curs 11.pdf

35
1 COMPUŞI HETEROCICLICI

Transcript of curs 11.pdf

Page 1: curs 11.pdf

1

COMPUŞI HETEROCICLICI

Page 2: curs 11.pdf

2

COMPUŞI HETEROCICLICI

Definiţie –

Sunt substanţe organice care conţin în ciclu unul sau mai mulţi heteroatomi

legaţi de atomi de carbon. Prezintă în general caracter aromatic, conform regulii lui Huckel, având inele de 5 sau 6 atomi, cu unul sau mai mulţi heteroatomi implicaţi în sextetul aromatic.

Clasificare1.

Conform precizărilor IUPAC, ţinând seama de numărul de atomi din inel (5,6) şi de numărul de

heteroatomi

(1,2,3,4

etc.)

Compuşi heterociclici pentaatomicimonoheteroatomici (furan tiofen pirol);

poliheteroatomici (oxazoli, tiazoli, diazoli, tetrazoli etc.)

, ,

O NH NHS O

Furan

Tiofen

Pirol

Benzpirol Benzofuran(Indol) (Cumarona)

Compuşi heterociclici

hexaatomicipoliheteroatomici (oxazine tiazine diazine etc.)

, ,

, ,

monoheteroatomici (piran tiapiran piridinã);

N N NN

Piridina Chinolina

Izochinolina Acridina

Page 3: curs 11.pdf

3

COMPUŞI HETEROCICLICIN

O

N

NH

N

NH

N

S N

N

N

N

N

N

N

N

N

N

Oxazol Tiazol Imidazol Pirazină

Pirimidină Purină Flavină

I. COMPUŞI HETEROCICLICI PENTAATOMICI CU UN HETEROATOM Nomenclatură. Structură

,

X

1

2

34

5

X = O ; S NH

Majoritatea compuşilor heterociclici au nume speciale.

Aplicarea regulilor IUPAC este convenabilă pentru compuşii monociclici la care se ţine seama de numărul atomilor din ciclu şi de natura

heteroatomului

indicat prin prefixul

oxa,

tia,

aza, respectiv pentru O, S, N

O S NH

Furan

Tiofen

Pirol(oxol) (tiol) (azol)

Numerotarea ciclului începe de la heteroatom, în sens invers acelor de ceasornic În cazul derivaţilor substituiţi se ţine cont ca substituentul să aibă numărul cel mai mic Se poate utiliza şi notarea poziţiilor cu

Page 4: curs 11.pdf

4

COMPUŞI HETEROCICLICI PENTAATOMICI

Compuşii heterociclici pentaatomici monoheteroatomici prezintă caracter aromatic, având

conform regulii lui Huckel, (4n+2) electroni (n=1) delocalizaţi într-un sistem ciclic.

Sextetul aromatic provine din 4 electroni , ai atomilor de C hibridizaţi sp2

şi 2 electroni p neparticipanţi de la heteroatom.

GRUPA FURANULUIMulţi derivaţi ai furanului rezultă la tratarea cu acid a zaharurilor prezente în produse naturale. Proprietăţi fizice

Furanul este un lichid incolor (T.f = 31oC), insolubil în apă, solubil în solvenţi organici, cu miros slab de cloroform.

Page 5: curs 11.pdf

5

FURAN ŞI DERIVAŢIDerivaţi importanţi.

Furfuralul

(furfurol din latinescul

furfur

= tărâţe) este un lichid incolor (T.f. 161-164oC), stabil.

În aer se oxidează uşor. Este o substanţă care se obţine uşor din

pentozani, în mediu acid (v.zaharuri). Este parţial solubil în apă. Este solvent selectiv şi component de aromă. Este materia primă pentru obţinerea

tetrahidrofuranului

şi a nitrilului adipic (v.nylon).

In reacţii, furfurolul se aseamănă cu aldehidele aromatice

CHO

CH2OH

CH = CH COOH

COOH

NaOHCannizzaro +

Ac2O/AcONacondensare Perkin

Alcool furfurilic Acid piromucic

Acid furilacrilic (conservant) Condensarea furfuralului

cu anilina- se formează un compus colorat în roşu numit

anil. Reacţia serveşte la identificarea şi dozarea furfurolului

++

--

--

NH2

C6H5

CHO H2N C6H5

+

= N C6H5HX

Anil

C6H5

NHHO

CH

CH

C

CH

CH

C6H5

NHHO

CH

CH

C

CH

CH

Anil

= NH C6H5

structurã ionicã (coloratie rosie)

X

,,

Page 6: curs 11.pdf

6

FURAN ŞI DERIVAŢI

5-Nitrofurfuralul formează cu

semicarbazida

o semicarbazonă

(Furacin), folosită ca antiseptic.

Mulţi derivaţi ai furanului se găsesc în plante. De exemplu cantaridina

care se obţine prin condensarea furanului cu ester

acetilendicarboxilic. Este o substanţă toxică şi vezicantă.

Alcoolul

furfurilic

este un lichid incolor (T.f. 170oC) miscibil cu apa şi cu dizolvanţii organici

obişnuiţi. În mediu acid, alcoolul

furfurilic formează răşini rezistente la coroziune

CH2OH

CH2

CH2OHCH2

n

Mercaptanul

furfurilic este componenta principală a cafelei prăjite (aromă de sinteză).

CH2 SH

Furadantinul,

substanţă fungicidă

O2N OCH3

Benzofuranul

(cumarona) se formează la cocsificarea cărbunilor. Este un lichid uleios (T.f. 173oC), stabil în mediu alcalin dar polimerizează în mediu acid, dovedind un caracter mai nesaturat decât furanul.

Page 7: curs 11.pdf

7

TIOFEN ŞI DERIVAŢI

Tiofenul

se găseşte (până la 5%) în gudroanele de la distilarea uscată a cărbunilor, ca însoţitor al benzenului (T.f.tiofen

84,1oC şi T.f.benzen

80,1oC). Radicalii

proveniţi de la tiofen

se citesc prin analogie cu cei ai benzenului.

S S CH2 S CO

2-Tienil

2-Tenil 2-Tenoil

GRUPA TIOFENULUI

Proprietăţi fizice Tiofenul

este lichid incolor (T.f. 84,12oC), cu miros de benzen. Are densitatea 1,0644. Este insolubil în apă. Prezintă un dipolmoment

0,53 D

Proprietăţi chimiceAre caracter aromatic asemănător benzenului.

Tiofenul

are caracter aromatic mai pronunţat decât furanul (v. energia de conjugare) datorită sulfului, care fiind mai electronegativ reţine mai slab electronii neparticipanţi. Dă totuşi şi reacţii de hidrogenare

având

caracter nesaturat

mai puţin pronunţat decât furanul.

Page 8: curs 11.pdf

8

TIOFEN ŞI DERIVAŢI Derivaţi

Biotina este vitamină şi factor esenţial de creştere a numeroase microorganisme şi a unor animale. Se prezintă ca racemic. Structura biotinei a fost elucidată prin degradare şi prin sinteză. Biotina sintetizată de

Harris

şi de alţi cercetători este identică cu vitamina naturală separată din ou, lapte, tomate, muguri de plante

etc. In drojdie, biotina se găseşte sub forma complexă de

biocitina, care prin hidroliză trece în biotină şi L-lisina.

H(CH2)4CONH(CH2)4CHCOOH

NH2

HN NH

O

S

H(CH2)4COOH

O= S

HN

HN

Hidrolizã+ L Lis-

Benztiofenul

(tianaften) se găseşte în petrolul brut, împreună cu fracţiunea naftalenică, de unde se izolează prin dizolvare în acid sulfuric,

sulfonare

şi distilare. Se obţine prin sinteză directă prin ciclizarea acidului o-

formil-fenil-tioacetic.

S1 2

3

45

6

7 Tioindigoul se prezintă sub două forme, în echilibru,

cis-trans, în solvent inert. Este colorant roşu, de cadă.

S

OH Oxid

S

OO

S

O

S

S

O

.

Page 9: curs 11.pdf

9

PIROL ŞI DERIVAŢI

Pirolul se găseşte în cantităţi mici în gudroanele rezultate la distilarea cărbunilor de pământ şi în cantităţi mai mari în produsele de pirogenare a unor materiale bogate în proteine (oase, coarne, copite

etc.). Unii derivaţi ai pirolului se formează în timpul tratamentului termic al alimentelor Numele de pirol derivă de la grecescul

pyros=ulei roşu

GRUPA PIROLULUI

-

N H

H H

6,05 6,02 7,70 ppm =

1

23

4 5

Proprietăţi fizice Pirolul este o substanţă lichidă, incoloră (T.f.130oC), cu miros de cloroform. Pirolul, în aer se colorează în roşu brun; în timp, pirolul polimerizează. Unii derivaţi ai pirolului apar în forme izomere.

Page 10: curs 11.pdf

10

PIROL ŞI DERIVAŢI

Benzpirolul

sau indolul se găseşte în gudroanele cărburilor de pământ, în fracţia care distilă între 220o

şi 260oC, în proporţie de 3-5%. In cantităţi mici se găseşte în uleiuri eterice obţinute din multe plante (iasomie, portocal

etc.).

Benzopirol,

dibenzpirol

şi derivaţi

Structură

NH

HH N H2

1

34

5

6

7

==

6,34 ppm

6,54 ppm

Indol Izoindol

Proprietăţi fizice.Indolul este :-substanţă solidă, cristalizată (T.t.52,5oC şi T.f.253oC), - puţin solubil în apă. -

Are miros persistent, neplăcut. In cantităţi mici accentuează mirosul unor flori,

utilizându-se în parfumerie.

Derivaţi importanţi ai indolului Triptofanul

-

NH

CH3

NH

CH2 CH2 NH2

NH

CH2 CH COOH

NH2CO2

TriptofanTriptamina

Scatol

Page 11: curs 11.pdf

11

PIROL ŞI DERIVAŢI

Serotonina,

5-hidroxitriptamina, este răspândită în lumea vegetală şi animală. Are rol în activitatea sistemului nervos central şi este agent vasoconstrictor.

NH

CH2 CH2 NH2

HO

NH

CH2 CH2HO

N(CH3)2

Serotonina

Bufotenina

Compuşi oxigenaţi.

Indoxilul,

oxindolul

şi

isatina se prezintă sub două forme tautomere

NH

OH

NH

OHNH

O

NH

OO

Indoxil Oxindol Isatina

NH

O

Bufotenina,

dimetilserotonina, are acţiune halucinogenă şi este un compus toxic.

Indigo.

Indigoul a fost descris de

Plinius, în antichitate. In acele timpuri se obţinea din plante din genul indigofera

tinctoria

(India

şi

Egipt), apoi din

drobşor

(cardama). In secolul XVIII

drobşorul

a fost adus şi cultivat şi în Europa.In plante indigoul se găseşte stocat sub formă de indican vegetal care, în timpul macerării plantelor zdrobite, cu apa, hidrolizează

la

indoxil.

Indoxilul

reacţionează cu oxigenul din aer şi trece în indigo. Indigoul natural conţine impurităţi.

N

OH

H

N

H

O

NH

OC6H11O5

H2O 222 2

+ 2

N H

ON

O

H

H+

O 2+1/2

NH

HO N

OH

Page 12: curs 11.pdf

12

PIROL ŞI DERIVAŢI Indigoul nu se utilizează ca atare, ci se supune reducerii cu

ditionit

de Na, în mediu alcalin, când se formează

dihidroindigo, cunoscut drept cadă de indigo.

Purpura antică

Indigocarmin6,6’-Dibrom

indigo Acid indigo-5,5’-disulfonic

NH

OHO3S

N

O

H

SO3HBr

NH

ONH

Br6

6'

Dibenzpirol

(carbazol). Se găseşte în gudroane de unde se extrage (T.t. 245oC).

Alcaloizi cu nucleu de indol

Acidul lisergic, produs natural şi

dietilamida

sa (LSD), substanţa de sinteză, fac parte din alcaloizi cu nucleu de indol.•

Stricnina şi brucina,

substanţe din clasa alcaloizilor, conţin un nucleu de

dihidroindol

condensat superior (v.alcaloizi).

N CH3

COOH

NH

N H

IzoindolAcid lisergic

Derivaţi de indigo

Page 13: curs 11.pdf

13

PIROL ŞI DERIVAŢI• Ftalocianinele

sunt pigmenţi de culoare albastră sau verde.

Ftalocianina cupricã

CN

CN

4Cu

II

N

N N

N

N N

NN Cu

Compuşi pirolici macrociclici

Porfina

este cel

mai simplu compus identificat în produşi naturali, dar

care a fost obţinută prin sinteză

(H.Fischer, 1935) din

2-pirolaldehida, în prezenţa acidului formic.

N

N N

N N

N N

N8

7 6

5

4

32

1

H+2

- -

porfina

NHCHO

NH CHO

NH

OHCN

CH

NH

NHOHC

N

CH

N

CH

CHHHCOOH

H2OCO2

--

I II

IIIIV

4+

dianion

In natură există mulţi compuşi care conţin patru nuclee

pirolice legate 2,5- prin grupări

metin

(=CH-).

Page 14: curs 11.pdf

14

PIROL ŞI DERIVAŢI Porfina

este un compus cristalin

de culoare

roşie, care formează cu unele metale, Fe, Mg, Cu, Co, V etc, combinaţii

complexe în

care metalul

este legat

de cei patru atomi

de azot

+Hemoglobina O2 Oxihemoglobina

Hemoglobina are rolul de a transporta oxigenul din plămâni, prin circuitul sanguin, la celulele

organismului.

Când hemoglobina este hidrolizată

cu acid acetic şi clorură de sodiu, eliberează grupa prostetică sub formă de complex cu

FeIIICl-, cunoscut sub numele de hemina

(clorohemina) sub formă de cristale roşii, iar globina (grupa proteică) precipită. Hemina este mai stabilă decât hemul. Hidroxiderivatul, C34

H32

O4

N4

FeIII H, este cunoscut ca hematină.

Hem. Hemina. Hemoglobina, colorantul roşu din sângele vertebratelor, este o cromoproteidă alcătuită

dintr-o componentă proteică globina şi o grupă prostetică colorată, hemul, care este constituit

dintr-un nucleu

porfirinic. In hem, cei doi atomi de hidrogen de la azotul nucleelor

pirolice

sunt înlocuiţi cu ionul feros,

FeII, care coordinează şi ceilalţi atomi de azot. Hemul este a 26-a parte a globinei.

Ca şi oxihemoglobina se poate forma carboxihemoglobina, dar CO se leagă mai

strîns

de fier.

Page 15: curs 11.pdf

15

PIROL ŞI DERIVAŢI Citocromii sunt enzime de tip cromoproteide cu grupa prostetică

hemina (vezi enzime).

Catalaza

din celulele animale şi vegetale are drept grupă prostetică

hemina iar grupa prostetică a peroxidazei este o hemină.

Clorofila.

Clorofila este colorantul verde din frunze, numită de

Pelletier

şi

Caventou (1817), studiată de Berzelius şi recunoscută prin studii optice de către Stokes (1854). Separarea de către M.Ţvet

(1906), studiile lui

Willstätter

şi apoi ale lui H.Fischer

(1928) au contribuit la cunoaşterea structurii clorofilei. Clorofila este un amestec de clorofila a şi

b

cu nucleu

porfinic, format din patru nuclee

pirolice, în care elementul central este magneziu.

Rest fitil

CH3CH2

CH3 CH3 CH3 CH3

NN

NNMg

CH

H3C C2H5

CH3

C

H3CH

CH2H

CH2

OCOOCH3HCH2

COOC20H39

CHO

NN

NNMg

CH

H3C

CH3

C2H5

CH3

C

H3CH

CH2H

CH2

OCOOCH3HCH2

COO

clorofila a clorofila b

Page 16: curs 11.pdf

16

II. COMPUŞI HETEROCICLICI PENTAATOMICI POLIHETEROATOMICI

COMPUŞI PENTAATOMICI POLIHETEROATOMICI

Structurile heterociclice

poliheteroatomice formează scheletul unor compuşi importanţi, naturali sau de sinteză, cum sunt unele vitamine, coenzime, acizi nucleici, peniciline,

sulfamide, medicamente, coloranţi, alcaloizi, polimeri.

AZOLI

Nomenclatură. Structură

NO

NNH

N

O

N

NH

N

SN

S1

2

34

5

Izoxazol Oxazol Izotiazol Tiazol Pirazol ImidazolOxazol Oxazol Tiazol Tiazol Diazol Diazol1,2 1,3 1,2 1,3 1,3- -- - - -1,2

5

4 3

21

NN

ON

N

SNN

ONN

SN

N

O1,2,3- 1,2,5- 1,3,4- 1,2,3- 1,2,5-

Tiadiazol Tiadiazol PiaztiolOxadiazol Oxadiazol Oxadiazol ( )

1,2,3,5-1,2,5-1,2,3-

N

N

NH

N

NN

NNH

NNNH

N

N

NNH

N

N

NH

1 2

34

5

1,2,4-Triazol Triazol Triazol Tetrazol Pentazol

Page 17: curs 11.pdf

17

NO

N

OOxazol Izoxazol

NO

H

H2N =O

Cicloserina

•Din

Streptomyces orchidaceus

s-a izolat un antibiotic cu spectrularg de acţiune cunoscut ca

cicloserină.

GRUPA OXAZOLULUI ŞI IZOXAZOLULUICOMPUŞI PENTAATOMICI POLIHETEROATOMICI

GRUPA TIAZOLULUI ŞI IZOTIAZOLULUITiazolul

Tiazolul

este un lichid (T.f. 117oC), cu miros de piridină.Prezintă caracter aromatic ca şi piridina Este rezistent la oxidare şi hidrogenare. Este o bază slabă.

Ciclurile

tiazolidinice

se întâlnesc în peniciline.

N

S NH NH2SO2

Descoperirea sulfamidelor a dus la progresul chimioterapiei.Sulfamidele sunt antagoniste acidului p-aminobenzoic, vitamina H’. Ele blochează sinteza acidului folic normal, în structura căruia intră acidul PAB, îi iau locul, iar bacteriile consumă acidul transformat (lipsit de factorul de creştere PAB), nu se mai reproduc şi mor.

N

S

HOOC C = O

CH3

CH3

CH NH C R

O

Sulfatiazolul

(sulfanilaminotiazolul)

Page 18: curs 11.pdf

18

COMPUŞI PENTAATOMICI POLIHETEROATOMICI

Imidazol

şi derivaţi

N

NH

12

34

5

Imidazol(Glioxalina)

(1,3-Diazol)

Imidazolul este un compus cristalin

(T.t. 90oC, T.f. 256oC), incolor, solubil în apă şi solvenţi polari.Prezintă caracter aromatic

GRUPA DIAZOLILOR

Derivaţi ai imidazolului Nucleul imidazolic

este prezent în aminoacizi, în

dipeptide

-N

NH

CH2 CH2 NH2N

NH

CH2 CH COOH

NH2CO2

Histidină (4(5)-imidazolil-

Histamină (4-Imidazolil- 3-alanină

2-etilamină

N

NH

CH2 CH

COOH

NHCO CH2 CH2 NH2

Carnosina

•Histidina

prin

decarboxilare

trece în histamină care se găseşte în mucoasa intestinală şi în glanda hipofiză.•Histamina este utilizată pentru micşorarea tensiunii arteriale prin efectul de dilatare a capilarelor.•

Carnosina

(-alanil-L-histidina) este o dipeptidă extrasă din sucul de carne şi izolată de către

Liebig, care conţine nucleu de

imidazol.

Page 19: curs 11.pdf

19

GRUPA

DIAZOLILOR Pirazolul

şi derivaţi. Pirazolul

(1,2-diazolul)

este o substanţ

solidă (T.t. 70oC, T.f. 187oC), colorată, cu miros slab de piridină Este solubil în aă şi solvenţi organici In stare de vapori se găseşte sub formă moleculară, în soluţie de benzen sau

ciclohexan prezintă asociaţii moleculare prin punţi de hidrogen

• Derivaţii N-substituiţi ai 5-pirazolonei prezintă tautomerie ceto-fenolică şi iminică.

O= NN

CH3

C6H5

NN

CH3

C6H5

HO O= NN

CH3

C6H5

H

Forma Forma Formametilenicã fenolicã iminicã

De la forma metilenică

se cunosc mulţi coloranţi rezistenţi la lumină,

numiţi coloranţi pirazolonici,

utilizaţi în fotografia în culori sau în industria alimentară (tartrazina).

O=HO3S N HO3S N =

SO3H

ClCl

NN

= N COOHH

NN

HN CH3O =

Tartrazina Galben luminosSO3H

Page 20: curs 11.pdf

20

COMPUŞI HETEROCICLICI HEXAATOMICI

I. COMPUŞI HETEROCICLICI HEXAATOMICI MONOHETEROATOMICIPIRAN. TIAPIRAN. DERIVAŢI

O O SS2

3

45

6

1

-Piran

-Piran

-Tiapiran

-Tiapiran(2H-Piran) (4H-Piran)

Sunt compuşi ciclici nesaturaţi, care nu au fost izolaţi, fiind instabili în mediu bazic Prezintă 4 electroni în sistemul ciclic Pentru a forma sextetul aromatic,

piranul

şi

tiapiranul

trec în structura pozitivă de cation, prin pierderea unui proton şi a 2 electroni

Sărurile de

piriliu Cationul este stabil, cei 6 electroni având repartizare aromatică

-2

O

O

CH2OCH2

H+ e- -

+

Cation al sãriide piriliu

Compuşi heterociclici

hexaatomicipoliheteroatomici (oxazine tiazine diazine etc.)

, ,

, ,

monoheteroatomici (piran tiapiran piridinã);

Page 21: curs 11.pdf

21

GRUPA PIRANULUI ŞI A BENZPIRANULUI Proprietăţi fizice

Sărurile de

piriliu

sunt compuşi cristalizaţi, incolori, care se dizolvă în apă fără să

hidrolizeze

Pirone

şi

tiapirone au o structură pseudoaromatică în

pirone există o conjugare între electronii oxigenului şi cei ai grupei carbonil

--

+O

= O O O= O

SO

O

Pirona Tiapirona- -Pirona

Benzopirani,

benzopirone, săruri de

benzopiriliu

O O O

O

OO=O

- Cromena

-

Cromena

Croman

Cumarina

Cromona(Benzo--piran)

(Benzo--piran)

(Dihidro (-Benzopirona)

(-Benzopirona)benzopiran)

Cumarina

este o substanţă cristalizată, albă (T.t.70oC) care se găseşte în multe plante, fiind principiu

odorifiant (miros de fân proaspăt cosit şi de sulfină), folosit în parfumerie şi cofetărie. • Cumarina şi

cromona se găsesc în natură sub formă de derivaţi.

Page 22: curs 11.pdf

22

GRUPA PIRANULUI ŞI A BENZPIRANULUI•

Tocoferolii

sau vitaminele E au structură de

croman

şi rest de

fitol

(vezi vitamine cu rest de

fitol). Prin oxidare

tocoferolii

trec în derivaţi de p-benzochinonă.CH3

HO

H3CCH3

O CH3

C16H33

CH3

CH3

H3C

O

O

HNO3

HO C16H33

CH3

-Tocoferol

Derivat de p-benzochinonă

Flavone

şi

izoflavone. Culoarea galbenă a florilor se datorează

flavonelor

(flavus

= galben în limba greacă), care se găsesc libere sau sub formă de glicozide în plante. Nomenclatură. Structură

87

6

54 3

2

1O

O

HOO

O

1'

2' 3'

4'

5'6'(2-Fenilcromonă) (3-Fenilcromonă)

Flavonă

Izoflavonă

O

O

OH

O

O

O

O

OH

Flavanonă

Flavonol

Flavanolone(2,3-Dihidroflavone) (3-Hidroxiflavonă) (3

Hidroxi-2,3-dihidroflavone)

Page 23: curs 11.pdf

23

GRUPA PIRANULUI ŞI A BENZPIRANULUI

Flavonele

şi derivaţii lor se obţin prin sinteză. Derivaţi importanţi

Quercetina

rezultă prin hidroliza

ramnoglucozidului

cunoscut sub numele de rutină (vitamină P)

care se găseşte în citrice alături de vitamina C, pe care o protejează

O

O

OGlucoza Ramnoza

HO

OH

OHOH

OH

OH

OH

HO

O

O

OH

Rutina

Quercetina Izoflavone

HOO

O

OH

OH

HOO

O

OH

Formonetina Genisteina

(cu activitate extrogenă)

Flavonele,

flavonolii

şi derivaţii lor îndeplinesc rol de vitamine P (v.rutina), intervin în mărirea rezistenţei la rupere a vaselor sanguine, în bolile coronariene, în dermatite şi altele.

Flavonele formează cu unele elemente (Fe,Al

etc.) compuşi

chelatici, fapt ce permite folosirea lor la vopsitul textilelor şi ca agenţi

sechestranţi.

Flavonele protejează vitamina C

şi adrenalina

împotriva oxidării. Ele au acţiune sinergică cu vitamina C. Funcţionează ca sisteme

redox. Unele flavone au acţiune bactericidă.

Page 24: curs 11.pdf

24

GRUPA PIRANULUI ŞI A BENZPIRANULUI Prin tratarea

flavonolilor

cu Zn/HCl rezultă derivaţi de

flavan-3-oli,

cromenoli, care în mediu acid formează săruri de

flaviliu, roşii

O

OHOHHOH

HO

OH

OHOH

OHHO

OH O

O

OH

Zn/HCl

O

OH

HO

HOOH

OH+Cl-

H2O

Quercetina

Cianidinã

CromenolHCl -

Antociani

şi

antocianidine. Antocianii sunt glicozide colorate, care prin hidroliză în mediu acid (HCl

diluat) trec în săruri colorate antocianidine

(agliconi) şi zaharuri.

Cl-+ OHHO

OH

O

OH

Pelargonidina(Clorurã de pelargonidinã)

O

OH

HO

OH

OH

OH

+

Cl-O

OH

HO

OH

OH

OCH3

+Cl-

Cianidina Peonidina(Clorura de cianidină)

O

OH

HO

OH

OH

OH

OH

+

Cl- Cl-+ OH

OCH3

OCH3

HO

OH

O

OH

Delfinidina Malvidina

(Oenina)(Clorura de

delfinidina) (Clorura de

malvidina)

Page 25: curs 11.pdf

25

GRUPA PIRANULUI ŞI A BENZPIRANULUI Culoarea

antocianidinelor se modifică în funcţie de

pH-ul

mediului:-în mediu

acid

(pH=3), sărurile sunt colorate în roşu, - în mediu slab alcalin

(pH=8) sunt incolore

prin formarea unei

pseudobaze- în mediu puternic bazic

(pH=11) culoarea trece în purpuriu. Virarea culorii este legată de modificări structurale reversibile.

O

OH

HO

OHOH

OH+Cl-

HO-

H+

OH

OHHO

OH

O

OH

OHO

OHOH

HO

OH

HO OH

R

R

OH

O

H

H

H

OH

HCl+ OH

R

RCl-- H2O

Cianidină(pH=3) PseudobazăSare (roşie)

(pH=8,5) (pH=11)Structura chinoidă Fenolat-

albastru(Purpurie)

Proantocianidinele

(leucoantociani) sunt substanţe amorfe, solubile în apă şi alcool, insolubile în eter. Se oxidează uşor trecând în

antocianidinele corespunzătoare (v.metoda de dozare).

OH

O

H

H

H

OH

OH

OH

HO

OH

OH

O

H

H

H

OH

OH

OH

HO

Melacacidina Gleditsina(7,8,3’,4’-tetrahidroxiflavan-

(7,3’,4’-trihidroxiflavan-3,4-diol) 3,4-diol)

Page 26: curs 11.pdf

26

GRUPA PIRANULUI ŞI A BENZPIRANULUI

Catehinele.

OH

OH

OH

HO**H

H

OH

OH

H

OOH

OH

HOOH

OH

OH

OH

HO

H

H

OOH

(+) Catehina

(-)

Epicatehina

(-)

Epiafzelechina

Catehinele

au caracter fenolic.

Cu FeCl3

dau o coloraţie verde iar cu vanilina în mediu acid formează o coloraţie roşie.

In aer se oxidează uşor trecând în

flobafene, compuşi coloraţi.

Sunt optic active, prezentând doi atomi de carbon

chiral

(2 şi 3).

Catehinele

au acţiune de vitmină

P ca şi

flavonele. In timp

catehinele polimerizează şi cantitatea lor scade.

Dibenzpiran. Dibenzpiranul are structură liniară de xantenă, dibenz--piran

şi ca derivat

dibenz--

pironă,

xantona

O O

O

O

Xantena Xantona Dibenz--piran•O serie de droguri cu structură de

dibenzo--piran

se extrag din

reziduri de cânepă (cannabinol

şi derivaţi). • Sub formă de derivaţi coloraţi se găseşte în rădăcină de genţiană.

Page 27: curs 11.pdf

27

GRUPA

PIRIDINEI

Piridina şi unii derivaţi se găsesc în gudroanele rezultate la distilarea cărbunilor şi în uleiul obţinut la distilarea uscată a oaselor.Prezintă caracter aromatic

PIRIDINA ŞI DERIVAŢI

NCH3 N

CH3

N

CH3

N

CH3

CH3 N

CH3

CH3H3C

Picoline

Lutidina Colidina(2,4-Dimetilpiridina) (2,4,6-Trimetilpiridina)

Proprietăţi fizicePiridina este substanţă lichidă (T.f.115,5oC), cu miros neplăcut, persistent. Este solubilă în apă, alcool şi în dizolvanţi organici. Se foloseşte ca solvent pentru unii compuşi organici.In spectrul RMN, protonii piridinei prezintă deplasări chimice, , caracteristice, tipic aromatice.

Alchilpiridinele

sunt omologi importanţi ai piridinei. Se cunosc:Picoline -, - sau -

metilpiridineLutidine

-, - ; -,

-

dimetilpiridine (există 6 izomeri)Colidine

-, -, ’

(2,4,6)-

trimetilpiridina simetricăTetrametilpiridine

, ’, , ’

Page 28: curs 11.pdf

28

GRUPA

PIRIDINEIAcizii din clasa piridinei au proprietăţi şi utilizări deosebite.

Acidul nicotinic

a fost izolat din drojdie şi din tărâţe de orez. Apare în cantităţi mici în celule şi urină. A fost primul acid din această clasă, obţinut prin oxidarea nicotinei (1867). Poate fi obţinut şi prin hidroliza nitrilului corespunzător, uşor accesibil.•

Ca atare sau ca ester prin tratare cu amoniac se transformă în

nicotinamida

(Vitamina PP).

Nicotinamida este curent folosită în combaterea pelagrei la om şi cunoscută ca “factor pelagro-preventiv”.

Nicotinamida este componentă a

nucleosidelor

şi

nucleotidelor• Un alt derivat este

coramina

(sau

niketamida) analeptic şi stimulent respirator

- H2ON

COOR

N

COOH

-N

CONHNH2

ROH,H+H2N NH2

ROH

Hidrazida aciduluiizonicotinic

Acidul izonicotinic este important prin hidrazida corespunzătoare (HIN, Hydrazid, tuberculostatic) care se obţine prin tratarea acidului sau esterului său cu hidrazina.

+N

COOH(R)

N

CONH2

N

CON(C2H5)2NH3

H2O- ;

Nicotinamida Coramina sauNiketamida

Page 29: curs 11.pdf

29

GRUPA

PIRIDINEIVitamina B6

.

Piridoxalul,

piridoxamina

şi piridoxina se găsesc împreună ca vitamina B6.Vitamina B6

a fost izolată din tărâţa de orz şi apoi din drojdia

de bere şi ficat.

NH3C

CH2OHCH2OHHO

NH3CHO

CH2OCH3

CH2OH

NH3CHO CH2OH

CH2NH2

NH3CHO CH2OH

CHO

CH3OH NH3

oxidare

Piridoxamina

Piridoxal

Piridoxina

Piridoxina

(T.t.160oC) se poate transforma în

piridoxamina

şi în

piridoxal,

componente ale vitaminei B6

.

Page 30: curs 11.pdf

30

COMPUŞI HEXAATOMICI POLIHETEROATOMICI

ON

O

N

1,2-Oxazina 1,3-OxazinaO

N

O

HN

1,4-Oxazina

Oxazine

ON

O

N

1,2-Tiazina 1,3-TiazinaO

N

O

HN

1,4-Tiazina

Tiazine

N

N

N

N

N

N

Diazine

1,2-Diazina 1,3-Diazina 1,4-Diazina

Prezintă importanţă derivaţi ai diazinelor

şi compuşii condensaţi cu unul sau două inele benzenice.

Page 31: curs 11.pdf

31

DIAZINE Diazinele

sunt trei structuri izomere, în care atomii de azot sunt aşezaţi 1,2-

1,3-

şi 1,4-

şi se citesc în consecinţă ca 1,2-, 1,3-şi 1,4-

diazine sau se utilizează denumirile empirice intrate în uz:

piridazina,

pirimidină

şi

pirazină.

PirazinaPirimidinaPiridazinaN

N

N

NNN

NN

1,2-diazina 1,3 -diazina 1,4 -diazina

Derivaţi ai

pirimidinei.Mulţi derivaţi ai

pirimidinei prezintă un interes teoretic şi practic deosebit ca vitamine, baze

pirimidinic

compuşi oxigenaţi etc. Vitamina

B 1

(Tiamina) se găseşte în drojdia de bere, în tărâţea

cerealelor, în ficat etc. Face parte di

complexul de vitamine B.

Hidroxipirimidine.

Uracilul (2,4-dihidroxipirimidina

sau 2,4-diacetotetrahidro-pirimidina) prezintă fenomenul de tautomerie

lactam-lactim, cu forma predominantă

lactam

(I).

Apare în celulele vii în urma scindării hidrolitice a acizilor nucleici

N

NOH

OH

NH

NOH

O

NH

NH

O

=O =O

OH

NH

N

I II III IV

N

SCH2

CH3

CH2 O P

O

O P

O

O-

OH OH

CH2

N

N

NH2CH3

+

TPP

vitamina B1

Page 32: curs 11.pdf

32

DIAZINE

N

NH

NH2HOH2CN

N

NH2

OHH3CN

N

OH

OHH3C N

N

NH2

OHN

NH

NH2H3C

NH

NH

NH2

NH

NH

O

H3C=O =O=O =O

Bazele pirimidinice

conţin grupe –OH, -NH2

, -CH3

, -CH2

OH, în poziţiile 2,4-

şi 5, au puncte de fierbere ridicate datorită legăturilor de hidrogen. Prezintă un mare interes

timina,

citozina, 5-

metilcitozina, 5-hidroximetilcitozina, care se regăsesc în structura acizilor nucleici.

Timina Citozina 5-Metilcitozina 5-Hidroxi-(5-Metiluracil)

(2-Hidroxi-4-aminopirimidina)

metilcitozina

Acidul barbituric

(2,4,6-trihidroxipirimidina) nu se găseşte în natură, dar se sintetizează relativ uşor din uree şi ester malonic (vezi sinteza

pirimidinei). Prin sinteză s-au obţinut derivaţi 5,5-disubstituiţi

ai acidului barbituric, de mare interes farmaceutic, utilizaţi

ca narcotice şi sedative

NH

NH

OH5C2

H5C6

=OO=NH

NH

O

H5C2

=OO=NH

NH

O

H5C2

H5C2

=OO=

Barbital Fenobarbital CiclobarbitalNH

NH

OCHCH3

CH3(H2C)2

=OO=

Seconal

H2C=HC H2C

Page 33: curs 11.pdf

33

GRUPA PURINEI

Nucleul purinic

este prezent în produşi naturali importanţi cum ar fi

nucleotide, acizi nucleici, alcaloizi, acid uric

etc. In nucleul purinei, numerotarea începe de la unul din atomii de azot din nucleul de pirimidină. Purina prezintă tautomerie, de unde identitatea poziţiilor 7 şi 9.

Purinele

sunt sisteme ciclice

poliheteroatomice

cu scheletul format

dintr-un ciclu de

pirimidină

condensat cu unul de

imidazol.

Numele vine de la latinescul

purum uricum

(E.Fischer).

N

NHN

N

N

N

N

NH2

1

34

56

7

8

9 9

8

7

65

43

1

2

Purina

Grupa purinei

Aminopurinele se găsesc în acizii nucleici de unde rezultă prin hidroliză şi se cunosc ca baze

purinice.Adenina a fost descoperită în pancreas, (Kossel, 1885), se găseşte însă şi în unele plante (ceai). Unii derivaţi ai

adeninei prezintă importanţă fundamentală în procesele enzimatice (nucleotide, coenzima A

etc.). Guanina a fost descoperită în excrementele păsărilor (guano), de unde şi numele de guanina (Unger,1844). Se mai găseşte în solzii unor peşti şi în pielea reptilelor,

conferindu-le strălucire.

N

NH

N

N

NH2

N

NH

HN

N

O

H2N

N

NH

N

N

OH

H2N

HN

N

NH

N

NHAdenina Guanina6-Aminopurina 2-Amino-6-hidroxipurina

Multe din purinele naturale sunt hidroxizi şi

aminoderivaţi.

Page 34: curs 11.pdf

34

GRUPA PURINEIHipoxantina

(6-hidroxipurina) şi xantina (2,6-dihidroxipurina) se găsesc în ceai şi în ţesuturi animale. Ele rezultă

la hidroliza acizilor nucleici. Pot exista în două forme tautomere. N

N

OH

N

NH

N

N

OH

HO

N

NH

N

NH

N

N

O

H

Hipoxantina Xantina

HN

NH

O

O

N

NH

Xantina

se prezintă

sub forme tautomere lactim-lactam, predominând

forma lactam. Xantina se găseşte în cantităţi mici în sânge, urină şi

calculi

renali. In plante se găsesc

metilxantine, din care importante sunt teofilina, teobromina şi cafeina.

N

N

N

NH

O

ON

HN

N

N

O

ON

N

N

N

O

O

H3C

CH3 CH3

CH3

CH3

H3C CH3

Teofilina1,3-dimetilxantina

Teobromina3,7-dimetilxantina

Cafeina1,3,7-trimetilxantina

Acidul uric

(2,6,8-trihidroxipurina) se găseşte în corpul mamiferelor ca produs al metabolismului azotat (Schelle,1776, în pietre din vezica urinară). Bolnavii de gută prezintă exces de uraţi. Acidul uric a servit ca materie primă de sinteză a purinei. Spectrele IR confirmă forma

lactam, deşi acidul uric reacţionează şi sub forma

lactim

(cu POCl3

).

NH

HN

O

O NH

NH

O N

OH

HO

N

NH OHAcid uric

Forma lactam Forma lactim

Page 35: curs 11.pdf

35

ACIZI NUCLEICI Derivaţii de pirimidină şi purină sunt prezenţi în

nucleozide,

nucleotide

şi acizi nucleici. Nucleoproteidele,

prezente în nucleele celulelor, dau prin hidroliză menajată proteine şi acizi nucleici. Acizii nucleici, fiind

polinucleotide, prin hidroliză blândă cu amoniac trec în

mononucleotide, iar prin hidroliză avansată, cu amoniac concentrat, trec în

nucleozide, substanţe formate

dintr-o bază azotată

şi o pentoză.

N

NO

OH

O

OH OH

HOH2CN

NO

OH

N

NO

NH2

N

NO

NH2

O

OH OH

HOH2C O

OH H

HOH2C

H

O

OH H

HOH2C

H

Uridina Citidina Dezoxiuridina Dezoxicitidina

Pentozacitozinãuracil

ribofuranozã ribofuranozã dezoxiribofuranozã dezoxiribofuranozãuracil citozinãBaza azotatã

'1'1 1'1'

3 3

dezoxiribofuranozãdezoxiribofuranozãribofuranozãribofuranozãPentoza

O

OH H

HOH2C

HO

OH H

HOH2C

H

O

OH OH

HOH2CO

OH OH

HOH2C

N

N

N

N

NH2

9 9

N

N

OH

H2NN

N 9N

N

NH2

N

N9

N

NH2N

OHN

N

Adenozina Guanozina Dezoxiadenozina Dezoxiguanozinaadenina adeninaguanidina guanidinaBaza azotatã

1'1 1 ' 1''

Nucleozidele

conţin o bază azotată după care primesc numele şi sunt ribozide

sau dezoxiribozide după cum baza purinicăsau

pirimidinică se leagă de riboză sau de dezoxiriboză. Nucleotidele

sunt nucleozide

esterificate cu acid fosforic şi se numesc corespunzător ribonucleotide

şi dezoxiribonucleotide.Nucleozide

Dezoxinucleozide