NOMENCLATURA HETEROCICLICA

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QUÍMICA ORGÁNICA AVANZADA INTRODUCCIÓN A LA QUÍMICA ORGÁNICA HETEROCÍCLICA TEMA 21

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QUMICA ORGNICA AVANZADAINTRODUCCIN A LA QUMICA ORGNICA HETEROCCLICA

TEMA 21

Definicin de heterociclo : compuesto orgnico cclico conteniendo al menos un heterotomo en el anillo.

Heterotomo en Orgnica es cualquier elemento distinto del carbono.

CLASIFICACIN POR ESTRUCTURA : Monociclos y policiclos, puentes u fusionados Uno o varios heterotomos Heterotomos frecuentes : O, S, Se, Te, N, P, SiON HH N

N

SNH

N

O

S

S

O

Alifticos y aromticos Caractersticas segn grupo funcional constituido

NS

N

N

N

O O

O

N H

O

INTERS Y ABUNDANCIA : Compuestos naturales : bases pricas y pirimidnicas, vitaminas, antibiticos, extractos plantas... Frmacos : humanos, veterinaria Aditivos industriales : colorantes, acelerantes, estabilizadores, antioxidantes, catalizadores... Agroqumica : fertilizantes, herbicidas, pesticidas...

OBJETIVO PRIORITARIO DE SNTESIS

INTRODUCCIN A LA NOMENCLATURA DE HETEROCICLOS

Debe hacerse constar en el nombre qumico : tamao del anillo nmero de heterotomos naturaleza de los heterotomos posicin de los heterotomos nmero y posicin de las insaturaciones nmero, posicin y tipo de sustituyentes

1. MONOCICLOS A) Mtodo con nombres vulgares :O S Se Te O N N furano tiofeno selenofeno telurofeno isoxazol oxazol O

N N N piridazina

N

S N

O

pirimidina

isotiazol

N H morfolina

En ocasiones existen nombres distintos para un heterociclo segn su grado de saturacin, como se aprecia en los siguientes ejemplos :H N

N

Npiridina

N Hpiperidina

Npirazina

N Hpiperazina

En otros casos, slo existe nombre propio para el heterociclo insaturado y el grado de insaturacin puede expresarse de la siguiente manera : a) Empleando prefijos multiplicadores di, tetra, per y el sufijo hidro. di tetra hidro

O

O

O

O

2H-pirano

4H-pirano

2,3-dihidropirano

tetrahidropirano

N H

N

N

1,2-dihidropiridina 3,4-dihidropiridina 2,3-dihidropiridina

O

O

2,3-dihidrofurano

tetrahidrofurano

b) Empleando las terminaciones -olina para indicar la saturacin parcial y -olidina para la saturacin total.H N

N

H N

H N

H N

pirrol H N

2H-pirrol

2-pirrolina

3-pirrolina

pirrolidina

H N

H N

H N

H N

N

N

N

N

N H

N H

N

imidazol

2-imidazolina

3-imidazolina

4-imidazolina

imidazolidina

2H-imidazol

H N N

H N NH

H N NH

pirazol

3-pirazolina

pirazolidina

Localizacin : En el caso de haber un solo heterotomo, empezar por l la localizacin. Si existen dos iguales, empezar por el ms saturado. Cuando haya distintos, tienen preferencia los divalentes sobre trivalentes (se ver ms tarde un criterio ms amplio).5 4 4 3 5 7 6

N N H2

Se

2

B) Mtodo Hantzsch-Widman (nomenclatura sistemtica). Sistemtica de construccin de un nombre por unin de fragmentos de los que cada uno aporta una informacin sobre la estructura. Estas partculas son: prefijos, sufijos, prefijos sufijos multiplicadores y localizadores. localizadores Prefijos: Los prefijos informan del nmero y naturaleza de los heterotomos presentes. Los prefijos ms frecuentes son: O S Se Te N P ox ti selen telur az fosf

Cuando la partcula que sigue al prefijo empieza por consonante, se intercala una a entre ambos para suavizar la pronunciacin. Para indicar la presencia de heterotomos diferentes se ponen los distintos prefijos seguidos. El orden en el que estos se ponen es inverso al que tienen en la tabla peridica los grupos: Grupo: VII (F) VI(O) V(N) IV(C) III (B)

Dentro de un mismo grupo, la preferencia es inversa al nmero atmico : Ejemplo : O > S > Se > Te > N > P

Sufijos: Los sufijos informan del : tamao del anillo (nmero de eslabones) grado de saturacin del heterociclo. Sufijos ms frecuentes :TAMAO CICLO CON N / SIN N

insaturado saturado irina ireno eto eto ol ol ina epina iridina irano etidina etano olidina olano inano epano

3 3 4 4 5 5 6 7

con N sin N con N sin N con N sin N con N o sin N con N o sin N

Multiplicadores: Para los heterotomos repetidos se utilizan los multiplicadores di-, tri-, tetra-, etc. di tri tetra Localizadores: Con 1 heterotomo solo, se empieza a localizar por l. Con varios heterotomos, se empieza a localizar por el preferente siguiendo en la direccin que atribuya el localizador ms bajo posible al heterotomo siguiente segn el orden de preferencia. Si hay dos heterotomos iguales pero con distinto grado de hidrogenacin, se nombra primero al ms hidrogenado (saturado). Cuando un ciclo con el mximo nmero posible de dobles enlaces tienen un tomo saturado, la posicin de ste se indica con un localizador junto al prefijo H- (en cursiva), como parte del nombre. EJEMPLOS Hantzsch-Widman

N Aziridina

N 2H-Azirina

N 1H-Azirina

O Oxirano

O Oxireno

S Tiirano

S Tiireno

N

N N

N N [1,3]Diazeto

O N [1,2]Oxazetidina N

S

O

O

Azetidina

[1,2]Diazetidina N

Tietano

2H-Oxeto S

Oxetano S N N

O

N Azol

S Tiazol

N

N Azolidina Oxolano Tiolano

1,2-Diazol

1,3,4-Tiadiazol N

O 2H-Oxina N S

O Oxinano

S Tiinano O O 1,4-Dioxine

O

N

S 4H-Tiina N

N 1,2-Diazina O

4H-[1,2]Oxazina

N N

N O 1,3-oxazinano 3H-Azepina Oxepano

4H-[1,4]Tiazina 1,4-Diazinano

2. POLICICLOS A) Mtodo con nombres vulgares (no sistemticos) segn tabla siguiente.La localizacin en estos sistemas comienza generalmente en un tomo adyacente a una unin entre anillos.

N N H indol N N quinoleina isoquinoleina ftalacina N

N NH N O O

isoindol

quinoxalina

benzofurano

isobenzofurano

N

N H carbazol

N

N

acridina

fenacina

O O O N

cromano

isocromano

cromeno

quinuclidina

B) Mtodo con nombres fusionados. Para ciclos unidos teniendo, al menos, un enlace en comn : 1. Se elige el ciclo ms importante (estructura principal) con su nombre vulgar o sistemtico como sufijo del nombre final con los siguientes criterios en orden: 1) heterociclo, 2) con el mximo nmero de anillos, 3) la preferencia de heterotomos: [ O > S > Se > Te > N > P ], 4) mayor nmero de heterotomos y 5) mayor tamao de ciclo.

2. Los dems anillos se indican como prefijos. 3. Designando los enlaces de la estructura principal (sufijo) por a, b, c(cursivas) en el orden creciente de localizadores y usando los localizadores habituales (1, 2, 3), de los anillos secundarios (prefijos) se seala el lugar de la fusin con dos nmeros y una letra, todos dentro de un corchete que se incluye entre el prefijo (anillo secundario) y el sufijo con el nombre de la estructura principal. HETEROCICLO PRINCIPAL a, b, c, d,... SUFIJO HETEROCICLO SECUNDARIO 1, 2, 3, 4,... PREFIJO

La localizacin de ambos anillos fusionados debe estar dispuesta en sentido contrario, una horario y la otra antihorario, pues de no ser as deber invertirse el orden de los dos localizadores del secundario. ejemplos

N N

N N

O O N

N N

1H-Imidazo[4,5-b]quinoxalina

4H-Furo[2,3-e]-1,2-oxazina

Pirrolo[1,2-a]pirimidina

prefijo [n,m-x] sufijoN N N Piridazino[4,5-b]indol O N N N N

Benzo[4,5]furo[2,3-b]pirazina

1H-Pirrolo[3,2-b]piridina

N N S Tieno[3,2-c]piridazina O

O N O S

2H-Furo[2,3-e][1,3]oxazina

6H-Tiopirano[2,3-b]furano

3. DERIVADOS DE HETEROCICLOS. El mtodo para nombrar los heterociclos sustituidos, denominado mtodo de sustitucin, se describe as : 1. Nombrar y numerar el heterociclo bsico (sin sustituyentes). 2. Elegir de entre los sustituyentes el principal, si lo hubiera, para sufijo del nombre con su correspondiente localizador. 3. El resto de los sustituyentes se citan como prefijos con sus correspondientes localizadores, con la normativa habitual de nomenclatura orgnica.

FIN DEL TEMA 21