heterocicli

7/28/2019 heterocicli

1/22

COMPUI HETEROCICLICI


2/22

Sisteme heterociclice importante

ClasificareO clasificare a lor poate fi fcut conform precizrilor IUPAC, innd seama de numrul de atomi din inel(5,6) i de numrul de heteroatomi (1,2,3,4 etc.).

monoheteroatomici (furan tiofen pirol);

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

, ,

poliheteroatomici (oxazine tiazine diazine etc.)

,,

, ,

monoheteroatomici (piran tiapiran piridin);

Compui heterociclici

pentaatomici

Compui heterociclici

hexaatomici

O NH NHS O

Furan Tiofen Pirol Benzpirol Benzofuran

NN

N

N

(Indol) (Cumarona)

N

O

N

NH

N

NH

N

S N

N

N

N

N

N

N

N

N

N

Piridina Chinolina Izochinolina Acridina

Oxazol Tiazol Imidazol Pirazin Pirimidin Purin Flavin


3/22

COMPUI HETEROCICLICI PENTAATOMICI

COMPUI HETEROCICLICI PENTAATOMICI CU UN HETEROATOM

FURAN.TIOFEN. PIROL

Nomenclatur. Structur

,

X

1

2

34

5

X = O ; S NH

Majoritatea compuilor heterociclici au nume speciale. Aplicarea regulilor IUPAC este

convenabil pentru compuii monociclici la care se ine seama de numrul atomilor din ciclu i denatura heteroatomului indicat prin prefixul oxa, tia, aza, respectiv pentru O, S, N sau dioxa, ditia,

diaza pentru doi heteroatomi identici i oxaza i tiaza pentru compuii poliheteroatomici.

O S NH

Furan Tiofen Pirol

(oxol) (tiol) (azol)


4/22

FURAN I DERIVAI

Furanul a fost evideniat n anul 1832, ncercnd s se obin acid formic prin aciunea

acidului sulfuric i MgO2 asupra zaharurilor. In 1870 a fost izolat prin descompunerea

furoatului de bariuMuli derivai ai furanului rezult la tratarea cu acid a zaharurilor prezente n produse

naturale.

Furanul apare n cantiti mici n fraciunile volatile ale gudroanelor de la distilarea uscat a

lemnului, mpreun cu silvanul (-metilfuran).

Proprieti fiziceFuranul este un lichid incolor (T.f = 31oC), insolubil n ap, solubil n solveni organici, cu

miros slab de cloroform. In mediu acid polimerizeaz, deci caracterul su bazic nu poate fi

riguros stabilit


5/22

FURAN I DERIVAI

Derivai importani. Furfuralul

(furfurol din latinescul furfur = tre) este un lichid incolor (T.f. 161-164oC), stabil.

In aer se oxideaz uor.

Este o substan care se obine uor din pentozani, n mediu acid (v.zaharuri).

Este parial solubil n ap.

CHO

CH2OH

CH = CH COOH

COOH

NaOH

Cannizzaro+

Ac2O/AcONa

condensare Perkin

Alcool furfurilic Acid piromucic

Acid furilacrilic (conservant)

In reacii, furfurolul se aseamn cu aldehidele aromatice

Condensarea furfuralului cu anilina- se formeaz un compus colorat n rou numit anil.

Reacia servete la identificarea i dozarea furfurolului


6/22

FURAN I DERIVAI

ReprezentaniFurfuralul (furfurolul) este solvent selectiv i component de arom. Este materia prim pentru obinerea

tetrahidrofuranului i a nitrilului adipic (v.nylon).

5-Nitrofurfuralulformeaz cu semicarbazida o semicarbazon (Furacin), folosit ca antiseptic.

Muli derivai ai furanului se gsesc n plante. De exemplu cantaridina care se obine prin condensarea furanului cu

ester acetilendicarboxilic. Este o substan toxic i vezicant.

Alcoolul furfurilic este un lichid incolor (T.f. 170oC) miscibil cu apa i cu dizolvanii organici obinuii.

CH2OH

CH2

CH2OHCH2

n

In mediu acid, alcoolul furfurilic formeaz rini rezistente la coroziune

Furadantinul, substan fungicid.

O2N OCH3

Mercaptanulfurfurilic este componenta principal a

cafelei prjite (arom de sintez).

CH2 SH


7/22

FURAN I DERIVAI

Benzofuranul(cumarona) se formeaz la cocsificarea crbunilor. Este un lichid uleios (T.f. 173oC),stabil n mediu alcalin dar polimerizeaz n mediu acid

In natur se gsesc unii derivai importani, de cele mai multe ori sub form de glicozide ale

hidroxicumaranonelor. Grupa CH2 din cumaranon particip la reacii de condensare

O

O

O O

O OH

Auronele sunt pigmeni naturali ca i flavonele. Au culoare galben-oraj i se gsesc n petalele florilor.

Izolate din esuturi sunt nsoite de clorofil i au culoare galben-verzuie. Prin hidroliza glicozidelor separ

agliconii ca derivai de hidroxibenzilidencumaranone


8/22

TIOFEN I DERIVAI

Benztiofenul(tianaften)

S

OH Oxid

S

OO

S

O

S

S

O

.

Tioindigoulse prezint sub dou forme, n echilibru, cis-trans, n solvent inert. Este colorant rou, de cad.

Tioindoxil Tioindigo cis Tioindigo trans

C

O

HN NH

S

H

(CH2)4 COOHS

H

(CH2)4COOH

NH2 NH2Hidroliz

COCl2

Biotina este vitamin i factor esenial de cretere a numeroase microorganisme i a unor animale. Se prezint ca racemic.

Structura biotinei a fost elucidat prin degradare i prin sintez.


9/22

PIROL I DERIVAI

Benzpirolul sau indolul se gsete n gudroanele carburilor de pmnt, n fracia care distil ntre

220o i 260oC, n proporie de 3-5%. In cantiti mici se gsete n uleiuri eterice obinute din multe plante

(iasomie, portocal etc.).

Benzopirol, dibenzpirol i derivai

N

H

H

H N H21

34

5

6

7

=

=

6,34 ppm

6,54 ppm

Indol Izoindol

-

N H

H H

6,05 6,02 7,70 ppm=

1

23

4 5

Proprieti fizice.Indoluleste o substan solid, cristalizat (T.t.52,5oC i T.f.253oC), puin solubil nap. Are miros persistent, neplcut. In cantiti mici accentueaz mirosul unor flori, utilizndu-se n

parfumerie.


10/22

PIROL I DERIVAI

Triptofanul

-

N

H

CH3

NH

CH2 CH2 NH2

NH

CH2 CH COOH

NH2CO2

Triptofan

Triptamina

Scatol

Derivai importani

N

H

CH2 CH2 NH2

HO

N

H

CH2 CH2

HON(CH3)2

Serotinina, 5-hidroxitriptamina, este rspndit n lumea vegetal i animal. Are rol n activitateasistemului nervos central i este agent vasoconstrictor.

Serotonina Bufotenina

Bufotenina, dimetilserotonina, are aciune halucinogen i este un compus toxic.


11/22

PIROL I DERIVAI

Indigo. Indigoul a fost descris de Plinius, n antichitate. In acele timpuri se obinea din plante din

genul indigofera tinctoria (India i Egipt), apoi din drobor (cardama). In secolul XVIII droborul a

fost adus i cultivat i n Europa.

In plante indigoul se gsete stocat sub form de indican vegetal care, n timpul macerrii plantelor

zdrobite, cu apa, hidrolizeaz la indoxil. Indoxilul reacioneaz cu oxigenul din aer i trece n indigo.

Indigoul natural conine impuriti.

N

OH

H

N

H

O

N

H

OC6H11O5

H2O 222 2

+2

N

H

ON

O

H

H+

O2+1/2

N

H

HO

N

OH

N

H

OHO3S

N

O

H

SO3HBr

N

H

O

N

H

Br6

6'

Purpura antic Indigocarmin

6,6-Dibrom indigo Acid indigo-5,5-disulfonic


12/22

PIROL I DERIVAI

Rest fitil

CH3

CH2 CH3 CH3 CH3 CH3

NN

NN

Mg

CH

H3C C2H5

CH3

C

H3C

H

CH2H

CH2

O

COOCH3HCH2

COOC20

H39

CHO

NN

NN

Mg

CH

H3C

CH3

C2H5

CH3

C

H3C

H

CH2H

CH2

O

COOCH3HCH2

COO

clorofila a clorofila b

Ftalocianinele sunt pigmeni de culoare albastr sau verde.

Ftalocianina cupric

CN

CN

4Cu

II

N

N N

N

N N

NN Cu

Hem. Hemoglobina, colorantul rou din sngele vertebratelor, este o cromoproteid alctuit dintr-ocomponent proteic globina i o grup prostetic colorat, hemul, care este constituit dintr-un nucleu

porfirinic.


13/22

COMPUI HETEROCICLICI PENTAATOMICI

COMPUI HETEROCICLICI PENTAATOMICI POLIHETEROATOMICI.

AZOLINomenclatur. Structur

Structurile heterociclice poliheteroatomice formeaz scheletul unor compui importani, naturali sau de sintez,

cum sunt unele vitamine, coenzime, acizi nucleici, peniciline, sulfamide, medicamente, colorani, alcaloizi,

polimeri. Structurile heterociclice poliheteroatomice formeaz scheletul unor compui importani, naturali sau de

sintez, cum sunt unele vitamine, coenzime, acizi nucleici, peniciline, sulfamide, medicamente, colorani, alcaloizi,

polimeri.

NO

N

NH

N

O

N

N

H

N

S

N

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

O

N

N

S

NN

O

NN

S

N

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

N

H

N

NN

NN

H

NNN

H

N

N

NN

H

N

N

N

H

1 2

34

5

1,2,4-Triazol Triazol Triazol Tetrazol Pentazol


14/22

N

S

HOOC C = O

CH3CH3

CH NH C RO

Din Streptomyces orchidaceus s-a izolat un antibiotic cu spectru

larg de aciune cunoscut ca cicloserin.

NO

H

H2N =O

Cicloserina

Ciclurile tiazolidinice se ntlnesc npeniciline.

N

SNH NH2SO2

Sulfatiazolul(sulfanilaminotiazolul) este derivat al 2-aminotiazolului, folosit ca agent bacteriostatic.

Oxazoli

Tiazoli


15/22

DIAZOLI

Histidinaprin decarboxilare trece n histamin care se gsete n mucoasa intestinal i n glanda hipofiz.

Histamina este utilizat pentru micorarea tensiunii arteriale prin efectul de dilatare a capilarelor.

Carnosina (-alanil-L-histidina) este o dipeptid extras din sucul de carne i izolat de ctre Liebig, care conine nucleu

de imidazol.

Nucleul imidazolic este prezent n aminoacizi, n dipeptide

Histidin (4(5)-imidazolil- Histamin (4-Imidazolil-3-alanin 2-etilamin

-N

N

H

CH2 CH2 NH2N

N

H

CH2 CH COOH

NH2CO2

N

N

H

CH2 CH

COOH

NHCO CH2 CH2 NH2

Carnosina

O=

HO3S N HO3S N =

SO3H

Cl

Cl

NN

= N COOH

H

NN

H

N CH3

O =

Tartrazina Galben luminosSO3H

De laforma metilenic se cunosc muli colorani utilizai n fotografia n culori sau n industria

alimentar (tartrazina), substane rezistente la lumin. Sunt numii colorani pirazolonici


16/22

COMPUI HETEROCICLICI HEXAATOMICI

COMPUI HETEROCICLICI HEXAATOMICI MONOHETEROATOMICIPIRAN. TIAPIRAN. DERIVAI

Grupa piranului i benzopiranuluiO O SS

2

3

4

5

6

1

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

O

ion pyrylium

O

benzopyrylium(chromylium)

O

chromane

O

O

chromone

O O

coumarine

O

O

Ar

flavone

O

O

O O

pyrones

O

O

xanthone

1

2

3

456

7

8 9

10

1

2

3

45

6

7

8


17/22

BENZOPIRANI, BENZOPIRONE, SRURI DE BENZOPIRILIU

Nomenclatur. Structur

Flavone i izoflavone. Culoarea galben a florilor se datoreaz flavonelor (flavus

galben n limba greac), care se gsesc libere sau sub form de glicozide n plante.

87

6

5

43

2

1O

O

HOO

O

1'

2' 3'

4'

5'6'

Flavon Izoflavon

O

O

OH

O

O

O

O

OH

(2-Fenilcromon) (3-Fenilcromon)

Flavanon Flavonol Flavanolone

(2,3-Dihidroflavone) (3-Hidroxiflavon) (3 Hidroxi-2,3-dihidroflavone)

Flavonele i derivaii lor se obin prin sintez.


18/22


Derivai importani

O

O

OGlucoza Ramnoza

HO

OH

OH

OH

OH

OH

OH

HO

O

O

OH

Quercetina rezult prin hidroliza ramnoglucozidului cunoscut sub numele

de rutin.

Rutina Quercetina

Izoflavone

HOO

O

OH

OH

HOO

O

OH

Formonetina Genisteina

cu activitate extrogen)


19/22


Antocianii sunt glicozide colorate, care prin hidroliz n mediu acid (HCl diluat) trec n

sruri colorate (agliconi) i zaharuri.

Cl-

+ OHHO

OH

O

OH

Pelargonidina

(Clorur de pelargonidin)

Antociani i antocianidine

OOH

OH

OO

HO

-D-glucose

-D-glucose

Cl

cianidinaAgliconii antocianilor sunt antocianidinele.


20/22

PIRIDINA I DERIVAI

Acidul nicotinic a fost izolat din drojdie i din tre de orez. Apare n cantiti mici n celule i urin.

A fost primul acid din aceast clas, obinut prin oxidarea nicotinei (1867). Poate fi obinut i prin hidroliza

nitrilului corespunztor, uor accesibil.

ca atare sau ca ester prin tratare cu amoniac se transform n nicotinamida (Vitamina PP).

Nicotinamida este curent folosit n combaterea pelagrei la om i cunoscut ca factor pelagro-preventiv.

Un alt derivat este coramina (sau niketamida)

+N

COOH(R)

N

CONH2

N

CON(C2H5)2NH

3

H2O- ;

Nicotinamida Coramina sauNiketamida

analeptic i stimulent respirator

Nicotinamida este component

a nucleosidelor i nucleotidelor.


21/22

COMPUI HEXAATOMICI POLIHETEROATOMICI

Diazinele sunt trei structuri izomere, n care atomii de azot sunt aezai 1,2- 1,3- i 1,4- i se citesc n

consecin ca 1,2-, 1,3-i 1,4- diazine sau se utilizeaz denumirile empirice intrate n uz: piridazina,

pirimidin ipirazin.

Diazine

PirazinaPirimidinaPiridazinaN

N

N

NN

NN

N

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


22/22

COMPUI HEXAATOMICI POLIHETEROATOMICI

Derivai ai pirimidinei. Muli derivai ai pirimidinei prezint un interes teoretic i practic deosebit cavitamine, baze pirimidinice, compui oxigenai etc.Vitamina B 1 (Tiamina) se gsete n drojdia de bere, n trea cerealelor, n ficat etc. Face parte dincomplexul de vitamine B.

Hidroxipirimidine. Uracilul (2,4-dihidroxipirimidina sau 2,4-diacetotetrahidro-pirimidina) prezintfenomenul de tautomerie lactam-lactim, cu forma predominant lactam (I).

N

NOH

OH

NH

NOH

O

NH

NH

O

=O =O

OH

NH

N

I II III IV

N

NH

NH2HOH2C

N

N

NH2

OH

H3CN

N

OH

OH

H3C N

N

NH2

OH

N

NH

NH2H3C

NH

NH

NH2

NH

NH

O

H3C

=O =O=O =O

Uracilul se gsete n celulele vii ca rezultat al scindrilor

hidrolitice a acizilor nucleici.

La hidroliza acizilor nucleici rezult i ali derivai aipirimidinei, bazele pirimidinice, care conin pe lng grupe OH

i grupe NH2.

Bazele pirimidinice conin grupe OH, -NH2, -CH3, -CH2OH, n poziiile 2,4- i 5, au puncte de fierbere

ridicate datorit legturilor de hidrogen. Prezint un mare interes timina, citozina, 5-metilcitozina, 5-

hidroximetilcitozina.

Timina Citozina 5-Metilcitozina 5-Hidroxi-metilcitozina(5-Metiluracil) (2-Hidroxi-4-aminopirimidina)

N

SCH2

CH3

CH2 O P

O

O P

O

O-

OH OH

CH2

N

N

NH2CH3

+

TPP

vitamina B1

heterocicli

Documents