Heterocíclica PDF

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Práctica heterocíclica, espero que les sea de ayuda...

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UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE SANTIAGO (UTESA)

ASIGNATURA: QUIMICA ORGANICA II GRUPO: 009

TEMA: Guía de Química Heterocíclica

NOMBRE: Víctor Valerio Roque MTRICULA: 1-19-0971

PRESENTADO A: Profesor: Julio cesar Perez Diaz FECHA: 29/03/2021 Santiago, RD

1- ¿Qué son compuestos heterocíclicos? son compuestos químicos cíclicos en los cuales los átomos miembros del ciclo pertenecen a dos o más elementos distintos. Dentro de la química orgánica los compuestos heterocíclicos están formados por átomos de carbono y de otro elemento al menos. Estos átomos que no son de carbono reciben el nombre de heteroátomos y son, principalmente, de nitrógeno, oxígeno y azufre. 2- ¿Cuáles son los elementos que intervienen en los compuestos heterocíclicos? nitrógeno, oxígeno y azufre. 3- ¿Cuáles productos naturales pertenecen a la serie heterocíclica? Selenio, el teluro, el fósforo y el arsénico. 4- ¿Por qué se caracterizan los compuestos heterocíclicos? Dentro de la química orgánica los compuestos heterocíclicos están formados por átomos de carbono y de otro elemento al menos. 5- ¿Cuáles compuestos se excluyen de la serie heterocíclica? Los Compuestos heterocíclicos son compuestos orgánicos cíclicos en los que al menos uno de los de los componentes del ciclo es de un elemento diferente al carbono. Esto quiere decir que los diferentes a los heterocíclicos todos los componentes son carbonos. 6- ¿Cuántos términos pueden tener los compuestos heterocíclicos y cuáles son los más importantes? Dentro de la química orgánica los compuestos heterocíclicos están formados por átomos de carbono y de otro elemento al menos. Estos átomos que no son de carbono reciben el nombre de heteroátomos y son, principalmente, de nitrógeno, oxígeno y azufre. 7- ¿Cuáles son los tres grupos principales en que se clasifican los heterociclos hexatómicos? 1.Piridina 2.Pirano 3.Tiopirano 8- ¿Dónde fue descubierta la piridina? ¿Qué es el aceite animal de Dippel?

La piridina, sus homólogos y otras bases piridínicas fueron descubiertos en el aceite de huesos. La referencia documentada más temprana se adjudica al científico escocés Thomas Anderson 9¿Con quién tiene gran analogía la piridina? Está estructuralmente relacionada al benceno, siendo la única diferencia entre ellos el reemplazo de un grupo CH del anillo bencénico por un átomo de nitrógeno.

11.¿A partir de quién es posible obtener la piridina? Industrialmente, la piridina se obtiene del petróleo y en menor medida, del alquitrán de hulla (en el cual su concentración es de aproximadamente 0,1%), o bien por medio de síntesis a partir del acetaldehído y el amoníaco. También puede ser preparada por destilación del aceite obtenido de la destilación destructiva de huesos. 12¿Qué son alcohilpiridinas y de dónde se extraen? alcohipiridina o bases piridicas son líquidos de olor penetrantes que ejercen, administrados en dosis fuertes, una acción toxica sobre los organismos

13¿Cuáles reacciones experimenta la piridina? En reacciones orgánicas se comporta tanto como una amina terciaria, experimentando protonación, alquilación, acilación y N- oxidación en el átomo de nitrógeno. Y también como un compuesto aromático, experimentando sustituciones nucleófilas. 14 ¿Qué son hidroxipiridinas o piridoles?

de obtención la fusión alcalina de los derivados sulfónicos, o la descaboxilación de ácidos. 15 ¿Con que nombre se designan los piridoles con función cetónica? Los piridoles en su forma cetónica, poseen una constitución semejante a la de las quinonas; se designan con el nombre de piridonas, la 4 – piridona puede obtenerse por acción del amoníaco sobre la pirona

16- ¿Dónde han encontrado aplicación muchas piridonas sintéticas que contienen yodo? El núcleo de la piridona se ha encontrado en el alcaloide del ricino (ricinos communis) en forma de ricinina, cuerpo cristalino incoloro óptimamente activo. Por degradación y por síntesis se ha establecido en efecto, que la ricinina es una 4 – metoxi – 3 – ciano – N – N – metil – 2 – piridona. 17- ¿Cuál es el derivado natural importante de la 3- hidroxipiridina? Un derivado natural importante de la 3 – hidroxipiridina es la piridoxina o adermina que se extrae del salvado de arroz y que se haya en las levaduras, granos germinados, albaricoques, guisantes y en el hígado de los animales, Es la vitamina B6. La falta de esta vitamina en el hombre y algunos animales provoca perturbaciones dermatológicas. La vitamina B6 constituye una mezcla de tres combinaciones piridoxol, piridoxal y piridoxamina. ¿Cuáles compuestos constituyen la vitamina B6? Es la vitamina B6. La falta de esta vitamina en el hombre y algunos animales provoca perturbaciones dermatológicas La vitamina B6 constituye una mezcla de tres combinaciones piridoxol, piridoxal y piridoxamina. 18- ¿Qué es el ácido piridin -2- carboxílico (picó lico)? El ácido piridin 2 – carboxílico (picólico) su punto de fusión es de 135 – 138 ºC. Es un sólido cristalino incoloro, muy soluble en agua, y sublimable sin descomposición. 19- ¿Qué es el ácido piridin -3- carboxílico (nicotínico)? El ácido piridin 3 – carboxílico (nicotínico) su punto de fusión es de 232 ºC, es un sólido cristalino, incoloro, cuya importancia biológica es considerable como vitamina para prevenir la pelagra (factor P.P.) 20- ¿Qué es la nicotina y con qué nombre aparece en los productos farmacéuticos? La nicotina, sólido cristalino, incoloro, que se torna amarillento en contacto con el aire y actúa, a dosis débiles, como excitante, y a dosis fuerte como paralizante del sistema nervioso, constituye en realidad un tóxico violento. En los productos farmacéuticos aparece con el nombre de niacina y su amida como niacinamida. Cuando los ácidos piridin carboxílicos se calientan con ácido clorhídrico pierden una o más moléculas de anhídrido carbónico y se transforman en piridina. 21- ¿Con quién presenta gran analogía la piperidina?

Las piridinas y sus derivados pueden transformarse, por hidrogenación en tretahidro y hexahidropiridina. La última llamada piperidina, son la más importante presentan una gran analogía con el ciclohexano y los compuestos hexahidroaromáticos tanto en sus propiedades como en su obtención. La piperidina es un líquido incoloro, su punto de ebullición es de 106 ºC y el de fusión -9 ºC, de olor picante, penetrante e irritante, soluble en agua y alcohol, es una base más fuerte que el amoníaco y que la piridina, sus productos de sustitución carecen de carácter aromáticos, por esto el ciclo piperidico se rompe con facilidad en sus reacciones. 22- ¿Cómo se llama el alcaloide la de la pimienta? Chavicina es un alcaloide que se encuentra en la pimienta negra y otras especies del género Piper. Es uno de los cuatro isómeros geométricos diastereoisómeros de la piperina. 23- ¿Cómo se producen las quinoleínas? Se producen las quinoleínas en destilación seca de dos alcaloides, la cinconina y la quinina. De esta manera fue identificada por primera vez GHERARDT, en 1824. 24- ¿Con quién presenta gran analogía la quinoleína y por quién está formada? La quinoleína C9H7N, está formada por un sistema de dos núcleos, el del benceno y la piridina, unidos en ORTO por dos átomos de carbonos comunes, presenta una energía de resonancia similar a la del naftaleno. 25- ¿Dónde se encuentran las quinoleínas y sus homólogos? Se encuentran en pequeñas cantidades en el alquitrán de hulla y en el aceite de Dippel, sus bases son líquidos de olor desagradable y de sabor agrio, que pardean en el aire, poco solubles en agua, siendo en alcohol y éter más solubles. Por hidrogenación con Zn + HCl el núcleo piridico se reduce a una tetrahidroquinoleína y si la reducción es más potente termina en una decahidroquinoleína, el ácido nítrico no lo ataca tampoco el ácido crómico. El permanganato sin embargo, destruye el núcleo bencénico originando un ácido piridin – 2, 3 – carboxil. 26- ¿Qué diferencia estructural existe entre los quinoleinoles y quinofenoles? Las hidroxiquinoleínas pueden ser quinoleinoles o quinofenoles. Los primeros poseen el grupo hidroxilo en el núcleo piridinico y los segundos en el núcleo bencénico. Contienen estos cuerpos una función básica asociada a una función fenólica ácida. La 2 – oxiquinoleína (2 – quinoleinol) o carboxtirilo se obtiene

por deshidratación del ácido ORTO – aminocinámico. Su punto de fusión es de 199 oC, el carboxtirilo da dos series de éteres. En la primera el grupo alcohilo se encuentra unido al oxígeno que está en posición ORTO con relación al nitrógeno, siendo un éter fenólico; y en el segundo tipo el oxígeno est ả unido al nitrógeno dando éteres de seudocarbostirilo que tienen función cetónica en el carbono dos. 27- ¿Qué son isoquinoleínas? La isoquinoleína es un compuesto orgánico heterocíclico. Es un isómero estructural de la quinoleína. La isoquinoleína y la quinoleína son benzopiridinas, las cuales se componen de un anillo de piridina fusionado con un anillo de benceno. 28- ¿Cómo se forma la acridina y cómo se obtiene? Se forma la acridina por condensación de dos núcleos bencénicos sobre el de la piridina; es por tanto, la dibenzopiridina. Por oxidación regulada da, en primer lugar, el ácido piridin – tetracarboxílico simétrico. Obtención La obtención por síntesis tiene lugar: 1. Por acción del cloroformo sobre la difenilamina, en presencia de cloruro de zinc como catalizador. 2. Condensando el aldehído salicílico con la anilina, en presencia de cloruro de zinc como catalizador. 29 ¿Cuál es el derivado carbonilito de la acridina? Es el derivado carbonilito de la acridina, funde a 354 oC y se obtiene calentando el ácido fenilantranilico con ácido sulfúrico: se hallan ligado a la acridina. Diversos colorantes contienen estas sustancias, una de las mas sencillas es el anaranjado de acridina, que se obtiene condensando la dimetil – M – fenilendiamina asimétrica con el aldehído fórmico. Se forma, en primer lugar una leucobase dihidroacridina que se oxida por el aire dando el colorante. 31- ¿Cuáles derivados de la acridina han encontrado aplicación terapéutica? Algunos derivados de la acridina han hallado aplicaciones terapéuticas, como, por ejemplo, tripaflavina o acriflavina, que es el cloruro de 3, 6 – diamino – 10 – metilacridinio, microbicida enérgico que no puede sintetizarse a parir del formol y de la M – fenilendiamina, sino partiendo del tetranitrodifenilmetano. Otros derivados poseen acción antimalarica muy eficaces, como, por ejemplo, la atrebina. 32- ¿Por qué se caracteriza el grupo del pirano? Se caracteriza el grupo piránico por la presencia de un heteroátomo de oxígeno, así como por dos enlaces etilénicos; estos compuestos no son

conocidos como tales, sino únicamente en forma de derivados. 1. Derivados de sustitución alcohoilados o arilados. 2. Derivados en los que el grupo (CH2) se encuentra sustituido por el radical C = O (pirona) Debe hacerse notar que cierto número de hexosas (piranosas), son en realidad, pentahidroxitetrahidropirano 33- ¿Cuáles son los derivados del pirano? El 4H-pirano fue aislado y caracterizado en 1962 vía pirólisis del 2-acetoxi-3,4dihidro-2H-pirano.1 Se constató que era muy inestable, particularmente en presencia de aire. 34- ¿Cuáles son las dos pironas que se distinguen por la posición del grupo C=O? Existen dos pironas que se distinguen por la posición del grupo C = O en la molécula y que corresponde a los piranos anteriormente citados: son las 4 – pirona y 2 – pirona. 35- ¿Cuál es la pirona más importante? la más importante es la dimetilpirona que se obtiene condensando el cloruro de carbonilo con la sal cúprica del éster acetil acético 36- ¿Que es la benzopirona y cuáles son las dos que existen? Es el resultado de fusionar un anillo bencénico con un núcleo de pirona, existen la α – pirona y γ – pirona, la primera es la cumarina, lactona del ácido – O – hidroxicinámico; en cambio la γ – pirona es la cromona, que es un sólido que cristaliza en aguas incoloras, su punto de fusión es de 59 oC. Los agentes hidratantes rompen la molécula originando O – oxiacetofenona y ácido fórmico. El derivado fenilico, la flavona, su punto de fusión es de 100 oC, así como el derivado hidroxifenilico, el flavonol, se relacionan con una serie de pigmentos vegetales amarillos, existentes en las flores, las raíces y la madera. La quercitina, se emplea como colorante de la lana y de la cera, se extrae en forma de glucósido del Quercus tintoria; es el derivado tetrafenólico del flavonol. 37- ¿para que se emplea la quercitina? La quercitina, se emplea como colorante de la lana y de la cera, se extrae en forma de glucósido del Quercus tintoria; es el derivado tetrafenólico del flavonol. 38- ¿Cuáles son los compuestos heterocíclicos pentatónicos fundamentales? Los tres compuestos heterocíclicos pentatómicos fundamentales son el pirrol, el furano y el tiofeno, cuyos núcleos están formados por cuatro átomos de carbono y un heteroátomo de nitrógeno, oxígeno y azufre. Estos tres núcleos tienen estrecha relación, no solamente

por su estructura, sino también por su modo de obtención y sus propiedades. Se sintetizan fácilmente a partir de los γ – dialdehídos y dicetonas. La semejanza entre los tres compuestos y el benceno es también notable, poniéndose de manifiesto la estrecha relación entre las propiedades físicas de ẻstos con el benceno, esta relación aparece en las propiedades químicas y físico – químicas en las que predomina el carácter aromático, que se manifiesta, en definitiva, por una energía de resonancia elevada que poseen. Al igual que en los compuestos aromáticos, los heterociclos pentatómicos, experimentan la sustitución electrofilica. En realidad, lo hacen con mayor facilidad que el benceno, la sustitución electrofilica se realiza en el carbono dos. 39- ¿Dónde se encuentra el pirrol? El pirrol se encuentra en el aceite animal de Dippel, en el que RUNGE sospechó su presencia, fue identificado por ANDERSON en 1857. también existe, en pequeña cantidad en el alquitrán de hulla, de donde se le puede extraer de los aceites medios aprovechando sus propiedades ảcidas. Obtención El pirrol puede obtenerse por acción del calor sobre las sales de amonio de los ácidos sacáridos 40- ¿Cuáles propiedades presenta el pirrol? El pirrol es un líquido con olor a éter, poco soluble en agua y ácidos, siendo soluble en lejía, alcohol y éter. Tiene un punto de ebullición de 131 oC. En el aire pardea rápidamente; por acción de los ácidos fuertes, en caliente, se transforma en una sustancia roja, de constitución compleja (se polimeriza). Las virutas se encuentran impregnadas de ácido clorhídrico, se colorean de rojo mediante el vapor de pirrol. El pirrol presenta analogía con el fenol, es un ácido débil, que en presencia de potasio origina pirrol potásico, el cual actúa como una sal. El pirrol potásico reacciona con bastante facilidad; y se emplea para la obtención de los ácidos piróncarboxílicos con anhídrido carbónico. 41- ¿Cuál es la diferencia entre los N derivados y C derivados del pirrol? Existen dos clases de derivados: los derivados de sustitución en el nitrógeno llamad os N derivados y los derivados de sustitución en los carbonos llamados C derivados. Los N derivados se obtienen por la reacción de una amina primaria sobre la dicetona o los dialdehídos 1,4, por acción de los yoduros de los alcohilos sobre el pirrol potásico. Cuando el pirrol reacciona con el yodo se forma el tetrayodopirrol (yodol), sustancia incolora e inodora, empleada como antiséptico usado en lugar del yodoformo. Los C derivados se encuentran en el aceite de Dippel, son los constituyentes básicos de los pigmentos sanguíneos, biliares y vegetales; se pueden sintetizar de la siguiente manera:

A) Isomerización de los N – Derivados. B) A partir de la dicetona 2, 4 y amonỉaco. C) Pasando los vapores de pirrol y alcohol sobre polvo de zinc. El proceso de oxidación del pirrol es muy valioso porque permite fijar la posición de los sustituyentes en el núcleo del pirrol y también permite identificar asociación con otra estructura.

Los ácidos pirrolcarboxilicos se pueden obtener de diferentes maneras, siendo la más importante la que se obtiene por hidrólisis de pigmentos animales y vegetales y poseen un grupo de ácido propionico, entre estos está la prolina, que es un constituyente de las proteínas, caseína y gelatina.

42- ¿Qué son porfirinas? Son compuestos tetrapirrólicos con núcleo condensado en los cuales la asociación se realiza en forma de ciclo. El esqueleto de la porfirina se haya formado por cuatro grupos de pirrol reunidos mediante radicales metenilos. Pueden ser ảcidas y neutras, la hematina es el pigmento rojo de la sangre. Otro derivado importante es la clorofila, pigmento verde de las hojas, es en realidad una mezcla de dos clorofilas, la azul verdosa y la amarilla verdosa. 43- ¿Qué es la hematina? Parte de ciertas moléculas que contiene hierro. La parte de hematina de la hemoglobina es la sustancia del interior de los glóbulos rojos que se une al oxígeno de los pulmones y lo lleva a los tejidos. 44- ¿Qué es el indol y dónde se encuentra? Se encuentra en cierto número de plantas (indigofera tintórea, añil de china, india y Japón). El indigan se hidroliza en medio acuoso, mediante un fermento a glucosa e indoxilo. El índigo es un colorante utilizado desde la antigüedad, es un colorante de origen vegetal, pero hoy en día se puede obtener sintéticamente. 45- ¿Cuáles propiedades presenta el indol? 3 El Indol se presenta en forma de polvo microcristalino azul intenso que, por frotamiento, adquiere brillo metálico coloreado, se sublima a 360 oC; su vapor es violeta y se condensa en forma de aguja coloreada. 46- ¿Dónde se encuentra el 3-metil indol o escatol? – metil indol (escatol) Se encuentran trazas en el alquitrán de hulla y en las heces fecales, junto con el indol son los responsables de dar olor a las heces

fecales, se puede formar por fermentación de la proteína a partir del triptófano. Es un producto de la hidrólisis de muchas proteínas. – hidroxindol (indoxilo) Se encuentra principalmente en la orina de los carnívoros, en forma de indican animal. El indoxilo y el ácido indoxilico se preparan industrialmente en gran escala; como una etapa. 47- ¿C

a isatina por su funci n cet nica en posici n tres se condensa con el pseudoindoxilo para dar indirrubina colorante rojo que es un is mero del ndigo se condensa con el tiofeno y da una coloraci n azul llamada indofenina. l ndigo es un colorante utilizado desde la antig edad es un colorante de origen vegetal pero hoy en d a se puede obtener sint ticamente Se encuentra en cierto n mero de plantas indigofera tint rea a il de china india y ap n l indigan se hidroliza en medio acuoso mediante un fermento a glucosa e indoxilo l ndigo se presenta en forma de polvo microcristalino azul intenso que, por frotamiento, adquiere brillo metálico coloreado, se sublima a 360 oC; su vapor es violeta y se condensa en forma de aguja coloreada s insoluble en la mayor a de los disolventes habituales se disuelve en nitrobenceno esencia de trementina y fenoles os reductores en rgicos lo transforman a indol y los oxidantes a isatina el ácido sulf rico fumante lo disuelve formando derivados monosulfonados por fusi n alcalina se convierte en ácido aminobenzoico y anilina. l ndigo no contiene ning n grupo salificable por lo cual no se puede fijar directamente en la fibra or oxidaci n con aire regenera el ndigo azul que se fija s lidamente a la tela el ndigo es un colorante de tina El furano o furfurano se encuentra con algunos de sus hom logos en los productos de destilaci n seca de la madera de pino ue preparado por primera por en todav a se obtiene por el mismo modo destilando sobre cal o varita el ácido pirom sico ácido furano – – carbox lico producto que resulta de la lactosa y rafinosa

emplea? urfural – furaldeh do – s el más importante de los derivados del furano; se obtiene calentando la mayor parte de los hidratos de carbono con ácido sulf rico diluido on la arabinosa se obtienen los mejores rendimientos l furfural es un l quido incoloro con un punto de ebullici n de o cuando se pone en contacto con el aire tiende a tomar un color pardo. Sufre la mayor parte de las reacciones de los aldeh dos aromáticos Se emplea como disolvente de barnices celul sicos y herbicidas; par...