Heterociclos

HETEROCICLOS
 
            Un compuesto heterocíclico es una sustancia que contiene un anillo formado por más de un tipo de átomo. Existen compuestos monocíclicos, bicíclicos y mayores, todos ellos con gran interés para los químicos y bioquímicos.
 
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Pirrol | Furano | Tiofeno | Imidazol | Oxazol | Tiazol |
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Pirazol | 3-Pirrolina | Pirrolidina |Piridina | Pirimidina | Purina |
 
            Muchos compuestos naturales presentan en su estructura anillos tipo heterocíclicos, como los que mostramos a continuación:
 
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Cocaína, estimulante, anestésico local; se encuentra en las hojas de la coca. | Dietilamina del ácido lisérgico (LSD)psicomimético  | Nicotina, se encuentra en las hojas secas del tabaco entre el 2% y el 8%. |Penicilina G,antibiótico |
                Como puede verse los compuestos heterocíclicos aparecen en varias moléculas de interés biológico: son heterociclos los carbohidratos, como también la clorofila y hemina, que dan el color verde a las hojas y rojo a la sangre, dándole vida a  las plantas y animales. Los sitios reactivos de muchas enzimas y coenzimas son heterociclos. La herencia tiene suasiento, por último, en la secuencia de unión específica de media docena de anillos heterocíclicos a largas cadenas de ácidos nucleicos.
 
Nomenclatura de los heterociclos:
 
            Muchos de los heterociclos tienen nombres comunes. Además, hay varias formas alternativas de nombrar a los heterociclos que requieren memorización, no son de aplicación universal y, a veces se prestan aconfusión. Para compuestos monocíclicos sencillos se utiliza prefijos para indicar la presencia y la identidad del heteroátomo: aza- para nitrógeno, oxa- para oxígeno, tio- para azufre, fosfa- para fósforo y así sucesivamente.
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Oxaciclobutano | Azaciclopentano | Oxaciclohexano | Tiociclohexano | 3-metiloxaciclohexano |
            A continuación resumiremos las formas de preparación delos heterociclos, en forma de tabla con un respectivo ejemplo, al final de la tabla realizaremos un breve comentario de las reacciones más significativas, dado que muchas de las utilizadas ya son conocidas por el estudiante en capítulos anteriores.
 
PREPARACIÓN DE HETEROCICLOS
Reacción | Ejemplo |
1.- Síntesis de azaciclopropanos |     |
2.- Síntesis de oxaciclopropanos       (reacción deepoxidación) |   |
3.- Síntesis de tiociclopropanos |   |
4.- Síntesis de heterociclobutanos vía        una Sn2 intramolecular. |   |
5.- Síntesis de heterociclopentanos vía         una Sn2 intramolecular |   |
6.- Síntesis de heterociclopentanos por        hidrogenación catalitica | |

 
7.- Síntesis de Paal-Knorr de 1-hetero-        2,4-ciclopentadienos |    |
8.- Síntesis deHantzsch de piridinas | |
9.- Síntesis de Fischer de indoles |   |
10.- Síntesis    de    Friedländer   de           quinolinas |    |
11.- Síntesis de Bischler-Napieralski de          isoquinolinas |    |
 
Rutas para la preparación de heterociclopropanos:
 
            Los azaciclopropanos pueden prepararse por adición directa de nitrenos, análogos nitrogenados de los carbenos, aalquenos. Por ejemplo la irradiación o calefacción del azidocarboxilato de etilo se genera un nitreno que es atrapado por un alqueno para dar el azaciclopropano correspondiente con rendimientos moderados.
 

                                                                                                                  Un nitreno
 

 
                Para el caso de la preparación deoxaciclopropanos, el método más generalizado es la epoxidación de alquenos, ya comentada con anterioridad en este libro (capítulo 13 y 14). Los tiociclopropanos se sintetizan a partir de los oxaciclopropanos correspondientes, que son fácilmente obtenibles. Un reactivo que permite la conversión directa de uno a otro es el tiocianato potásico. La transformación es estereoespecífica y transcurre con inversión...