UNIDAD 3 ANILLOS HETEROCÍCLICOS DE CINCO MIEMBROS

UNIDAD 3
ANILLOS HETEROCÍCLICOS DE CINCO
MIEMBROS CON DOS HETEROÁTOMOS
TIAZOLES, IMIDAZOLES Y OXOAZOLES
TODOS SON AROMÁTICOS
121
TIAZOLES: 1,3-TIAZOL
SEAr
• Compuesto π-excesivo
• Aromaticidad mayor que oxoazol, imidazol o pirrol
122
Métodos de síntesis de tiazol
Síntesis de Hantzsch
α-halocarbonilo + tiamida
123
Síntesis de Hantszch de tiazoles
La reacción con N-sustitución da lugar a sales
La reacción con tiourea
124
Síntesis de Gabriel de tiazoles
R2
P4S10 o H2S
R1
N
H
O
N
R1
S
R2
O
R2
R1
NH2
EtO
O
O
125
Imidazol
SEAr
Heteroátomo tipo piridina. Los e- no
contribuyen a la aromaticidad.
Heteroátomo tipo pirrol. Los 2 e- contribuyen
a la aromaticidad.
Forma puentes de hidrógeno.
Dualidad donador y aceptor de enlaces de hidrógeno
Tiene equilibrio
(Tautomerismo anular)
126
Síntesis de imidazoles. Ruta retrosintética
127
Síntesis de imidazoles a partir de segmentos
Esta ruta se demostró por primera vez usando:
GLIOXAL
AMONIACO
FORMALDEHÍDO
Al producto se le llamó glioxalina
128
Síntesis de imidazoles a partir de segmentos
El problema de esta ruta es que la síntesis de amidinas en el laboratorio no es sencilla.
Las rutas son vía de acetales Amida o alquil nitrilos con aminas primarias.
No he encontrado precursores claros de aminidinas en química de alimentos
129
Síntesis de Bredereck de imidazoles
R1
R1
O
H2N
H
N
2
R2
OH
O
guanidina
-2 H2O
-HCOOH
R2
N
H
130
Síntesis de oxoazol
Rutas retrosintéticas
SEAr
43N
5 2
1
O
131
Síntesis de Robinson-Gabriel de oxoazoles
132
Síntesis de oxoazoles desde α-alcoxicetonas y amoniaco
R2
R3
O
X
R1
R2
O
N
+ NH3
O
O
O
R3
R1
R1
-2H2O
O
R2
R3
O
-H2O
NH3
R2
R2
O
O
HO
O
R3
R1
R3
N
R1
HN
133
Síntesis de Blümlein-Lewy
134
UNIDADES 4 y 6
Anillos de 6
PIRIDINAS Y PIRAZINAS
135
PIRIDINAS
•
•
•
•
•
No es una molécula plana. Estructura cercana al benceno.
Es π-deficiente. SEAr poco favorecida. Orientación a 3 y 5 (meta).
Adición E+ sobre el átomo de nitrógeno si es favorecida. H
Es más favorable a la SNAr que el benceno.
N
pKa es 5.20. Protonación es posible. Ión piridinio.
6 1
5
2
3
4
136
Algunas rutas de retro-síntesis de piridinas
+ H2O
N
+ H2O
-NH3
+2H
O
H2N
O
O
+2H
+2H
+ H2O
+ H 2O
-NH3
N
H
O
H2N
O
O
N
O
O
O
137
Síntesis de piridinas a partir de compuestos 1,5-dicarbonílicos
Agentes oxidantes más comunes:
FeCl3
NaNO2 /ác. acético
HNO3
138
Ciclocondensación de ésteres de ácido 3-aminocrotonato con β-dicarbonilos
Nada más está reportada este tipo de reacción
no hay reportes con otros compuestos similares
139
Ciclocondensación de 1,3-dicetonas
en presencia de amoniaco
O
R
R
R
H
O
O
-H2O
O
R
H3C
O
O
O
R
Condensación de Knoevenagel
+ NH3
-2 H2O
Usado en la síntesis de acetil piridinas (en meta)
R
R
O
N
R
R = CH3 75%
140
Síntesis de Hantzsch
Un aldehído reacciona con dos equivalentes de 1,3-dicarbonílico
en presencia de amoniaco
Hay dos posibles mecanismos
141
Mecanismos/rutas de Hantzsch para
la síntesis de piridinas
R3
R1
Ruta 1: Reacción inicial de carbonilos
R1
R1
R1
O
R2
R1
O
R3
R3
R2
R2
O
R2
condensación aldólica entre dicarbonilo y cetona
R2
O
O
O
Adición de M ichael
NH3
H2O
R3
R1
H
R3
R1
R1
R1
-2H
R2
N
R2
R2
N
H
R2
142
Mecanismos/rutas de Hantzsch para
la síntesis de piridinas
-2H
Ruta 2: El producto de la condensación aldólica reacciona con enamina
143
Síntesis de Güareshi-Thorpe
144
PIRAZINAS
• Molécula plana.
• No muy buenas para la SEAr mejor si hay un electrodonador.
• Adición E+ a los nitrógenos.
145
Retrosíntesis a pirazinas
O
H2N
N
O
H2N
N
N
O
N
O
H2N
H2N
N
NH2
O
N
O
H2N
146
Condensación de 1,2 dicarbonilos y 1,2-diaminas seguido de oxidación
Agentes oxidantes más comunes en está reacción:
CuO
MnO2 en KOH/EtOH
147
Condensación de α-aminocarbonilos
Si se trabaja con compuestos asimétricos se obtienen mezclas pero prevalecen los
efectos estéricos en cuanto a productos mayoritarios
148