COMPOSTI ETEROCICLICI

(1)

(2)

Classificazione:



Non aromatici



Aromatici

PENTATOMICI

ESATOMICI

BENZOCONDENSATI

POLICICLICI

(3)

(4)

N

H

O

S

ETEROCICLI AROMATICI

PENTATOMICI con 1 ETEROATOMO

N

H

O

N

_H

(5)

FURANO- PIRROLO-TIOFENE

AROMATICITA’: viene rispettata la regola di

Huckel per n=1

n.b.: i MO sono 5 e non sono perfettamente degeneri (non

(6)

N

H

K

_B

= 10

-14

Basicità del pirrolo e della pirrolodina

N

H

(7)

COMPOSTO

E di risonanza

(Kcal/mol)

Benzene

36 Piridina

28 Furano

16 Pirrolo

22 Tiofene

29 Ciclopentadiene

₃

IL BENZENE ha ENERGIA di

RISONANZA SUPERIORE ad ALTRI

DERIVATI ETEROCICLI

(8)

FURANO- PIRROLO-TIOFENE

REATTIVITA’:

Danno reazioni si S_elAr molto più velocemente del

benzene a causa della maggiore densità elettronica presente sull’anello benzenico.

Infatti, non solo abbiamo 6 elettroni p su 5 centri ma si possono scrivere strutture del tipo:

N H N H   N H N H  N H 

Tali strutture rendono conto della esaltata reattività nucleofila di tali sistemi e della scala di reattività

pirrolo > furano > tiofene > benzene

(9)

FURANO- PIRROLO-TIOFENE

ORIENTAMENTO:

N H  H NO 2 N H  H NO 2 N H  H NO2 + NO2 N H  N H H NO 2  N H H NO2 + NO2 N H Attacco in 2: Attacco in 3:

E’ preferita la sostituzione in 2 perché l’addotto s

corrispondente è stabilizzato da un maggior numero di strutture di risonanza

(10)

Reazioni di sostituzione elettrofila

aromatica

(11)

imidazolo

ossazolo

tiazolo

S

₁ 2 4 5

H

N

₁ 2 4 5

O

₁ 2 4 5

N

3

_N

₃

N

3

1,3-diazolo

1,3-ossazolo

1,3-tiazolo

ETEROCICLICI 5 TERMINI con 2

ETEROATOMI: 1,3-

(12)

ETEROCICLI a 6 TERMINI

N _N _N  N  N  AROMATICITA’

(13)

N

REAZIONI ACIDO-BASE CATALISI NUCLEOFILA

REATTIVITA’ DELLA PIRIDINA

1) Reattività del doppietto elettronico solitario dell’azoto

2) Reattività dell’anello aromatico

K

_b

= 10

-9

N

Sostituzione elettrofila aromatica

Sostituzione nucleofila aromatica

(14)

Basicità della Piridina

(15)

REATTIVITA’ DELLA PIRIDINA

SOSTITUZIONE ELETTROFILA AROMATICA

In considerazione delle strutture a separazione di

carica precedentemente viste, la piridina è molto meno

reattiva del benzene.

Ha una reattività simile a quella del nitrobenzene e

quindi non dà acilazione di Friedel-Kraft mentre le

rimanenti quattro reazioni richiedono condizioni

estremamente drastiche

(16)

Reazioni di sostituzione elettrofila

aromatica

(17)

+ + N + N _N H H H NO 2 NO 2 _{NO 2} NO 2+ N

la carica positiva è sistemat a sull'azoto che possiede solt anto

un sestetto di elettroni + + + H N N N H _H NO 2 NO 2 _{NO 2} NO 2 + N

quest a st rut t ura è simile a quella che deriva

dall' at t acco in 2 + + N + _N _N H H H NO 2 _{NO 2} NO 2 NO 2 + N SOSTITUZIONE in 2

ORIENTAMENTO

Le sostituzioni elettrofile avvengono alla posizione 3:

SOSTITUZIONE in 4

(18)

REATTIVITA’ DELLA PIRIDINA

SOSTITUZIONE NUCLEOFILA AROMATICA

Reazione di Chichibabin

N _N

N

struttura particolarmente stabile.La carica negativa è sull'azoto che è più elettronegativo del carbonio

2 NH H 2 NH H 2 NH H I stadio: attacco nucleofilo dello ione ammiduro al C-2 della piridina

II Stadio: Stabilizzazione dell’intermedio anionico per allontanamento di uno ione idruro

N N _NH₂ + H 2 NH H C₅H₅N + NaNH₂

(19)

III stadio: Stabilizzazione dello ione idruro per reazione acido-base + N NH H 2 H N N H H N NH

IV stadio: Riprotonazione dell’anione della 2-amminopiridina per azione dell’ acqua

N _NH₂

+ + H O₂

N NH

(20)

ETEROCICLI PRESENTI negli

ACIDI NUCLEICI

(21)

(22)

Composizione chimica di un acido

nucleico

(23)

(24)

(25)

(26)

(27)

(28)

(29)

(30)

Figura 28.10 Struttura di una molecola di tRNA. Il tRNA ha grossolanamente la forma di un quadrifoglio e contiene una tripletta anticodone su una “foglia” e una unità amminoacidica legata covalentemente all’estremità 3’. L’esempio mostrato si riferisce ad un tRNA da lievito che codifica per la fenilalanina. I nucleotidi non espressamente indicati sono analoghi chimicamente modificati dei quattro comuni nucleotidi.

(31)

(32)

ETEROCICLI BENZOCONDENSATI

N

H

REATTIVITA’

L’indolo da con gli elettrofili reazioni di sostituzione che avvengono sull’anello pirrolico (più reattivo)

ORIENTAMENTO:

La reazione avviene preferenzialmente, nella posizione 3

(33)

1 N 3 2 5 4 6 7 8    N 1 3 2 5 4 6 7 8

ETEROCICLI BENZOCONDENSATI

REATTIVITA’

Le chinoline e isochinoline danno con gli elettrofili reazioni di

sostituzione che avvengono sull’anello benzenico (non disattivato) ORIENTAMENTO:

La reazione avviene preferenzialmente, sia per la chinolina che per l’isochinolina alle posizioni 5 e 8

N NO 2 N 5-nitrochinolina + 0 °C , 3 HNO _{H 2} _{S O 4} N NO 2 8-nitrochinolina

(34)

(35)

(36)

La Morfina da Papaver somniferum

NH

(37)

DERIVATI SINTETICI della MORFINA

(38)

Alcaloidi contenenti Indolo o anelli indolici ridotti

N O O N H H H H H N CH₂ N CH₃ CH₃ H

Gramina

Stricnina Strychnos nuxvomica

La morte è provocata dalla paralisi dei muscoli respiratori

Piccolissime dosi stimolano i muscoli respiratori, dosi più alte li paralizzano.