Date post: | 17-Jan-2016 |
Category: |
Documents |
Upload: | sabina-badea |
View: | 73 times |
Download: | 1 times |
COMPUŞI HETEROCICLICI AROMATICI
• compuşii în care toţi atomii din ciclu sunt identici = aliciclici sau homociclici
• cei în al căror ciclu sunt cel puţin două specii de atomi = heterociclici.
• Compuşii heterociclici aromatici se pot clasifica după:
– mărimea ciclului; cei mai stabili fiind cei cu inele de cinci şi de şase atomi, datorită faptului că unghiul de valenţă al heteroatomului nu diferă de cel al carbonului.
– numărul de heteroatomi din moleculă.
– natura heteroatomului; cei mai importanţi fiind compuşii heterociclici cu N, O, S.
COMPUŞI HETEROCICLICI AROMATICI
PENTAATOMICI CU UN HETEROATOM
• Numerotarea poziţiilor din ciclu se face pornind de la heteroatom. Poziţiile 2 şi 5 se numesc poziţii , iar 3 şi 4 poziţii
O1
2
34
5
Furan
S
Tiofen
N
Pirol
H
CARACTER AROMATIC
• conţin un sistem de şase electroni, respectând astfel regula aromaticităţii a lui Hückel (4n + 2) electroni
• sextetul aromatic se realizează prin conjugarea electronilor p ai heteroatomului cu electronii din ciclu
• sistemul este format din patru atomi de carbon hibridizaţi sp2, uniţi prin legături sp2 - sp2 între ei şi sp2 - s cu câte un atom de hidrogen
.N
. .
.
H
H
H
HH
PROPRIETĂŢI • Cei trei termeni reprezentativi ai heterociclurilor aromatice
pentaatomice cu un singur heteroatom, pirolul, furanul şi tiofenul sunt lichide insolubile în apă, solubile în solvenţi organici (alcool, eter), cu mirosuri caracteristice.
• Tiofenul are caracter aromatic pronunţat, asemănător cu al benzenului. El este stabil termic, stabil faţă de acizi şi dă reacţii de substituţie electrofilă. Nu dă reacţii de adiţie.
• Furanul are caracter nesaturat pronunţat; este instabil faţă de acizi, dă reacţii de adiţie urmate de deschidere de ciclu. Dă reacţii de substituţie electrofilă, dar numai în condiţii experimentale deosebite.
• Pirolul are un caracter chimic asemănător cu cel al furanului; este instabil faţă de acizi dând polimeri nedefiniţi.
PROPRIETĂŢI
• Substituţia electrofilă – Se produce în poziţiile , datorită stabilităţii mai
pronunţate a intermediarului format comparativ cu intermediarul format în urma unui atac în poziţia .
– Reactivitatea furanului şi a pirolului este comparabilă cu a anilinei sau fenolului, tiofenul este asemănător cu benzenul.
– Reactivitatea faţă de reactanţii electrofili a heterociclurilor pentaatomice, scade în ordinea pirol > furan > tiofen.
PRODUŞI NATURALI CU INELE PIROLICE
N
CO
N
C - H
OC
O
NH
C
N
H
H
O
H
N N
NHN
C2H5OH
- 4 H2O
N N
NN
H
HCOOH
- CO2
Porfina
H
H
PRODUŞI NATURALI CU INELE PIROLICE
N N
NN
Protoporfirin`
CH
CH2
H3C
H3C
HOOC(CH2)2
Fe
CH = CH2
CH3
(CH2)2COOH
NH N
HNN
Hemina
CH
CH2
H3C
H3C
HOOC(CH2)2
CH = CH2
CH3
(CH2)2COOH
CH3CH3
Cl -
PRODUŞI NATURALI CU INELE PIROLICE
N N
NN
CH
CH2
H3C
H3C
Mg
CH = CH2
CH3
COOR
CH3
H
COOCH3
HHCH2
CH2
Clorofila a
O
*
**
DERIVAŢI AI COMPUŞILOR HETEROCICLICI AROMATICI
PENTAATOMICI CU UN HETEROATOM
CU INELE CONDENSATE • Benzofuranul sau cumarona este un heterociclu format
prin condensarea unui inel benzenic cu unul furanic în poziţiile ,.
3
2
17
6
5
4
O
DERIVAŢI AI COMPUŞILOR HETEROCICLICI AROMATICI
PENTAATOMICI CU UN HETEROATOM
CU INELE CONDENSATE • Dibenzofuranul (difenilenoxidul) conţine un sistem
ciclic compus din două nuclee benzenice condensate cu unul furanic
O t0C O
DERIVAŢI AI COMPUŞILOR HETEROCICLICI AROMATICI
PENTAATOMICI CU UN HETEROATOM
CU INELE CONDENSATE
• Benzotiofenul (tionaftenul) are sistemul biciclic compus dintr-un inel benzenic condensat cu un inel tiofenic.
3
S2
17
6
5
4
DERIVAŢI AI COMPUŞILOR HETEROCICLICI AROMATICI
PENTAATOMICI CU UN HETEROATOM
CU INELE CONDENSATE
• 3-Hidroxinaftenul se numeşte şi tioindoxil datorită marii asemănări cu indoxilul.
I IIS
O
S
OH
DERIVAŢI AI COMPUŞILOR HETEROCICLICI AROMATICI
PENTAATOMICI CU UN HETEROATOM
CU INELE CONDENSATE
• Indolul este un heterociclu format prin condensarea unui inel benzenic cu un inel pirolic în poziţiile ,.
N
H
..
DERIVAŢI AI COMPUŞILOR HETEROCICLICI AROMATICI
PENTAATOMICI CU UN HETEROATOM
CU INELE CONDENSATE
• Compuşi oxigenaţi ai indolului
NH
O
NH
NH
O
O O
Indoxil Oxindol Isatin
DERIVAŢI AI COMPUŞILOR HETEROCICLICI AROMATICI
PENTAATOMICI CU UN HETEROATOM
CU INELE CONDENSATE
• PRODUŞI NATURALI CU INEL INDOLIC
H
CH2 - CH - COOH
NH2
Triptofan
CH3 CH2 - CH2 - NH2
Triptamin`
N
H
N
H
N
Scatol
DERIVAŢI AI COMPUŞILOR HETEROCICLICI AROMATICI
PENTAATOMICI CU UN HETEROATOM
CU INELE CONDENSATE
• PRODUŞI NATURALI CU INEL INDOLIC
H
CH2 - CH - COOH
NH2
Triptofan
H
HOCH2 - CH - COOH
NH2
5-Hidroxitriptofan
- CO2
Serotonin
N N
H
HOCH2 - CH2 - NH2
N
DERIVAŢI AI COMPUŞILOR HETEROCICLICI AROMATICI
PENTAATOMICI CU UN HETEROATOM
CU INELE CONDENSATE
• PRODUŞI NATURALI CU INEL INDOLIC
H
HOCH2 - CH2 - N(CH3)2
BufoteninaH
CH2 - CH2 - N(CH3)2
Psilocina
OH
N N
DERIVAŢI AI COMPUŞILOR HETEROCICLICI AROMATICI
PENTAATOMICI CU UN HETEROATOM
CU INELE CONDENSATE
• PRODUŞI NATURALI CU INEL INDOLIC Acidul indolilacetic se formează în natură din triptofan.
NH
CH2 CN
+ 2 H2O - NH3 N
H
CH2 COOH
DERIVAŢI AI COMPUŞILOR HETEROCICLICI AROMATICI
PENTAATOMICI CU UN HETEROATOM
CU INELE CONDENSATE
• PRODUŞI NATURALI CU INEL INDOLIC
Alcaloizi policiclici cu inel indolic
N
NH
HOOCCH3
Acid lisergic
N
O
N
O
Stricnin
N
O
N
O
Brucin
H3CO
H3CO
DERIVAŢI AI COMPUŞILOR HETEROCICLICI AROMATICI
PENTAATOMICI CU UN HETEROATOM
CU INELE CONDENSATE
• PRODUŞI NATURALI CU INEL INDOLIC
H
O
Indigo
H
O
N
N
Purpura antic`
Br
Br
H
O H
ON
N
DERIVAŢI AI COMPUŞILOR HETEROCICLICI AROMATICI
PENTAATOMICI CU UN HETEROATOM
CU INELE CONDENSATE
NNH
Carbazol
H3PO4
1500C
H2N NH2H
N
N
H
KMnO4
Ac2ON
9,9'-Dicarbazil
DERIVAŢI AI COMPUŞILOR HETEROCICLICI AROMATICI
PENTAATOMICI CU UN HETEROATOM
CU INELE CONDENSATE
Izoindolul, este un izomer al indolului cu structură orto-chinoidă.
N H
Ftalocianinele sunt coloranţi ale căror molecule sunt compuse din patru resturi de izoindol legate în acelaşi mod ca resturile de pirol în porfirine
DERIVAŢI AI COMPUŞILOR HETEROCICLICI AROMATICI
PENTAATOMICI CU UN HETEROATOM
CU INELE CONDENSATE
Ftalocianinele sunt coloranţi ale căror molecule sunt compuse din patru resturi de izoindol legate în acelaşi mod ca resturile de pirol în porfirine
C NC
N CN
CN
CN
CN
CN
C
N
Cu2+N N
N
NNN Cu
N
N
COMPUŞI HETEROCICLICI PENTAATOMICI POLIHETEROATOMICI.
AZOLII
Compuşi heterociclici aromatici care conţin doi heteroatomi, dintre care unul este azotul. Ei pot fi derivaţi formal de la sistemele heterociclice monoheteroatomice fundamentale, prin înlocuirea unei grupe CH cu azot. Asfel, de la furan derivă oxazoli, de la pirol derivă diazolii, şi de la tiofen tiazolii.
Oxazol Tiazol Imidazol
Izoxazol Izotiazol Pirazol
3N
O2
1
5
4 N
S
N
NH
NO
NS
NNH
COMPUŞI HETEROCICLICI PENTAATOMICI POLIHETEROATOMICI.
AZOLII Aminofenazona, medicament cu efect analgezic şi antitermic utilizat sub numele de piramidon se obţine prin nitrozarea antipirinei cu acid azotos, urmată de reducerea 4-nitrozofenazonei la aminofenazona si metilarea ulterioara a acesteia
Antipirin`
+ HNO2
- H2O
+ LiH
H2O
+ 2 CH3Cl
4-Nitrozofenazon` 4-Aminofenazon`
Aminofenazon`
N
H3C
H3C
C6H5
O NN
CH3ON
CH3O
C6H5
NN
CH3H2N
CH3O
C6H5
NN
CH3(H3C)2N
CH3O
C6H5
(Piramidon)
- 2HCl
COMPUŞI HETEROCICLICI PENTAATOMICI POLIHETEROATOMICI.
AZOLII Fenilbutazona, 1,2-difenil-4-butil-3,5-pirazolidinodiona, se obţine prin condensarea hidrazobenzenului cu butilmalonatul de etil, în prezenţa sodiului şi se foloseşte în tratarea reumatismului.
CHH9C4 C
O
OC2H5
C
OOC2H5
HN
HN
C6H5
C6H5
+
Fenilbutazon`
NN
O
O
HC4H9
C6H5
C6H5
COMPUŞI HETEROCICLICI PENTAATOMICI POLIHETEROATOMICI.
AZOLII
Sulfatiazolul este un derivat al 2-amino-tiazolului folosit ca agent bacteriostatic
N
SNH SO2 NH2
COMPUŞI HETEROCICLICI PENTAATOMICI POLIHETEROATOMICI.
AZOLII Penicilinile conţin în structura lor inele tetrahidrotiazolice condensate cu inele -lactamice. Existenţa unui inel -lactamic a fost dovedită prin proprietăţile chimice ale penicilinei şi confirmată de sinteza unor peniciline
Penicilin`
S
NHOOC
H3CH3C
*O
NH - COR**
COMPUŞI HETEROCICLICI PENTAATOMICI POLIHETEROATOMICI.
AZOLII
Tiamina, vitamina B1 sau aneurina, a fost izolată de Jansen (1926) şi este una din componentele complexului vitaminei B
+
HOCH2 - H2CCl -N
S
H3C
N
N
CH3H2N
H2C
COMPUŞI HETEROCICLICI AROMATICI HEXAATOMICI CU
UN HETEROATOM
PIRIDINA ŞI COMPUŞI CU INEL PIRIDINIC 4
12
35
N6
N
- Picolin`
N
2,4 - Lutidin`
N
Colidin`
CH3 CH3 CH3
CH3CH3 H3C
COMPUŞI HETEROCICLICI AROMATICI HEXAATOMICI CU
UN HETEROATOM
COMPUŞI PIRIDINICI CU GRUPE FUNCŢIONALE - şi Hidroxipiridinele se obţin uşor prin reacţia piridinei cu hidroxid de potasiu. Prezintă tautomerie cu formele lactamice
N OH NH
O N
OH
N
H
O
COMPUŞI HETEROCICLICI AROMATICI HEXAATOMICI CU
UN HETEROATOMAminopiridinele - se comportă ca aminele aromatice obişnuite, prin tratare cu azotit de sodiu în mediu acid, formează sare de diazoniu stabilă la temperaturi joase
N
NH2 NaNO2
HClN
N N Cl -+
COMPUŞI HETEROCICLICI AROMATICI HEXAATOMICI CU
UN HETEROATOM
Acizii piridincarboxilici
N COOH N N
COOH
COOH
Acid picolinic Acid nicotinic Acid izonicotinic
Prin oxidarea -picolinei se formează acid izonicotinic, utilizat la fabricarea hidrazidei sale, medicament antituberculos
N
CH3
KMnO4
N
COOH
C2H5OH
N
COOC2H5
NH2 - NH2
N
CONHNH2
Hidrazida acidului izonicotinic
COMPUŞI HETEROCICLICI AROMATICI HEXAATOMICI CU
UN HETEROATOMPiridoxina Piridoxina, 2-metil-3-hidroxi-4,5-di-(hidroximetil)piridina (vitamina B6 sau adermina) este un derivat al metil-piridinelor, care intră în complexul de vitamine B, ce se găseşte în natură în tărâţa orezului, drojdie de bere etc. Vitamina B6 este folosită în tratamentul asteniilor, distrofiilor musculare etc.
N
CH2OH
CH2OHHO
CH3
Piridoxin`
CH2N2
N
CH2OH
CH2OH
CH3
CH3O
1. - 2CO2
2. H2O N
HO
CH3
3-Hidroxi-2-picolina
oxidare
NCH3
CH3OCOOH
COOH
COMPUŞI HETEROCICLICI AROMATICI HEXAATOMICI CU
UN HETEROATOM
Dipiridilii 2,2'-Dipiridilul formează complecşi coloraţi cu unele metale. Unele săruri cuaternare ale dipiridililor se utilizează ca ierbicide
+
+
Diquat
2 Br - N NCH3 - + - CH3+ 2 CH3OSO3 -
Paraquat
NN
DERIVAŢI AI PIRIDINEI CU NUCLEE CONDENSATE
Compuşii heterociclici rezultaţi prin condensarea inelului piridinic cu unul sau două inele benzenice se numesc: chinolină, izochinolină şi acridină.
NN
N1
2
345
6
78
Chinolin Izochinolin` Acridin`
1 12 2
3 3
4 45 56 6
7 78 8
9
10
DERIVAŢI AI PIRIDINEI CU NUCLEE CONDENSATE
Chinolina -se întâlneşte în gudroanele cărbunilor de pământ şi intră în structura unor
alcaloizi. Are o structură electronică asemănătoare piridinei. -este un lichid cu miros caracteristic, nemiscibil cu apa, solubil în dizolvanţi organici. În stare pură se păstrează incoloră multă vreme, impură se colorează galben şi apoi brun.
a.Reacţiile de substituţie electrofilă
+ H2SO4 2200C- H2O
SO3H
Acid 8-chinolin sulfonic
3000CHO3S
Acid 6-chinolin sulfonic
N N N
DERIVAŢI AI PIRIDINEI CU NUCLEE CONDENSATE
Chinolina
Reacţiile de substituţie nucleofilă
NH2
OH
1. NaNH2 , NH3
2. H2O , H+
KOH
80 %
N
N
N
DERIVAŢI AI PIRIDINEI CU NUCLEE CONDENSATE
Chinolina
Prin oxidarea cu permanganat de potasiu
KMnO4
Acid chinolinic
N N
COOH
COOH
DERIVAŢI AI PIRIDINEI CU NUCLEE CONDENSATE
Compuşi benzopiridinici cu grupe funcţionale 8 – Hidroxichinolina, oxina
HO -
OH
OH
+ CH
CH2
OHC
N
N
NH2
SO3H
Cu
N
N
OO
DERIVAŢI AI PIRIDINEI CU NUCLEE CONDENSATE
Compuşi benzopiridinici cu grupe funcţionale Acizii chinolin carboxilici
N
Acid chinaldinic
N N
R = H , Acid cinconinicR = OCH3, Acid chininic
Acid acridinic
COOH
COOH
COOH
COOH
R
N
t0C- CO2 N
COOH
COOH
COOH
DERIVAŢI AI PIRIDINEI CU NUCLEE CONDENSATE
Izochinolina
N
12
345
6
78
•se găseşte în gudroanele de la distilarea uscată a cărbunilor şi intră în structura unui număr mare de alcaloizi (landanosina, papaverina, berberina etc).•este o bază mult mai puternică decât chinolina, formând cu acizii săruri.
N + HClNHCl -+
DERIVAŢI AI PIRIDINEI CU NUCLEE
CONDENSATE Izochinolina
•substituţie electrofilă
N+ HONO2
H2SO4
- H2O N
NO2
+N
O2N72 % 8 %5-Nitroizo-chinolina 7-Nitroizo-
chinolina
•substitutie nucleofilă N
N
N
NaNH2
KOH
OH
NH2
DERIVAŢI AI PIRIDINEI CU NUCLEE
CONDENSATE Acridina
•se găseşte în cantitate mică în gudroanele cărbunilor de pământ, în fracţia care conţine antracen şi fenantren.
•compus cristalin (T.t.1100C), sublimabil, uşor solubil în majoritatea solvenţilor organici, greu solubilă în eter şi eter de petrol.
N
12
345
6
78 9
10
N
[O]KMnO4 N
Ca(OH)2
N
COOH
COOH-2 CO2
N
2 [H]
Acridan
NH
DERIVAŢI AI PIRIDINEI CU NUCLEE
CONDENSATE Acridina
•3-cloro, 9-(4'-dietilamino,1'-metilbutil amino), 7-metoxiacridina sub formă de clorhidrat este un medicament sintetic, cunoscut sub numele de atebrină, utilizat pentru combaterea malariei, fiind mai eficient decât chinina.
N
Atebrina
H3CONH
H3C - CH - (CH2)3 - N(C2H5)2
Cl
GRUPA SĂRURILOR DE PIRILIU ŞI BENZOPIRILIU
•Cationul de piriliu îndeplineşte condiţia aromaticităţii de ciclu cu conjugare neîntreruptă cu (4n+2) electroni . La formarea sextetului aromatic participă patru electroni aflaţi în orbitali p nehibridizaţi ai atomilor de carbon sp2. Deficitul de electroni din orbitalul vacant p al celui de-al cincilea atom de carbon este completat de o pereche de electroni de la atomul de oxigen.
O
- 2e -
- H+O+ 2
- 2e -
- H+O
-Piran-Piran Ion de piriliu1
6
5
43
O
H
H
H
HH
..
.
. +
GRUPA SĂRURILOR DE PIRILIU ŞI BENZOPIRILIU
•Sărurile de piriliu sunt substanţe cristalizate, uşor solubile în apă cu excepţia percloraţilor, cloroferaţilor şi picraţilor, care sunt insolubili.•Reacţia sărurilor de piriliu cu amoniac duce la obţinerea derivaţilor de piridină iar cu aminele primare la săruri de N-alchil-piridiniu.
O RR
R
+
+ NH3 RR
R
NH2
X - O
RR
R
C
NH2
C- H2O
N RR
R
O
GRUPA SĂRURILOR DE PIRILIU ŞI BENZOPIRILIU
•Pirone
O O O
O
-Piron` -Piron`
-Pironele nu reacţionează cu reactivii caracteristici grupei carbonil, cum ar fi hidroxilamina şi fenilhidrazina şi nici nu adiţionează bromul la dublele legături, sugerând astfel o structură de tipul II
O
O
+ CH3I
O
O - CH3
I - N
O - CH3
+ NH3 + H2O + HI+
GRUPA SĂRURILOR DE PIRILIU ŞI BENZOPIRILIU
•Grupa benzopiranului •Benzo--piranul (-cromena) şi benzo--piranul (-cromena) sunt compuşi instabili. Sărurile de benzopiriliu corespunzătoare sunt stabile.
O
Benzo--piran -Cromen`
O
Benzo--piran -Cromen`
O+
Sare de benzopiriliu
GRUPA SĂRURILOR DE PIRILIU ŞI BENZOPIRILIU
•Grupa benzopiranului •Dihidrobenzopiranul se numeşte croman iar 2-fenil derivatul său se numeşte flavan. De la flavan derivă importante taninuri catechinice.
O
Croman
O OC6H5
Flavan
C6H5
+
Sare de flaviniu
GRUPA SĂRURILOR DE PIRILIU ŞI BENZOPIRILIU
•Grupa benzopiranului •Produşii de oxidare corespunzători cromenolilor sunt cumarina şi cromona
O O
Cumarina
O
O
Cromona
O C6H5
Flavona
O
•Cumarina dă reacţii de substituţie pe nucleul benzenic, reacţii de adiţie la dubla legătură şi reacţii datorate grupei lactonice
O OCumarina
+ NaOH
COONaONa
GRUPA SĂRURILOR DE PIRILIU ŞI BENZOPIRILIU
•Grupa benzopiranului •Antociani şi antocianide •Coloranţii roşii şi albaştri din flori şi fructe au o structură glicozidică şi se numesc antociani. Agliconii antocianilor se numesc antocianidine. În natură se întâlnesc trei tipuri fundamentale de antocianidine, ce diferă prin numărul grupelor -OH din restul fenolic.
OHO
OH
OH
OH
Pelargonidin`
+ Cl -OH
OH
OH
OH
OH
Cianidin Delfinidin`
GRUPA SĂRURILOR DE PIRILIU ŞI BENZOPIRILIU
• GRUPA XANTENEIPrincipalii compuşi din această clasă sunt dibenzo--piranul sau
xantena, dibenzo--pirona sau xantona şi produsul de reducere al acesteia xanthidrolul.
12
34
9
105
6
78
O
Xanten`
O
O
Xanton
O
Xanthidrol
OHH
O+
Sare de xantiliu
GRUPA SĂRURILOR DE PIRILIU ŞI BENZOPIRILIU
• GRUPA XANTENEIXantona intră în constituţia multor compuşi naturali de culoare galbenă, cum sunt
cei extraşi din rădăcină de genţiană formează cristale incolore, greu solubile. Inelul xantonic se deschide în
topitură alcalină, în condiţii energice, obţinându-se fenoli şi acid salicilic
dă reacţie de substituţie electrofilă la nucleele benzenice laterale, ca şi antrachinona, fiind mai reactivă decât aceasta. Asfel, prin nitrarea xantonei se formează 2,7-dinitroxantonă
O
O
+ 2 HNO3
O
O
O2N NO2
-2H2O
COMPUŞI HETEROCICLICI AROMATICI
HEXAATOMICI POLIHETEROATOMICI
• Azinele sunt compuşi heterociclici hexaatomici având doi sau mai mulţi heteroatomi dintre care unul este azotul
• cu doi atomi de azot se numesc diazine, cele cu trei atomi triazine etc. • trei diazine monociclice se numesc: piridazină, pirimidină, pirazină.• Pirimidina este cea mai importantă dintre diazine, inelul pirimidinic intră
în constituţia unor compuşi naturali ca: vitamina B, acizi nucleici, etc şi a unor medicamente de sinteză: hipnotice, barbiturice şi unele sulfamide.
NN
1,2-Diazina Piridazin`
N
N
1,3-Diazina Pirimidin`
N
N
1,4-Diazina Pirazina
COMPUŞI HETEROCICLICI AROMATICI
HEXAATOMICI POLIHETEROATOMICI • GRUPA PIRIDAZINEI • Piridazina (1,2-diazina) poate fi considerată ca o dihidrazonă internă a
aldehidei maleice, necunoscută în stare pură datorită instabilităţii ei.
O
OCH3H
OCH3H
+ H2O, H+ CHO
CHO
+ NH2 - NH2
NN
• Hidrazida acidului maleic (3,6-piridazindiolul) se utilizează ca erbicid. Piridazina este un lichid (T.f. 2050C) cu miros de piridină, uşor solubil în apă. Are caracter aromatic şi este o bază slabă.
COMPUŞI HETEROCICLICI AROMATICI
HEXAATOMICI POLIHETEROATOMICI • GRUPA PIRIDAZINEI • Benzopiridazinele, cinolina şi
ftalazina, nu s-au identificat în produşii naturali, ele sunt însă importante datorită derivaţilor lor cu activitate chimioterapeutică.
Cinolina este un compus solid (T.t. 390C), cu miros de chinolină şi caracter slab bazic.
1
23
456
78 N
N
Cinolin` Benzo [c] piridazin`
1
2
345
6
78
NN
Ftalazin` Benzo [d] piridazin`
NN
OH
NN
Cl
PCl5 [H]
(Fe + H2SO4)N
NH
[O]
HgON
N
H
COMPUŞI HETEROCICLICI AROMATICI
HEXAATOMICI POLIHETEROATOMICI • GRUPA PIRAZINEI • Pirazina (cristale uşor sublimabile, T.t. 57oC) are un caracter aromatic
pronunţat, marcat de bazicitatea ei redusă şi de rezistenţa la oxidare.
• Chinoxalina (benzopirazina) (cristale T.t. 27oC) se poate obţine prin condensarea glioxalului (sub forma combinaţiei bisulfitice) cu o-fenilendiamina.
N
N[H]
N
NH
H
NH2
NH2
+CHO
CHO N
N
Chinoxalina
COMPUŞI HETEROCICLICI AROMATICI
HEXAATOMICI POLIHETEROATOMICI • GRUPA PIRAZINEI • Fenazina (Dibenzopirazina) este combinaţia de bază a coloranţilor
fenazinici şi a multor produşi naturali cu acţiune antibiotică.
12
34
9
105
6
78
N
N
Fenazin
O
O+
H2N
H2N+ 2 H2O
OH
OH+
H2N
H2N N
N
H
HN
N
COMPUŞI HETEROCICLICI AROMATICI
HEXAATOMICI POLIHETEROATOMICI • GRUPA PIRIMIDINEI • Pirimidina este un compus solid (T.t. 22,50C) uşor solubil în apă, cu
reacţie neutră. Constanta de bazicitate este foarte mică (Kb=2x10-3), formează săruri cu acizii tari.
N
N+ NaNH2
N
N NH2
• Uracilul şi derivaţii săi • trei derivaţi pirimidinici prezintă interes deosebit, datorită faptului că
provin în urma degradării acizilor nucleici
HN
NH
O
O
HN
NH
O
O
N
NH
O
NH2
Uracil Timina Citosina
CH3
COMPUŞI HETEROCICLICI AROMATICI
HEXAATOMICI POLIHETEROATOMICI • GRUPA PIRIMIDINEI
Uracilul formează cristale incolore, cu T.t. 3380C, solubile în apă.Uracilul este mai reactiv decât pirimidina în reacţiile de substituţie
electrofilă. Astfel, prin nitrare se obţine 5-nitrouracilul, care prin reducere trece în 5-aminouracil.
N
N
OH
HO
HNO3 N
N
OH
HO
redNO2 N
N
OH
HO
NH2
COMPUŞI HETEROCICLICI AROMATICI
HEXAATOMICI POLIHETEROATOMICI • Acidul barbituric şi derivaţii săi • poate fi considerat ca ureida ciclică a acidului malonic. • caracterul său acid este datorat grupei CH2 din poziţia 5 (forma
lactamică) care se bucură de o reactivitate comparabilă cu cea din esterul malonic. Prin acţiunea acidului azotos această grupă se nitrozează formând acidul izonitrozobarbituric sau acidul violuric.
HN
N
O
OOH
HN
N
O
OOH
HONO
Acid violuric
red HN
N
O
OOH
NH2
Uramil
NOH
COMPUŞI HETEROCICLICI AROMATICI
HEXAATOMICI POLIHETEROATOMICI • Aloxanul şi compuşii înrudiţi • Aloxanul, tetraceto-hexahidroxipirimidina,
N
NO
O
HN
NO
H
HH
Acid uric
oxid HN
N
O
OOH
Aloxan
+ C = O
H2N
H2N
Uree
O
• se dizolvă uşor în apă şi cristalizează cu 4 molecule de apă, din care trei se pot îndepărta uşor la încălzire. A patra moleculă de apă părăseşte molecula aloxanului doar în vid (la 2000C) sugerând că este legată chimic la fel ca în acidul mesoxalic
COMPUŞI HETEROCICLICI AROMATICI
HEXAATOMICI POLIHETEROATOMICI
• GRUPA PURINEI
• Deaminarea şi oxidarea biologică a adeninei şi guaninei duc la obţinerea următoarelor hidroxipurine
N
N N
N1
2
34 9
56 7
8
H
N
N N
N
H
N
N N
N
H
Purina Adenina Guanina
NH2 OH
N
N N
N
H
Acid uric
OH
HOOH
N
N N
N
H
Xantina
OH
HO
N
N N
N
H
Hipoxantina
OH
COMPUŞI HETEROCICLICI AROMATICI
HEXAATOMICI POLIHETEROATOMICI
• GRUPA PURINEI
• Purina se găseşte în natură sub forma unei glicozide, nebularina (-D-ribofuranozida-9-purinei) în ciuperca Agaricus nebularis.
Purina formează cristale incolore, neutre, solubile în apă, rezistente la oxidare.
• Acidul uric (2,6,8-trihidroxipurina sau 2,6,8-tricetohexahidro-purina) se găseşte în cantităţi mici în corpul omenesc şi a altor mamifere ca produs al metabolismului azotat. Se prezintă ca o pulbere cristalizată, incoloră şi inodoră, stabilă faţă de agenţii fizici şi chimici.
• Hipoxantina (6-hidroxipurina) este un component al acizilor nucleici de unde se poate separa prin hidroliză. Hipoxantina se poate obţine din adenină pe cale enzimatică sau pe cale chimică în urma reacţiei cu acidul azotos.
COMPUŞI HETEROCICLICI AROMATICI
HEXAATOMICI POLIHETEROATOMICI
• GRUPA PURINEI
• Adenina (6-aminopurina) şi guanina (2-amino-6-hidroxipurina) sunt prezente în toate celulele vii, fiind componente ale acizilor nucleici responsabili de sinteza unor proteine specifice determinante în mecanismul ereditar, al organismelor. În stare liberă adenina şi guanina se găsesc în cantităţi mici în ceai, sfeclă de zahăr, hamei, drojdie de bere, iar în organismele animale în muşchi, ficat, urină, etc.
COMPUŞI HETEROCICLICI AROMATICI
HEXAATOMICI POLIHETEROATOMICI
• GRUPA PTERIDINEI
• Pteridina, (1,3,5,8-tetraazonaftalen) şi derivaţii săi numiţi pterine (pteridine) sunt compuşi biciclici formaţi dintr-un ciclu pirimidinic condensat cu unul pirazinic.
N
N1
2
34 5
6
7
8
Pteridin`
N
NN
N
Leucopterin`
N
N N
N
Xantopterin`
N
NOH
OH
H2N
OHOH
OH
COMPUŞI HETEROCICLICI AROMATICI
HEXAATOMICI POLIHETEROATOMICI
• GRUPA PTERIDINEI
Acidul pteroilglutamic (acidul folic) are molecula constituită dintr-un nucleu pteridinic, un rest de acid p-aminobenzoic şi un rest de acid (S)-glutamic. Se găseşte în frunzele de spanac, sparanghel, lăptuci şi în diferite organe ale mamiferelor, în special în ficat şi rinichi.
N
N
OH
NH2
NH2H2N+
BrCH - CH2Br
CHO+ CO - NH - CH - CH2 - CH2H2N
- H2O
- 2HBr- 2 H
N
N N
N
OH
H2N
CO - NH - CH - CH2 - CH2CH2 - NH
COOHCOOH
COOHCOOH
Acid folic
COMPUŞI HETEROCICLICI AROMATICI
HEXAATOMICI POLIHETEROATOMICI
• GRUPA PTERIDINEI
Dacă în poziţia 4 a inelului pteridinic se află o grupă -NH2 în locul grupei -OH, substanţa se numeşte aminopteridină şi are o acţiune opusă acidului folic.
N
N N
N
NH2
H2N
CO - NH - CH - CH2 - CH2CH2 - NH
COOHCOOH
Aminopteridin`
COMPUŞI HETEROCICLICI AROMATICI
HEXAATOMICI POLIHETEROATOMICI
• GRUPA PTERIDINEI
Aloxazina şi izoaloxazina au la bază sistemul ciclic al benzo[g]pteridinei. Aloxazina se obţine sintetic prin condensarea o-fenilendiaminei cu aloxan.
NH2
NH2+ NH
N O
O
O
O
H
o-Fenilendiaminei Aloxan
- 2H2O
1
2
3
4
567
8
N
N
NH
N
O
OH9 10
Aloxazin`
N
N
N
N OH
OHH
Izoaloxazin`
COMPUŞI HETEROCICLICI AROMATICI
HEXAATOMICI POLIHETEROATOMICI
• GRUPA PTERIDINEI
Importanţa aloxazinei constă în faptul că intră în structura vitaminei B2.Vitamina B2 (riboflavina) se găseşte în concentraţii mici în toate celulele vii şi în
cantităţi mai mari în drojdia de bere, lapte, ouă, în plantele verzi.
N
N
NH
N O
O
CH2 - CHOH - CHOH - CH2OH
VitaminaB2
H3C
H3C