Clase 12 Piridina, Quinolina e Isoquinolina

7/25/2019 Clase 12 Piridina, Quinolina e Isoquinolina

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PIRIDINASSistema heterocclico ms parec ido al benceno:

Estructura

Estabilidad general

Resistencia a la oxidacin

Estructuras de Lewis similares

N

Thomas Anderson

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Grupos donadores de electrones aumentan el PKaGrupos atractores de electrones disminuyen el PKa



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MTODOS DE SNTESIS

No existe una sntesis prctica a gran escala para laobtencin de piridinas.

Muchas de las piridinas se obtienen con mayor facilidad apartirde sustitucin directa de otras mssencillas.

Sntesisde Hantzsch

Sntesisde Bohlmann-rantz



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Sntesis de Hantzsch

Se efecta mediante la condensacin de un -ceto ster conun aldehdo, en presencia de amoniaco, para dar unadihidropiridina, que se oxida para obtener la piridinacorrespondiente.



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Prime r p a so : formacin de un compuesto , insaturado porcondensacin.

Seg und o p a so: Formacin de una enamina ster.

Te rc e r p a so: Adicin tipo Michael



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REACCIONES DESUSTITUCIN

ELECTROFLICALa sustitucin electroflica de la piridina e iones piridinio, seproduce en preferencia en la posicin 3 debido al estado detransicin que es ms favorable desde el punto de vista

energtico y que se produce cuando el ataque se efecta endicha posicin.

Puede llevarse a caboslo en condiciones

drsticas.

N

N

H

E

N

H

E

N

H

E

N

EH

N

EH

N

EHN

E-H



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Los sustituyentes alquilo activan al grupo de lapiridina favorec iendo la sustitucin electroflica.

N CH3

CH3

H3C N CH3

CH3

H3C

NO2KNO3

fumante H2SO4

100 0C, 5 horas

N N

H3C SO3HH3C

20% Oleo HgSO4

220-230 0C, 16 horas

93%

23%



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NITRACIN

La baja reactividad de la piridina se refleja en las condiciones bajolas que reacciona.

El par de electronesno compartidosdel tomo de nitrgeno es laposicin ms reactiva ante un electrfilo y favorece

cinticamente la formac in de una sal de piridinio.



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Un grupo 2-amino dirige al electrfilo entrante a posicin 5:

Un grupo 3-amino orienta a la sustitucin en posicin 2:

Un grupo 4-amino dirige el ataque a la posicin 3:



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NUCLEOFLICA La pronunciada reactividad de las posiciones y se puede

atribuir al hecho de que la adic in en estas posic ionespermite que la carga negativa resida parcialmente sobre eltomo N electronegativo.

N

NH2

Favorable

Desfavorable

N

N

NH2

H

NH2

H

N

NH2

H

N

NH2

H

N NH2

H

N NH2

H

-

- -

-

-

-

-



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Se pueden usar reactivos de Grignard y de organolitio. Loscompuestos de litio se emplean de preferencia, porque su

nucleofilidad esmayor.

N

Li Tolueno

110 0C, 8 horas/despues H2O N C6H5

Ion h id rx id o, reacciona slo en condiciones forzadas

N

CH3

K3Fe(CN)6H2O N

CH3

OH

H N O

CH3

NaOH

Ione s c ia nuro o ha log enu ro no reaccionan, pero atacan confac ilidad a las sales de piridinio y de alcoxipiridinio.



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Ion c ianu ro : predomina ataque en posicin 2.

N

OCH3

NaCN

H2O0-20 0C

(65%)N

OCH3

N

OCH3

HNC

H

CN

-CH3OH

N N

CN

CN(20-25%) (75-80%)

*Excepciones

Sustituyente 1 degran tamao

Sustituyente en

posicin 3

N

O(CH2)8CH3

N

CN

(42%)

NaCN

H2O

N

OCH3

N

CN

(36%)

CH2COOC2H5

NaCN

H2O

0-20 0C N

CH2COOC2H5 CH2COOC2H5

CN

(7.4%)



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N-XIDOS

Aumentan la intensidad electrnica en diversas posicionesdel anillo, o a la inversa, dependiendo del reactivo frente alcual se encuentren.

N

O

N

O

N

O

N

O

N

O

N

O

N

O



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N

O

Fumante

HNO3

H2SO490 0C, 14 horas

N

O

N

O

N

O

H NO2 H NO2 H

NO2

N

O

NO2

-H

Ataque electroflico puede producirse en la posic in 3 o 4dependiendo de que la reaccion se efecte con una base libre

o con el cido conjugado.

La nitracin se efecta mediante ataque sobre la base libre yocasiona la formacin rpida del derivado nitrado en posicin4. Cuando esta posic in est ocupada la nitracin no seproduce.



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QUINOLINAS E

ISOQUINOLINAS Unin de un anillo bencnico con una piridina.

Estas slo difieren en la posicin del nitrgeno:

Las quinolinas estn en posicin 1

Las isoquinolinas estn en posicin 2.

NN

Quinolina Isoquinolina



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PROPIEDADES

Son dbilmente bsicas

Tienen reactividades aproximadamente iguales

Son mas reactivas que la piridina

Observaciones experimentales efectuadas en reacciones deoxidacin, sugieren que estas molculas se asemejan alnaftaleno, porque el carcter del doble enlace es ms fuerteen las posiciones1,2 3,4 5,6 7,8.

La densidad electrnica ejerce una importante influencia enlas reaccionesy en la reactividad de los sustituyentes.

Al igual que en las piridinas los electrones del nitrgeno noinfluyen en la estabilidad de la carga del anillo.



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MTODOS DE SNTESIS

QUINOLINAS: Sntesis De Skraup. Sntesis De FriedlanderY Pfitzinger

Sntesis de Conrad-Limpach-Knorr Sntesis de Combes

ISOQUINOLINAS: Sntesis de Bischler-Napieralski Sntesis de Pictet-Spengler Sntesis De Pomerantz-Fritsch



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SNTESIS DE SKRAUP

Prim e r pa so :Deshidratac in del glicerol a acrolena



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Seg undo p a so :Adicin de Michael, de la amina al componente -insaturado.

Terc er p a so :sustitucin electroflica sobre el anilloCua rto pa so : deshidratac in y oxidacin.

NH2

O

HNH

OH

NH

H

+

NH

H OH

-H

NH

HOH

-H2O

NH

H

-H

NH

O

N



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ELECTROFLICA

Requieren condicionesmenos drsticas que las

necesarias para laspiridinas.

En medio fuertemente cido, se lleva a cabo mediante cidosconjugados correspondientes y produce sustituc in en lasposiciones5 y 8.

N

(1) HNO3, H2SO4

0 0C, 30 minutos

(2) baseN

NO2

N

NO2(52%) (48%)

N

(1) HNO3, H2SO4

0 0C, 30 minutos

(2) baseN N

NO2

NO2

(90%) (10%)



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En medio menosc ido, la quinolina experimenta sustitucininicialmente en posicin 3, seguida de reaccion en posicin6 y8.

N

HNO3

(CH3CO)2O

100 0C, 1 hora N

NO2

0.7% de isomeros 6 y 8

NITRACION DE N-XIDOS:

ISOQUINOLINA

N

O

HNO3

H2SO4

70 0C, 2 horas

2H2O

N

O

NO2

QUINOLINA

N

O

HNO3

H2SO4

25 0C N

O

N

O

(81%) (9%)

NO2

NO2



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NUCLEOFLICA

Generalmente se observa ataquedel nuclefilo en el carbono 2 delas quinolinas y en el carbono 1de

las isoquinolinas(a menos queestas posiciones estn ocupadas).

N

O

C6H5MgBr(C2H5)2O

(2)N C6H5

N

CH3

C6H5MgBr(C2H5)2O

N C6H5

CH3

H

NCH3CH2MgBr

150 160 0C

N

H3CH2C

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