos heterocclicosn

Xcarbocclico heterocclico X = O, N, S

N Hheterocclico saturado

Nheterocclico insaturado

Heterociclos en medicinaH3C N Cl N O PhH2C O O N COOH

penicilina G diazepam relajante muscular anticonvulsivo N H3CO N H H H O H O O OCH3

OCH3 OCH3 OCH3

H3CO

reserpina antihipertensivo

Heterociclos en medicinaN O H N quinina antimalarial OH HO morfina analgesico H HO O N

O O HO codeina analgesico N H

AcO O AcO N H

heroina blanco de china

Heterociclos en alimentos HO H3C O furaneol O CH3 NaO3S O H N SO3Na N H

O

indigo carmin colorante N N N olor de la carne asada N OCH3 aroma del cafe tostado CH3

Heterociclos en agricultura O NH2 N SEt N N Cl N H CF3 O N N norfluorazona inhibe la sintesis de clorofila

etiozina herbicida antifotosintetico

CH2COOH N H acido indolil-3-acetico

Como se sintetizan los compuestos heterocclicos?

Sntesis de heterocclos aromIcos 1. Construccin del anillo por reacciones inicas. 2. Construccin del anillo por reacciones pericclicas. 3. Modificacin de anillos existentes por substituciones electroflicas o nucleoflicas o por litiacin y reaccin con electrfilos.

Sntesis de heterocclos aromIcos 1. Construccin del anillo por reacciones inicas. 2. Construccin del anillo por reacciones pericclicas. 3. Modificacin de anillos existentes por substituciones electroflicas o nucleoflicas o por litiacin y reaccin con electrfilos.Q. ORGANICA III VAZQUEZ

Construccin del anillo por ciclacin inica Anillos de cinco miembros

Idealmente preparados a partir de compuestos 1,4-dicarbonilicos.

Anillos de seis miembros

Preparados por esta estrategia a partir de compuestos 1,5 dicaroinlicos.

Heterociclos con dos heterotomos adyacentes Anillos de cinco miembros

Preparados mediante esta estrategia a partir de compuestos 1,3 dicarbonlicos.

Heterociclos con dos heterotomos adyacentes Anillos de seis miembros

Preparados mediante esta estrategia a partir de compuestos 1,4 dicarbonlicos.

Heterociclos con dos heterotomos no-adyacentes Anillos de cinco miembros

Preparados mediante esta estrategia a partir de compuestos -halocarbonlicos.

Heterociclos con dos heterotomos no-adyacentes Anillos de seis miembros

Preparados mediante esta estrategia a partir de compuestos 1,3-dicarbonlicos.

Sntesis de heterocclos aromIcos 1. Construccin del anillo por reacciones inicas. 2. Construccin del anillo por reacciones pericclicas. 3. Modificacin de anillos existentes por substituciones electroflicas o nucleoflicas o por litiacin y reaccin con electrfilos.

Modificacin del anilloSubstitucin electroflica aromtica

Modificacin del anilloSubstitucin electrofilica aromtica

Substitucin nucleoflica aromtica

Litiacin y reaccin con electrfilos