Heterocíclicos QO2D2K14

Compuestos
Heterocíclicos
Química Orgánica II
Facultad de CC.QQ. Y Farmacia, USAC
Sección D - 2014

Definición
 Compuestos heterocíclicos son aquellos
compuestos orgánicos que tienen un
anillo o ciclo dentro del cual hay uno o
varios átomos distintos al carbono.
 El anillo puede ser aromático o alifático.
 Los heteroátomos más comunes son
nitrógeno, oxígeno y azufre.

Importancia
 Muchosagentes farmacéuticos contienen heterociclos

en su estructura
Sildenafil (Viagra®)

Quinina

H
NHMe

N
N
N
H

Me

NC

N

Tagamet®

Muchas moléculas biológicas
contienen también heterociclos en
su estructura

 Metaloporfirinas, como clorofilas y hemoglobina

Algunas Vitaminas
del Complejo “B”
NH2

HO

+
N

N

S

N

Tiamina (B1)
HO

N
OH
OH

Piridoxina (B6)
OH

OH

OH
N

OH
N

O

NH

N
ORiboflavina (B2)

Metabolitos secundarios de plantas
también presentan estructuras
heterocíclicas

Antocianidinas, pigmentos que cambian de color según el pH
N-metilxantinas,
alcaloides
presentes en el
té, café y
chocolate

Nomenclatura
 Puede emplearse el sistema de nomenclatura
de reemplazo, recomendado por IUPAC, en el
cual se usan prefijos para indicar el
heteroátomo presente:

 Oxa  oxígeno
 Tia azufre
 Aza  nitrógeno

Si hay más de un
heteroátomo en el ciclo, el
número más pequeño se
asigna al de mayor
precedencia: O>S>N

Nomenclatura de
reemplazo
 Se aplica a compuestos heterocíclicos o a aquellos en
las cuales otro sistema resulte muy complicado.
 Se considera al compuesto como el del hidrocarburo
correspondiente, en el cual un átomo de carbono ha
sido reemplazado por un átomode nitrógeno, oxígeno
o azufre, y en este caso esto se hace notar en el
nombre indicando la posición del heteroátomo y
usando el prefijo que corresponda: –aza, -oxa, -tia.
 De preferencia se busca asignar el número más
pequeño al heteroátomo. Si hay más de uno, se asigna
el número más pequeño al de mayor precedencia:
oxa>tia>aza

Nomenclatura
 Existe un sistema de nomenclatura
especial paraheterociclos, el sistema
Hantzsch- Widman, pero no se revisará
en este curso.
 También se utilizan mucho los nombres
comunes o históricos de los compuestos,
por lo cual deberá revisarse el
documento con los nombres más
importantes.

Ejemplos

Piridina

Azabenceno

Pirrol

Quinolina

1-azaciclopenta-

1-azanaftaleno

2,4-dieno

Indol

Imidazol

1,3-diazaciclopenta2,4-dieno

Pirimidina1,3-diazabenceno

Pirrolidina

Piperidina

azaciclopentano

azaciclohexano

Heterociclos alifáticos
 La química de estos compuestos es
similar a la de sus análogos acíclicos:
El THF es un éter,
sufre reacciones SN

conc. HBr

O
La pirrolidina es
una amina 2ª. que
puede formar
amidas

CH3

heat

O
C
+ HN
Cl

BrCH2CH2CH2CH2Br

CH3

O
C
N

Heterociclos alifáticos
 Los heterociclos alifáticos de tres miembrospresentan gran tensión angular por lo que
reaccionan rápidamente, abriendo el ciclo.
O

+ HBr

HOCH2CH2Br

O

+ NH3

HOCH2CH2NH2

Heterociclos aromáticos
 Los que nos interesan en este curso son
los heterociclos nitrogenados de cinco y
de seis miembros: pirrol y piridina,
respectivamente.
 Al ser compuestos aromáticos se espera
que su reactividad sea similar a la del
benceno, es decir, quesufran reacciones
de SEA

Pirrol
Electrones
libres en el
orbital p

Electrones que
forman parte del
sistema aromático

En el pirrol, el
nitrógeno tiene
hibridación sp2 y su
par de electrones
libres forma parte
del sistema
aromático.

Debido a que el par de electrones libres del nitrógeno
está comprometido en el sistema de electrones pi
aromáticos, el pirrol NO se comporta como una base,
sino más bien,el átomo de hidrógeno unido al nitrógeno
es ácido (pKa 0.4 ).

Pirrol

El pirrol es una base muy débil, ya que si se
protona el nitrógeno, se perderá la aromaticidad
del sistema.

Pirrol
 Si comparamos el momento dipolar del pirrol
con el de su análogo alifático, la pirrolidina,
vemos que la densidad electrónica en el pirrol
está sobre el anillo más que sobre el
nitrógeno:

Pirrol

Las...