Heterociclica
Páginas: 16 (3950 palabras)
Publicado: 29 de junio de 2011
Reacciones de Ciclación para la obtención de heterociclos.
Por ejemplo para la obtención del tiazol, tres rutas sintéticas son analizadas retrosintéticamente. Así podemos identificar los precursores más razonables a partir de los cuales se puede construir el ciclo. Por ejemplo se puede obtener 2, 5-dihydrotiazoles con buen rendimiento mezclando cetonas con azufre ó amonia a temperaturaambiente. Analizando retrosintéticamente este proceso tenemos:
[pic]
Esquema 2
[pic] Tipos de reacciones
Las reacciones de ciclación pueden ser reacciones intramoleculares en las cuales se forman enlaces carbono. Las más comunes son aquellas en las que el nucleófilo interactúa con el electrófilo, o por desplazamientos nucleofílicos sobre átomos de carbono insaturados, adición de nucleófilosy reacciones de adición-eliminación.
Los heterociclos pueden construirse por reacciones intramoleculares de radicales, carbenos y nitrenos o por electrociclizaciones de sistemas con electrones π conjugados. En las reacciones de ciclación que involucran la formación de un enlace el intermediario es usualmente obtenido in situ a partir de dos o más reactivos, como en la síntesis del Tiazol.Otro ejemplo es la síntesis de pirroles a partir de compuestos 1,4-dicarboxílicos y aminas primarias conocida como la reacción de Paal-Knorr. La etapa de ciclación implica el ataque nucleofílico sobre el grupo carboxílico por el nitrógeno del imino del intermediario 1. Este intermediario ha sido detectado y caracterizado por RMN 13C.
Notar que en esta síntesis la 1,4-dicetona actúa como unelectrófilo tanto en la etapa inicial de la reacción con la amina como en la etapa de ciclación. Muchas otras síntesis de heterociclos son análogas, es decir, hay una interacción inicial electrófilo-nucleófilo entre los dos reactivos seguida por una segunda interacción del mismo tipo en la etapa de ciclación. Hay varios tipos de interacciones de esta naturaleza.
Ejemplos de intermediarios que puedenusarse de esta manera para la formación de heterociclos se dan a continuación. Los componentes que contienen el grupo C=O son usados a menudo como electrófilos, estos pueden ser aldehídos y cetonas o pueden ser cloruros de ácido, estéres u otros derivados de ácido.
Reactivos que son doblemente electrofílicos
Reactivos que son doblemente nucleofílicos
Reactivos con centros electrofílicosy nucleofílicos
La síntesis de heterociclos benzofusionados es de especial mención porque la mayoría preparaciones más importantesinvolucran anelación de un heterociclo a un benceno. Existen dos metodologías generales para su síntesis, una se basa en un benceno sustituido en posición orto y la otra en un benceno monosustituido con la posición orto libre que actúa como un centro nucleofílico.Por ejemplo ciclo de la quinolina puede prepararse del 2-aminobenzaldehído y un reactivo de dos carbonos con un centro electrofílico y un centro nucleofílico adyacentes. Alternativamente puede prepararse también a partir de la anilina y un intermediario de tres carbonos, con un reactivo doblemente electrofílico tal como una cetona α,β-insaturada. La segunda alternativa tiene la desventaja de que enla síntesis de derivados más complejos si se comienza a partir de la anilina en la cual las dos posiciones orto libres no son equivalentes se pueden obtener dos productos isoméricos.
Un sistema de nomenclatura para describir los posibles tipos de ciclación se muestran a continuación. Este sistema se basa en el estado de hibridación del átomo atacado por el nucleófilo y si el desplazamiento deelectrones del átomo es desde dentro (endo) o desde fuera (exo).
El desplazamiento intramolecular de un átomo de carbono saturado es un ejemplo de un proceso exo-tet y la adición nucleofílica y las reacciones de adición-eliminación de compuestos carboxílicos son procesos exo-trig. Estos son los tipos más comunes de ciclación y serán vistos más adelante.
Para decidir por un sistema...
Por ejemplo para la obtención del tiazol, tres rutas sintéticas son analizadas retrosintéticamente. Así podemos identificar los precursores más razonables a partir de los cuales se puede construir el ciclo. Por ejemplo se puede obtener 2, 5-dihydrotiazoles con buen rendimiento mezclando cetonas con azufre ó amonia a temperaturaambiente. Analizando retrosintéticamente este proceso tenemos:
[pic]
Esquema 2
[pic] Tipos de reacciones
Las reacciones de ciclación pueden ser reacciones intramoleculares en las cuales se forman enlaces carbono. Las más comunes son aquellas en las que el nucleófilo interactúa con el electrófilo, o por desplazamientos nucleofílicos sobre átomos de carbono insaturados, adición de nucleófilosy reacciones de adición-eliminación.
Los heterociclos pueden construirse por reacciones intramoleculares de radicales, carbenos y nitrenos o por electrociclizaciones de sistemas con electrones π conjugados. En las reacciones de ciclación que involucran la formación de un enlace el intermediario es usualmente obtenido in situ a partir de dos o más reactivos, como en la síntesis del Tiazol.Otro ejemplo es la síntesis de pirroles a partir de compuestos 1,4-dicarboxílicos y aminas primarias conocida como la reacción de Paal-Knorr. La etapa de ciclación implica el ataque nucleofílico sobre el grupo carboxílico por el nitrógeno del imino del intermediario 1. Este intermediario ha sido detectado y caracterizado por RMN 13C.
Notar que en esta síntesis la 1,4-dicetona actúa como unelectrófilo tanto en la etapa inicial de la reacción con la amina como en la etapa de ciclación. Muchas otras síntesis de heterociclos son análogas, es decir, hay una interacción inicial electrófilo-nucleófilo entre los dos reactivos seguida por una segunda interacción del mismo tipo en la etapa de ciclación. Hay varios tipos de interacciones de esta naturaleza.
Ejemplos de intermediarios que puedenusarse de esta manera para la formación de heterociclos se dan a continuación. Los componentes que contienen el grupo C=O son usados a menudo como electrófilos, estos pueden ser aldehídos y cetonas o pueden ser cloruros de ácido, estéres u otros derivados de ácido.
Reactivos que son doblemente electrofílicos
Reactivos que son doblemente nucleofílicos
Reactivos con centros electrofílicosy nucleofílicos
La síntesis de heterociclos benzofusionados es de especial mención porque la mayoría preparaciones más importantesinvolucran anelación de un heterociclo a un benceno. Existen dos metodologías generales para su síntesis, una se basa en un benceno sustituido en posición orto y la otra en un benceno monosustituido con la posición orto libre que actúa como un centro nucleofílico.Por ejemplo ciclo de la quinolina puede prepararse del 2-aminobenzaldehído y un reactivo de dos carbonos con un centro electrofílico y un centro nucleofílico adyacentes. Alternativamente puede prepararse también a partir de la anilina y un intermediario de tres carbonos, con un reactivo doblemente electrofílico tal como una cetona α,β-insaturada. La segunda alternativa tiene la desventaja de que enla síntesis de derivados más complejos si se comienza a partir de la anilina en la cual las dos posiciones orto libres no son equivalentes se pueden obtener dos productos isoméricos.
Un sistema de nomenclatura para describir los posibles tipos de ciclación se muestran a continuación. Este sistema se basa en el estado de hibridación del átomo atacado por el nucleófilo y si el desplazamiento deelectrones del átomo es desde dentro (endo) o desde fuera (exo).
El desplazamiento intramolecular de un átomo de carbono saturado es un ejemplo de un proceso exo-tet y la adición nucleofílica y las reacciones de adición-eliminación de compuestos carboxílicos son procesos exo-trig. Estos son los tipos más comunes de ciclación y serán vistos más adelante.
Para decidir por un sistema...
Leer documento completo
Regístrate para leer el documento completo.