Curs 09 Ch.Heterociclurilor Inele de 6 atomi mono- și poliheteroatomice
1
CuprinsIV.2. Compuși piridinici cu grupe funcționale .................................................................. 2
V. Benzopiridine .................................................................................................................... 3
V.1. Chinolina (benzo-(b)piridina) .................................................................................... 3
V.2. Izochinolina (benzo-(c)piridina) ................................................................................ 6
V.3. Acridina (dibenzopiridina) ......................................................................................... 7
Inele de șase atomi poliheteroatomice ....................................................................................... 9
I. Azine ................................................................................................................................... 9
I.1. Oxazine și tiazine ......................................................................................................... 9
I.2. Diazine ....................................................................................................................... 12
Curs 09 Ch.Heterociclurilor Inele de 6 atomi mono- și poliheteroatomice
2
IV.2.Compușipiridinicicugrupefuncționale
a) Hidroxipiridine
b) Aminopiridine
c) Acizi piridin – carboxilici
d) Piridoxina (adermina, vitamina B6)
Este un derivat de piridină și anume – 2-metil-3-hidroxi-4,5-dihidroximetilpiridina.
Se găsește în tărâța orezului, are acțiune antiradiantă și este un bun protector în
combaterea radiațiilor.
Alte două substanțe înrudite cu piridoxina sunt piridoxamina și piridoxalul.
Piridoxamina se obține prin tratarea eterului monometilic al piridoxinei cu amoniac.
Piridoxalul rezultă prin oxidarea piridoxinei cu KMnO4.
Perechea piridoxal – piridoxamina sub formă de fosfați joacă în organism rolul de
cotransaminază ce intervine în degradarea aminoacizilor prin transaminare (vezi aminoacizi).
e) Piperidina (hexahidropiridina)
NH
piperidina
12
3
45
6
Metode de preparare
Prin reducerea piridinei cu Na și alcool, Sn și HCl sau catalitic.
Curs 09 Ch.Heterociclurilor Inele de 6 atomi mono- și poliheteroatomice
3
Prin reducerea sărurilor cuaternare de piridiniu.
Prin încălzirea clorhidratului pentametilendiaminei (vezi sinteza piridinei).
Adiția aminelor primare la esteri acrilici. Se obțin cetone ale piperidinei denumite
piperidone.
Prin tratarea cianurii de benzil cu N-metil-di-(-cloretil)amină se obține dolantina,
medicament cu acțiune analgezică similară cu a morfinei dar mult mai puțin toxică. Se
administrează în ameliorarea durerilor bolnavilor de cancer.
Piperidina este un lichid incolor cu miros de piridină, este miscibilă cu apa și
solvenții organici în orice proporție. Este o bază tare comparabilă cu aminele alifatice
secundare.
Caracterul chimic este și el asemănător aminelor secundare: cu acid azotos formează
nitrozamine, poate fi alchilată și acilată la atomul de azot.
V.Benzopiridine
V.1.Chinolina(benzo‐(b)piridina)
Curs 09 Ch.Heterociclurilor Inele de 6 atomi mono- și poliheteroatomice
4
Metode de preparare
Sinteza Skraup se realizează prin tratarea anilinei cu glicerină și H2SO4 în prezența
unor oxidanți slabi (FeCl3, As2O5, C6H5-NO2). În cursul reacției se formează acroleina
care reacționează apoi sub forma unei baze Schiff cu anilina.
- C6H5NH2 NN
H
CH2
CC
HNC6H5
H
HH
NH
CH2-2 [H]
oxidare
dihidrochinolina chinolina
Sinteza Daebner – Miller. Este o variantă a sintezei Skraup și conduce la derivați de
chinolină. Se produce prin tratarea compușilor carbonilici nesaturați cu anilină în
cataliză acidă (HCl cu adaos de ZnCl2). Dacă se folosește în reacție aldehida crotonică
se obține ca produs final 2-metilchinolina.
+N
- H2O
CH
CH
HC O NH2 N
H
CH
CH2HC
O
N
H
CH
CH2C
OH H
N
H
CH
CC
OHH
HH
-2 [H] 2-metilchinolina(chinaldina)
CH3
CH3 CH3 CH3
CH3
aldehidacrotonica
Dacă se folosește în reacție metil vinil cetona se obține în final 4-metilchinolina.
Sinteza Friedlunder constă în tratarea o-aminobenzaldehidei cu aldehidă acetică în
prezență de NaOH.
Curs 09 Ch.Heterociclurilor Inele de 6 atomi mono- și poliheteroatomice
5
Prin tratarea acidului isatinic cu diverse cetone. Dacă se folosește acetofenona rezultă
atofanul, medicament administrat în tratamentul gutei.
Prin deshidratarea și ciclizarea acidului o-aminocinamic se obțin derivați hidroxilați ai
chinolinei.
Proprietăți fizice
Este o substanță lichidă, miscibilă cu apa și solvenții organici. În stare pură este incoloră,
impură are culoare galbenă.
Proprietăți chimice
Bazicitatea: este o bază mai slabă decât piridina, cu acizii tari formează săruri, iar cu
halogenurile de alchil săruri cuaternare.
N
HX
CH3I
N
H
N
CH3
X
I
sare de chinoliniu
iodura de N-metilchinoliniu
Substituția electrofilă are loc în condiții energice și ea se produce la nucleul benzenic
în poziția 5 sau 8. Exemple sunt sulfonarea și nitrarea.
Curs 09 Ch.Heterociclurilor Inele de 6 atomi mono- și poliheteroatomice
6
Substituția nucleofilă se realizează ușor și are loc în poziția 2 a nucleului piridinic din
chinolină.
Na
- NaHNaNH2
N
N
2-aminochinolina
KOHH
H
NH2 N NH2
K
- KHN
2-hidroxichinolina
H
OH N OH
Hidrogenarea se realizează inițial în nucleul piridinic rezultând tetrahidrochinolina.
Hidrogenarea energică pe catalizator de nichel conduce la decahidrochinolina.
N NH
2 H2
NH
3 H2/ Ni
chinolina tetrahidrochinolina decahidrochinolina
V.2.Izochinolina(benzo‐(c)piridina)
Intră în constituția unor alcaloizi importanți cum ar fi papaverina și morfina (vezi
alcaloizi).
Metode de preparare
Prin ciclizarea -feniletilaminelor N-acilate în prezență de P2O5 urmată de
dehidrogenare catalitică.
Condensarea -feniletilaminei cu aldehidă formică în prezență de HCl și P2O5.
Intermediarul format este dehidrogenat catalitic ulterior.
Condensarea unei aldehide aromatice cu acetalul aminoacetaldehidei.
Curs 09 Ch.Heterociclurilor Inele de 6 atomi mono- și poliheteroatomice
7
Proprietăți
Este un lichid incolor cu miros slab de piridină, este miscibilă cu apa și solvenții
organici.
Formează săruri cu acizii tari și săruri cuaternare cu halogenurile de alchil întocmai ca
și chinolina (vezi chinolina).
Substituția electrofilă se produce de preferință în nucleul benzenic.
- H2OH2SO4
N
N
N
acid izochinolin-5-sulfonic
5-nitroizochinolina
NO2
- H2OHNO3
SO3H
Substituția nucleofilă se produce ușor și are loc în poziția 1 a nucleului izochinolinic
(poziția 2 din inelul piridinic).
V.3.Acridina(dibenzopiridina)
Se găsește în gudroanele cărbunilor de pământ și anume în fracțiunea care conține
antracen și fenantren.
Metode de preparare
Curs 09 Ch.Heterociclurilor Inele de 6 atomi mono- și poliheteroatomice
8
Prin piroliza benzilanilinei. Ca produs secundar se formează fenantridina.
Prin tratarea difenilaminei cu acizi carboxilici în prezența ZnCl2 anhidre. Cu acid
formic se obține acridina, iar cu acizi superiori derivați substituiți în poziția 9 a
acridinei.
Folosind ca produs inițial acidul o-clorobenzoic și anilina se obține intermediar acidul
N-fenilantranilic care se ciclizează sub influența H2SO4 la acridona.
Proprietăți
Este un produs solid galben deschis solubil în solvenți organici.
Prin reducere trece în 9,10-dihidroacridină (acridan).
Prin oxidare formează acid acridinic.
Cu halogenurile de alchil dă săruri cuaternare.
Curs 09 Ch.Heterociclurilor Inele de 6 atomi mono- și poliheteroatomice
9
Dintre derivații mai importanți ai acridinei amintim:
Aterbina medicament antimalaric.
Coloranți acridinici. Rezultă prin introducerea de grupări auxocrome în molecula
acridinei. Exemple sunt galbenul de acridină și acriflavina.
Aceștia au acțiune bacteriostatică și sunt administrați în cazul infecțiilor streptococice.
Ineledeșaseatomipoliheteroatomice
I.Azine
Sunt combinații heterociclice cu șase atomi care conțin doi sau mai mulți
heteroatomi, dintre care cel puțin unul este azotul.
Se disting: oxazine (conțin O și N); tiazine (conțin S și N); diazine (conțin doi
atomi de N). Se cunosc și sisteme heterociclice ce conțin nuclee benzenice condensate cu
nuclee azinice.
I.1.Oxazineșitiazine
I.1.1. Fenoxazina (dibenzo-1,4-oxazina)
Metode de preparare:
Curs 09 Ch.Heterociclurilor Inele de 6 atomi mono- și poliheteroatomice
10
Încălzirea o-aminofenolului cu clorhidratul său la 250°C.
Condensarea o-aminofenolului cu pirocatehina în cataliză acidă.
Proprietăți:
Este un produs solid, incolor, solubil în apă, alcool și eter. Cu acizii tari, în prezența unor
oxidanți (FeCl3, Br2, H2O2) fenoxazina se transformă în săruri de fenoxaziniu.
Sărurile de fenoxaziniu prin tratare cu NaOH formează inițial o pseudobază care oxidată
conduce la fenoxazonă de culoare galbenă.
I.1.2. Fenotiazina (dibenzo-1,4-tiazina)
Se obține prin tratarea difenilaminei cu sulf în prezența unor cantități mici de iod la
250°C.
Prin oxidarea fenotiazinei în cataliză acidă se obțin săruri de fenotiaziniu.
Curs 09 Ch.Heterociclurilor Inele de 6 atomi mono- și poliheteroatomice
11
De la fenotiazină derivă unele medicamente și coloranți. Dintre aceștia largactilul
este un medicament cu acțiune tranchilizantă administrat în tratarea psihozelor și nevrozelor.
Dintre coloranți, mai cunoscut este albastru-metilen. În sinteza sa se obține
intermediar o indamină prin oxidarea unui amestec de NN-dimetil-p-fenilendiamină, sub
formă de sare la grupa dimetilamino, cu dimetilanilină. Indamina formată reacționează apoi
cu H2S, etapă urmată de oxidări succesive.
Se folosește în tehnica bacteriologică pentru a colora anumiți germeni patogeni cum
sunt gonococii și bacilii holerei și ai tuberculozei. Se mai utilizează ca dezinfectant slab
extern pentru afecțiuni ale pielii și mucoaselor.
Curs 09 Ch.Heterociclurilor Inele de 6 atomi mono- și poliheteroatomice
12
I.2.Diazine
Sunt compuși heterociclici cu doi atomi de azot în pozițiile 1,2-, 1,3- și 1,4- denumiți uzual
piridazină, pirimidină și respectiv pirazină.
I.2.1. Piridazina (1,2-diazina)
Metode de preparare:
Condensarea combinațiilor 1,4-dicarbonilice (saturate sau nesaturate) cu hidrazină.
Tratarea esterilor acizilor -cetonici cu hidrazina.
Folosind ca produs inițial anhidrida maleică și hidrazina.
CHC
HCC
O
anhidridamaleica
- H2O
O
O
NH2
NH2+
NH
NH
O
O
N
N
OH
OH
N
N
Cl
Cl
N
N
POCl3 H2/ Ni-2 HCl
Structură și reactivitate
Prezența atomilor de azot în inelul piridazinic produce o dezactivare generală a
nucleului. Piridazina poate prezenta două structuri Kekule (1 și 2) și patru structuri cu sarcini
despărțite (3-6).
Curs 09 Ch.Heterociclurilor Inele de 6 atomi mono- și poliheteroatomice
13
Structurile cu sarcini despărțite explică inerția acestui compus față de reactanții
electrofili.
Piridazina este stabilă și față de reactanții oxidanți și reducători. Acizii piridazin
carboxilici se decarboxilează ușor prin încălzire până la punctul de topire.
Top Related