Ejercicios de Quimica Heterociclica Para Practicar

PROBLEMAS BÁSICOS DE QUÍMICA HETEROCÍCLICA

Dr. Eleuterio Burgueño Tapia


I

INDICE Prólogo II

Nomenclatura de compuestos heterocíclicos 1

Heterociclos no aromáticos de tres miembros 3

Heterociclos no aromáticos de cuatro, cinco y seis miembros 6

Heterociclos aromáticos de cinco miembros con un heteroátomo 10

(furano, pirrol y tiofeno)

Anillos benzofusionados (indol, benzofurano y benzotiofeno) 13

Azoles 17

Piridina 21

Quinolina e isoquinolina 24

Diazinas 27

SOLUCIONES

Nomenclatura de compuestos heterocíclicos 32

Heterociclos no aromáticos de tres miembros 33

Heterociclos no aromáticos de cuatro, cinco y seis miembros 35

Heterociclos aromáticos de cinco miembros con un heteroátomo 38

(furano, pirrol y tiofeno)

Anillos benzofusionados (indol, benzofurano y benzotiofeno) 40

Azoles 43

Piridina 46

Quinolina e isoquinolina 48

Diazinas 51


II

PROLOGO “Problemas básicos de química heterocíclica” es una colección de problemas básicos seleccionados para ayudar a los estudiantes de cursos introductorios de química heterocíclica a reafirmar los conceptos adquiridos en el aula. “Problemas básicos de química heterocíclica” inicia con una serie de problemas de nomenclatura común y sistemática, haciendo particular énfasis en el sistema de nomenclatura de reemplazamiento, continúa con la síntesis y reactividad de compuestos heterocíclicos de tres, cuatro, cinco y seis miembros no aromáticos, enseguida cuestiona sobre las propiedades físicas, métodos de obtención y reactividad de los sistemas heterocíclicos aromáticos de cinco miembros (furano, pirrol y tiofeno), así como de sus sistemas benzofusionados (indol, benzofurano y benzotiofeno). Finalmente, se presentan problemas relacionados con los sistemas aromáticos en donde están involucrados heterociclos de seis miembros con un heteroátomo (piridina, quinolina, isoquinolina) y con dos heteroátomos (diazinas). Los problemas pretenden hacer que los estudiantes piensen sobre los conceptos que han estudiado, que los apliquen con precisión y los relacionen con los conceptos adquiridos en sus cursos de química orgánica. Al final de “Problemas básicos de química heterocíclica” se muestran las respuestas de más de la mitad de las cuestiones para que el estudiante pueda autoevaluar su habilidad en la solución de problemas que involucran métodos de síntesis, reactividad y mecanismos de reacción. Espero que “Problemas básicos de química heterocíclica” sea en realidad lo que acabo de exponer. Si no fuera así, cualquier sugerencia será bienvenida.

México, D. F., octubre de 2001

Eleuterio Burgueño Tapia


1

NOMENCLATURA DE COMPUESTOS HETEROCICLICOS 1. Escriba un nombre alternativo usando la nomenclatura de reemplazamiento. La numeración

que se muestra para algunos compuestos corresponde a nombres aceptados por la IUPAC en donde aquella difiere de la usada en el sistema de reemplazamiento.

n)m)

pirazinaN

N

piridinaN

imidazolN

NH

pirrol

HN

l)k)

j)i)

1

2

3456

7

8

9 10

1098

76 5

4

3

21

g) Fenoxatina

S

O

O

h)

O

furanof)

S

Stioantreno

e)

d) Nafto[2,3-b]tiofeno

Sc)

b)

O

NOa)

N

NN

N

pirimidina piridazina

H


2

t)s)

r)q)

p)o)NH

indol

N

N

quinolina

isoquinolina NH

carbazol

N

N

fenantridina acridina

u) v)

w) x)

y) z)

12

3

4

5

67

8

910

1

2

345

6

7

8 9

10

7

6

3

2

N

S

1

45

89 10

fenotiazina

O

O

cromano

isocromano

N

N

N

N

H

H H

pirrolidina

piperidina piperazinaH


3

HETEROCICLOS NO AROMATICOS DE TRES MIEMBROS 1. Describa las características de la síntesis de oxiranos usando:

a) Un alqueno y un perácido b) Una halohidrina en medio básico c) La condensación de Darzen

2. Describa las características de la síntesis de Gabriel y la síntesis de Wenker para aziridinas. 3. Indique el producto orgánico esperado de las siguientes reacciones.

4. Proponga una síntesis para lo siguientes compuestos.

H

O

Og) (CH3)2

+SOCH2_

O

Hh) (CH3)2+SOCH2

e) El producto de b) SCN_

f)O (CH3)2

+SOCH2

_

CF3COOOH

OH

c) d) El producto de a) SCN_

CF3COOOHa)_

HOBr2 / H2Ob)

c)b)a)

NH

O

Ph

O

Ph


4

5. Escriba un mecanismo lógico que explique las siguientes transformaciones 6. Cuál de las siguientes reacciones se llevan a cabo más rápidamente

N3+

NN

N

b)

NH3 Cl

HH

HO_

c) NH

N

O

O

a) + N O

O

+

Cl

O

OOH O

a) +

Cl

O

OOHO ó

NO2

O NO2

(CH3N)3P+

O

H

NO2

b)

O

H+ (CH3N)3P

O

ó


5

7. Escriba el mecanismo general de la apertura de heterociclos de tres miembros por reactivos

nucleofílicos. 8. Indique cuál es el producto principal de las siguientes reacciones. 9. Indique cuál es la influencia del sustituyente sobre la apertura electrofílica de heterociclos

de tres miembros. 10. Muestre el producto de las siguientes reacciones. 11. Escriba los reactivos o productos que hacen falta en la siguiente secuencia de reacciones.

OCH3O

_a) b)

S _CH3O

PhCH2MgBr+

Oe)

+d) _S

O

OO

O

H

c)O N

+

Ph

b) HCla)

O

HCl

c) HI

O

F F

O

NO2

KOHH2SO4 dil. frío

NH2OH

NHCH3

NH2

O

NH2


6

HETEROCICLOS DE CUATRO, CINCO Y

SEIS MIEMBROS NO AROMATICOS 1. De las siguientes transformaciones, la que corresponde al inciso b) ocurre con mejores

rendimientos ¿Por qué?. 2. ¿Cuál de las siguientes transformaciones tiene mejores posibilidades de ocurrir?. 3. Escriba una secuencia lógica de reacciones para las siguientes transformaciones.

Br OH Oa)

Br O S

O

O

OKOHb)

o

o

b)

a)

Br

OHKOH

O

OKOH

OH

F

OH

I KOHO

OKOH

OH

Br

b)Br

OH

O

+ CH2NaOH 5%

+ CO2

a) F I + S NH2

O

O

NaOH 5%NS

O

O

O

O


7

4. Escriba el producto orgánico esperado de las siguientes reacciones. 5. Escriba un mecanismo de reacción lógico que justifique los productos de la siguiente

reacción.

_t-BuO

TsO OH O

O +

d) + NC O

c)Ph PhH

O+

hv

b) + PhMgI

a) + CH3MgBrO

O

NH2

O

O

NH2

h) N NH C O+

N

g) +Ph

N C O

f) + C O

N


8

6. La reacción de β-haloácidos con un equivalente de base a temperatura ambiente y en

condiciones de pH controlado se emplea para generar β-lactonas. Este método en ocasiones se complica por la formación de un alqueno a través de una ruta que involucra descarboxilación. Explique con un ejemplo.

7. Los siguientes son ejemplos típicos de la reactividad general de los heterociclos análogos

del ciclobutano. Escriba el producto orgánico esperado.

H2O18

O

hvNN

N

2. H+1. Ph-Li+

+OPh

N

H

d)

e)

f)

HCl

H

g)

HI+ 2a)

H++

S2 OHb)

+

H

Oc)

NH

O

PhN N

O


9

8. Sugiera un mecanismo razonable para la siguiente transformación. 9. Explique cuáles son los factores que hacen que las reacciones de ciclización directa para la

formación de anillos de 5 y de 6 miembros ocurra en rendimientos menores que lo que ocurre con la formación de anillos de tres.

10. Proponga una ruta de síntesis para los siguientes compuestos. 11. Proponga una secuencia lógica de reacciones que explique la siguiente transformación.

HCl

Cl OH

O

d)c)

b)a)

N

e) O O

S COOH

NO ON

H H

H

H

H2 / Pt

NO

CN


10

HETEROCÍCLOS AROMÁTICOS DE CINCO MIEMBROS CON UN HETEROÁTOMO (Furano pirrol y tiofeno)

1. Justifique con estructuras resonantes el carácter aromático, la dirección del momento

dipolar y la fuerza básica del furano, pirrol y tiofeno. 2. Escriba la secuencia de reacciones que tienen lugar en la obtención del furfural a partir del

tratamiento ácido de cascarilla de avena, olote de maíz, etc.. 3. Describa las características generales de la síntesis de Paal-Knorr para la obtención de

derivados de furano, pirrol y tiofeno. 4. Proponga un ejemplo de obtención de un derivado de tiofeno usando la síntesis de

Hinsberg. 5. Usando como material de partida a compuestos no heterocíclicos, sugiera una síntesis para

los siguientes compuestos. 6. Partiendo del sistema heterocíclico correspondiente, proponga una síntesis para los compuestos que se mencionan a continuación.

d) OO

O NO2c)

OOHb)a) O COOHO2N

d)c)

b)a)

H

SCl

O

OH

NO2

N

OO

Ph

PhO

OO


11

7. Prediga cuál es el producto principal de las siguientes reacciones. 8. El pirrol reacciona con bromuro de etil magnesio seguido de yoduro de metilo para dar 2- y 3-metilpirrol. Explique este resultado usando estructuras resonantes. 9. Sugiera una secuencia de reacciones para la siguiente transformación.

HNO3

ONO2HNO3

S

Br2

O

NO2

a)b)

c)

HHHN N N

+CH2CH2MgBr CH3I

O

O

O

ClO

NaOHO

O O


12

ANILLOS BENZOFUSIONADOS (Indol, benzofurano, benzotiofeno) 1. De los sistemas aromáticos benzofurano, indol y benzotiofeno se dice que la posición 2 y 3

muestran gran densidad electrónica. Explique ésta observación con estructuras resonantes. 2. La síntesis más común para derivados del indol es la síntesis de Fisher. Describa las

características generales. 3. A través de la síntesis de Fisher no es posible obtener al indol sin sustitución en el anillo de

pirrol. ¿Por qué?. 4. Escriba el mecanismo de reacción de la siguiente transformación. 5. De la siguiente transformación indique en dónde queda el nitrógeno marcado

isotópicamente. 6. Usando fenilhidrazina y un compuesto carbonílico, escriba una secuencia adecuada para la

obtención de indol. 7. Describa con un ejemplo de cada una las síntesis de indoles de Madelung, Bischer, Reissert

y Nenitzescu. 8. Escriba el producto orgánico esperado de las siguientes condiciones de reacción.

∆

H

OH

O

O

O O+

NaOH Br2 KOHa)

C10H8O2CH3OHO O

Clb)

CH3O_

NH3+

HHN

N NAcOH*

HN

N

Ph

NPh

AcOHH

NH3+

HN

N

Ph

NPh

AcOHH

+


13

9. Escriba una secuencia de reacciones para cada una de las transformaciones del problema 8. 10. Los siguientes ejercicios son ejemplos de métodos de obtención de compuestos

benzofusionados aromáticos. Escriba el o los productos orgánicos esperados en cada una de las condiciones de reacción.

f)∆

_1. NH2e)

d)_

CH3O

H

H

H

NN

O

O

PCl3 H3O+

N O

NO2

2. H2O

Ph

N O

O O

CH3OH

c)

b)

a)

_CH3O

H

H

H

H

NNO2 OCH3OH

NNNO2

H+

NN ZnCl2


14

m)

l)

k)

j)

NH2

Ph O

Br

+

SO

Br

1. SOCl22. AlCl3

OO

OH

1. SOCl22. AlCl3

Br

O

O

NH2

O

+

2. H+O

S O

NO2

H3O+Zn / H+

ONH2

OO

1. NH2_

g)

_1. NH2

2. H+h)

∆

i)

N N


15

11. Escriba el producto orgánico principal de las siguientes reacciones de sustitución

electrofílica aromática.

o)

n)

H3O+

2. BrCH2COOCH2CH3

1. NaOHH

SH

O

H

OH

O

1. NaOH2. ClCH2COOCH2CH3

H3O+

H+CH2O+

O

+

Cl

O

NNO2

CH3I+

N

d)

e)

f)

H

H

Cl

O+

O

HNO3+

O

N

O+

NH

a)

b)

c)


16

H+Br2+

ONO2

+Cl

O

O

NO2

h)

i)

ZnCl2SNO2 +g)

O

OO


17

AZOLES 1. Escriba un nombre aceptable para cada uno de los siguientes compuestos. 2. Escriba una secuencia lógica de reacciones para las siguientes transformaciones orgánicas.

+O

NONH+H2NOH+

O

O

a)

H

HH

H

d)

k)

j)i)

h)g)

f)e)

c)

b)a)

NOBr

NN

N

NHO

O

ON

N

OCl

SNN

S

N

N BrON

Ph

N

O

N

O NO2


18

3. De los isómeros formados en 2a, ¿cuál espera que sea el producto principal?. 4. Una síntesis alternativa para la obtención de 1,2-azoles es la cicloadición dipolar de óxido

de nitrilos a acetilenos. Escriba el producto esperado de las siguientes condiciones. 5. Escriba el mecanismo de reacción para las transformaciones del ejercicio anterior. 6. Los 1,2-azoles (pirazoles) también se pueden preparar a partir de la cicloadición dipolar que

se produce entre un acetileno y el diazometano. Proponga una síntesis adecuada para cada uno de los siguientes compuestos.

C CC N+ O

+ PhO

C CHC N+

O

O

+ NO2 C CHPhO

C N+ O

+

_

_

_

a)

b)

c)

c)

b)

NN

PhH+PhNHNH2+H

O

O

H+H2NOH+

NO

Ph

PhPh Ph

OO

H c)b)a) HHNN

NO2

NN

Ph O

O

NN


19

7. Los pirazoles 3-sustituidos, generalmente se encuentran en equilibrio con los pirazoles 5-

sustituidos.

Proponga un mecanismo para esta interconversión 8. La síntesis más general de 1,3-azoles es la deshidratación de compuestos 1,4-dicarbonilos.

Escriba los reactivos y condiciones necesarias para la obtención de cada uno de los siguientes compuestos.

9. Sugiera una secuencia de reacciones lógica que explique las siguiente observación 10. Escriba una secuencia lógica de reacciones para la obtención de 2,4,5-trimetilimidazol a

partir del compuesto 1,4-dicarbonílico correspondiente 11. Escriba el producto orgánico esperado de cada una de las condiciones siguientes

N

O

N

SPh Pha) b)

H

HN

N

G

NN

G

∆+ H2NOH +

Cl

O

ON N

O

H+HNO3+

SN

FeCl3Cl

O+

SN

AcOHBr2+

ON

a)

b)

c)


20

12. Partiendo de diazometano, alquino y los reactivos necesarios. Proponga como podría

obtener los siguientes compuestos (involucra más de un paso de reacción).

O

OO+

ONd)

H

g)

f)

e)

N

O+

Cl

O

N

O+ Br2

N

N+ HNO3

H+

NN

Ha) b)

NNH


21

PIRIDINA 1. Con el apoyo de un dibujo que represente las interacciones de los orbitales p para la

formación de los enlaces π. Indique la razón por la que el par de electrones libres del nitrógeno no están deslocalizados.

2. Dé el nombre común de las siguientes alquilpiridinas. 3. Describa con un ejemplo las características generales de la síntesis de piridinas por el

método de Hantzsch. 4. Indique como podría obtener cada uno de los siguientes compuestos. 5. Describa el mecanismo detallado para obtención del inciso b) del problema 4. 6. Proponga una síntesis partiendo de piridina para la obtención de cada uno de los siguientes

compuestos.

N N

N N

a) b)

c) d)

HO

N

OH

O Ph O Ph

a) b)

N

OH

O

N

a) b)


22

7. Escriba un mecanismo razonable para cada una de las siguientes transformaciones 8. Escriba la estructura del producto orgánico esperado de las siguientes condiciones de

reacción. 9. Prediga el producto principal de las siguientes reacciones.

_EtO / EtOH

N

+O O

N

O

O

_+

e)

d)c)

b)

_NH2a)

NHNO3

H+Znº/H+

N

Br2

AcOHNO

Br2

N

HNO3

H+N

Ph H

O

b)a)

N

OH

H H

O

N O

HNO3 / H+

e)

d)c)

N

NH2

NO2

N NH2

NH2

N NH2


23

N N

N

HNO3 / H+

HNO3 / H+

∆

c)

H

d)


24

QUINOLINA E ISOQUINOLINA 1. Escriba un nombre aceptable para los siguientes compuestos. 2. Uno de los métodos más usados en la síntesis de quinolinas es la síntesis de Skraup.

Describa con un ejemplo las características y condiciones necesarias. 3. Escriba el producto esperado de las siguientes condiciones.

f)e)

d)c)

b)a)

N

HOOC

NBr

N

SO3HN

O

NN NO2

H

O

As2O5 / ∆H+

+

NH2

FeCl3O

+

NH2

a)

b)

ZnCl2+

O

NH2

c)

As2O5 / ∆

As2O5 / ∆


25

4. Escriba una secuencia de reacciones razonable para la obtención del producto c) de 3. 5. En la síntesis de quinolinas por el método de Friedlander es importante controlar el pH ¿por

qué?. 6. Escriba el producto orgánico esperado de las siguientes condiciones. 7. Escriba un mecanismo razonable para el producto de b) y c) de 6. 8. Las siguientes condiciones de reacción no conducen a una quinolina ¿por qué?.

+ Ph Ph

OH

NH2

O

d)NH2

O

+H+

HPh

O

O+

H

NH2

O

NaOH+

Br H

NH2

NaOH+

O

H

NH2

O

O

NH2

+

O

NaOH

a)

b)

c)

d)

pH = 12


26

9. Escriba el producto esperado de las siguientes transformaciones 10. Cuando la quinolina e isoquilonina reacciona a través de reacciones sustitución electrofílica

aromática en medio ácido, generalmente la sustitución ocurre en las posiciones 5 y 8 ¿por qué?.

11. Indique como podría obtener cada uno de los siguientes compuestos. N

O2N

e)

ON

d)N

Ph

c)

N

Ph

b)N

O

O

a)

H

H

H

H∆

NO

P2O5 Ptb)

O

H

N OP2O5 Pdd)

N

O

O H+/ c)

NH

OP2O5 Pda)


27

DIAZINAS 1. Escriba una estructura correcta para los siguientes compuestos.

a) 3(2-metilbutil)piridazina b) 2-nitropirimidina c) 4-benzilpirimidina d) 2-isopropilpirazina e) 8-acetilpurina f) N-metil purina g) Ac. 5.5-defenilbarbiturico h) 2,5-dimetil puridazina i) 1,4-difenil-,7-metilftalazina

2. Escriba la estructura de 5 diazinas con actividad biológica. 3. Las pirazinas se pueden obtener haciendo reaccionar compuestos 1,4-dicarbonílicos con

hidrazina o hidrazinas N-sustituidas. Escriba el producto orgánico esperado de las siguientes condiciones de reacción.

4. Escriba una secuencia lógica de reacciones para la siguiente transformacion.

PhO

O

Pha) PdH+

NH2NH2+

b) H+H2NNH2+

ONO2

O

c) H+H2NNH2+

O

O

NNPd /H+

H2NNH2+

OO


28

5. La forma más simple de obtener pirimidinas es haciendo reaccionar compuestos 1,3-

dicarbonílicos con compuestos que contengan grupos funcionales con la unión N-C-N. Escriba como podría obtener cada uno de los siguientes compuestos.

6. Escriba una secuencia lógica de reacciones para las siguientes transformaciones. 7. Uno de los métodos comunes de obtención de pirazinas es la dimerización de compuestos

α-aminocarbonílicos. Describa como obtendría cada uno de los siguientes compuestos. 8. Escriba el producto orgánico esperado de las siguientes condiciones de reacción.

N

N

N

N

N

N

O

O

Ph

PhO

H

H

H

H

N

N

O

OO

Br

a) b)

c) d)

a)N

Nb)

N

NPh

Ph

NH2

NH2 Ph

Ph O

O+a)

H+

H

NN

Ph

Ph

H+

H2NNH2+a)OO

Ph

Ph

N

NH

O

O

O

b)H2N NH2

O+O

O

O

OEtO / EtOH

_


29

9. Cual de las siguientes reacciones tiene mayores posibilidades de reaccionar frente a

condiciones de sustitución electrofílica aromática. 10. Indique en cual de los anillos de los siguientes compuestos ocurrirá la sustitución

electrofílica aromática. 11. Escriba el producto orgánico esperado de las siguientes reacciones de sustitución

electrofílica aromática.

a)N

N

OH

OHNO2

óN

N

OH

HO OH

b) óN

NNN

N

O

O

a)N

Nb)

Nc)

N

N

NN

HNO3 / H+a)

NN

Br2 / Feb)

b) +

OONH2

NH2

c) +

H H

O O

Ph

Ph NH2

NH2

H+

H+


30

12. Muchas reacciones de las diazinas ocurren como en la piridina. Prediga los productos de las

siguientes reacciones. 13. Escriba una secuencia lógica de reacciones para las transformaciones c) y d) de 12.

c) H+O

O ON

N

d) H2SO4 / H+N

N

O

_

_EtO / EtOH

O

H

N

N

N

N

N

N

_

NN

+d)

Ph O

O+c)

+b)

+ CH3CH2CH2CH2a)

NH2 / NH3


31

SOLUCIONES


32

NOMENCLATURA DE COMPUESTOS HETEROCÍCLICOS 1.

a) Oxaciclopropano c) trans-2,3-Dimetil-oxaciclopropapo e) 9,10-Ditiantraceno g) 2H-1-Oxanaftaleno i) Aza-2,4-ciclopentadieno k) Azabenceno m) 1,3-Diazabenceno o) 1H-1-Azaindeno q) 2-Azanaftaleno s) 9-Azafenantreno u) 10H,9-Tia-10-azaantraceno w) 1H,3H,4H-2-Oxanaftaleno y) Azaciclohexano


33

HETEROCICLOS NO AROMÁTICOS DE TRES MIEMBROS 3. 4. 5.

Oa) c)

OH

O

O

Og)Se)

c)HO

_NH2

Cl

a)_

HOBr2 / H2OPh

O

Ph

NH

c)

HN

HH

:N

ClH

H

HH

_OH

N

ClH

H

HHH

a)N

OO

..: N O

O

+


34

6.

a) La reacción ocurre más rápido entre más grupos electrodonadores tenga el doble enlace. 8. 10. 11.

a)OH

OCH3

c)Ph

OH

N

OH

Ph

e)

Cl

HO

a) I

HO

FF

c)

NH2

NCH3

NH2OSO3H

NHCH3

CH3NH2CF3COOOH

NH2 NH2

O

NH2OH

NHCH3

H2SO4 dil. frío

KOH


35

HETEROCICLOS DE CUATRO, CINCO Y SEIS MIEMBROS NO AROMÁTICOS

2. a) La que tiene el halogeno en el carbono menos sustituido. b) La que tiene el mejor grupo saliente ( I ) 3. 4.

N

O

HO

PhPh

N

O

NN

O

H

a) c)

f) h)

a)

_S NO

OI

OH_

S NO

O

H

I

I F_

S NHO

O

_OHS N

O

O

H

H

NSO

O..

..


36

5. 7. 8.

O_TsO O

_TsO O

_t-BuO

TsO OH

O

g) HN N

OPh

HNe)

O

OH

c)NH3 I

a)+

+ OHOHCl

Cl_

+_

Cl+

O H+

O HH Cl..

:O


37

10.

NH2

OH

H2SO4 dil. frio NH2

OSO3H

KOHNH

a)

c) OSH Cl

ONaOH

S

O

O H3O+

S

O

OH

O

OH OHH+

e)


38

HETEROCICLOS AROMÁTICOS DE CINCO MIEMBROS CON UN HETEROÁTOMO (Furano, pirrol y tiofeno)

1. 3. La sistesis de Paal-Knorr es la reacción de compuestos dicarbonílicos 1,4 enolizable en presencia de un agente deshidratante (H2SO4, P2O5, ZnCl2), o bien con amoniaco o una amina primaria, o con un sulfuro inorgánico. 5. 6.

O OH+

a)

OO

H+

O

HNO3c)O NO2

O

H+

O NO2

OH

a)O

HNO3

c)

O

CH3Cl

OO2N

1. KMnO4 / NaOH

2. H+O COOHO2N

Igual que la anterior excepto el último paso

X.._

++

_ ..

X..X


39

7. 8. 9.

a) c)OO2N

NO2

OBr

NO2

O

O O

H H

ClO

O

O

O

OH_

O

O O

.._ O

O O

O

H+

NH

CH3 I_..NN..

_ NH

N

HCH3 I

_ ..

N_

..NMgBr:CH3CH2

NH


40

ANILLOS BENZOFUSIONADOS (Indol, benzofurano, benzotiofeno) 2. Es la reacción de una fenilhidrazona de un aldehído o cetona en presencia de un catalizador ácido (ZnCl2, BF3, H3PO4, etc.). 4. 5. Según el mecanismo anterior en el NH3 6.

NNH

NNH

HNHNH

H

N NH2

HH

HHN

+NH3

N NH2HO

O

O

+ H+

NN

O

O

H

N

O

OH

H3O+

HN

OH

O∆NH


41

7. 8.

a)

9.

HN

Fe / H+O

ONO2

Síntesis de Reissert

Síntesis de Bischler

HH+

N

O O

+

NH2

O

OO

Br

Síntesis de Madelug

HN

_NH2

HN O

O

O

_

OCOO KOH

O O

BrBr

Br2

O O

NaOHNaOH

O

O O+

H

OH

O O

H

O

O


42

10. 11.

a)NH H

Nc)

HN

e)

SOH

NO2

g)

HN

i)

Ok)

HN

Ph

m)

S O

Oo)

a) c)

e) g)

i)

O

O

ONO2

NNO2

O

H SNO2

O

O

OO2N


43

AZOLES 1.

a) 2-Nitrooxazol c) 5-bencilisoxazol

e) 4-Isopropiltiazol g) 5-Clorooxazol i) 5-Carboxioxazol k) 5-Bromoisoxazol 2.

NOH

O

O

O

+ H2NOHH+ H+ O

N

HO

H2O_O

N

a)

H+H2NOH+

O

O

O

NOH

H+ NO

OHN

O

_ H2O

O

H

O

c)H+

PhNHNH2+

O

NNHPhH+

H2O_N

NPh


44

3. 4. 5. 6.

a)O

N

ON

OO2Nc)

ONC

_

+

ON

OO2N

ONa)

c)H

NO2

+ONC

O

_

ON

H

c) H

NN

Ph O

O

NN

a) CH2 N N_ +

+

OPh

O+

+CH2 N N


45

7. 8. 10. 11. 12.

NN

G

HNN

G

H

H+_

NN

G

:_ H+

N

O

OH

H+ O

Na)

NO

ON

Cl

O

H2NOH+∆ Cl

NOH

∆

NOH

ONOHO H

SN

O2N

a)O

N

Br

c)

e)N

N

O2N

H

N

OOg)

a)

NNH

CH2 N N_ +

+


46

PIRIDINA 2. a) β-Picolina c) β-Colina 3. 4.

a) 6.

a)

H

O

O

O O+

NH3 HNO3

O

O

O

O

N

O

O O+

NH3 HNO3

Ph OO

NPh H

OH3O+

N

H2O2 30 %

NO

_+

CH3I

+_

NO

PCl3

N

NaNH2 CO2 H+

N

COOH

H2ONH2

N N NH2

c)

_


47

7. 8. 9.

O O

H HO

_ O O

.._ N

NO

O.._

N

O

O.._

+OH

O H

N

O

OO

_+

N ONO2a)

H

c)N N

NO2

_+ e)c)a)

N

NH2

NO

Br

N Ph

e)

N NH2

H2N

N NH2N

NH2_

H2O O

O O

N N

O

H

HNO3 H3O+ Zn / H +


48

QUINOLINAS E ISOQUINOLINAS 1. a) 2-Nitroquinolina b) 4-(1-metilpropanoil)-isoquinolina e) 7-Bromoquinolina 3. 4. 5. Podría formarse más de un anión y la mezcla generar una mezcla de compuestos productos de condensacionees aldolicas y de cicloadición. 6.

c)

N

a)

N

NH2

O

N

O

H

+H+

H+

N

HO

H

H2O_

HN

As2O5

N

Na)

Nc)


49

7. c) 8. Porque no tiene posibilidades de formar la base de Shift (enamina). 9. 10. Porque en condiciones ácidas el anillo de la piridina se encuentra protonado y en consecuencia el anillo bencénico es el más reactivo. 11.

NH2

O

H+

O

NaOH

N

O

H

H

N

OH

H2O

N

Na) c)N

OH

a)N

O

O

c)N

Ph

N

Ph

H

O

O

O

NH2

O

H+ P2O5 Pt

HPtP2O5


50

e)P2O5 Pt

HN

Ph

H

O

O2N N

PhO2N


51

DIAZINAS 1. 3. 4. 5.

a)N

NN

N

Ph

c)

N

N

NH

e) N N

O

O OPh Ph

HHg)

NN

Ph

Ph

i)

a) c)N

N Ph

Ph

NN

O O+

H2N NH2

Oa) H+

N

N

NNPd / ∆N

NNNH2

OOO

H+H2NNH2+a)

H+


52

6. 7. 8. 9. 10. a), b) y c) ocurre en el anillo bencénico.

O O

O O

Ph Ph+ H2N NH2

O

b)O

OH

_N N

O

OOPh Ph

HH

O O

O O+ H2N NH2

O

b)O

OH

_

O N

O O

H2N O

_

OH

O

N

N

O

OO

H

H

H

a)O

NH2

2H+

a)N

N

Ph

Phc)

Ph

Ph N

N

N

N

OH

OHHO

a)


53

11. 12. 13.

a)N

N

NO2

NN

NO2

+N

N

O

c)

NN

a) b)

N

N H

O

N

N+ EtO

_

N

N

.._

Ph O

O

N

N

Ph

Oc)

Ejercicios de Quimica Heterociclica Para Practicar

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