Oxazol, Imidazol, Tiazol, Isoxazol, Pirazol e Isotiazol.

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Texto completo

(1)

Oxazol, Imidazol, Tiazol, Isoxazol, Pirazol e Isotiazol.

N Z Z N 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 Z = O (Oxazol), NH, NR (Imidazol), S (Tiazol) Z = O (Isoxazol), NH, NR (Pirazol), S (Isotiazol)

Algunos derivados de interés:

N O N OH OH Ditazol (Antiinflamatorio)

Acadesina (Cardioprotector) N O OH OH H H H H HO N H2N H2N O

S N H O O H2N N S CH3 Sulfasomizol (Antibacterial)

S N O CH3 Octilinona

(Fungicida, preservar la piel,

biocida en cosméticos)

Sulfaguanol (Antibacterial) S O O HN NH HN N O CH3 CH3 H2N NH CH3 CH3 N O CH3 SO3 CH3 CH3 OH CH3 H

(2)

Amifenazol

(Antagonista de barbitúricos y morfina) N S NH2 H2N

H N N H O N O CH3 Isocarboxazida (Antidepresivo)

N H N CH3 Fomepizol (Antídoto para el envenenamiento con metanol y etilen glicol)

Síntesis de oxazoles, imidazoles y tiazoles:

N Z N Z N Z N Z H HO H OH OH H NH O O NH2 O + X O NH O Z O O Z O ZH + X O O X + O HZ O X + NH HZ O ZH + NH2 O Z = O, NH (NR), S Síntesis de Robinson-Gabriel (Z = O) Síntesis de Blümlein-Lewy (Z = NH) Síntesis de Hantzsch (Z = S) Síntesis de Gabriel (Z = S) N N H O O + 2 NH3 + O H

(3)

Síntesis de isoxazoles, pirazoles e isotiazoles:

Z N Z N H HO O + Z = O, NH (NR) N ZH O O NH2 HZ N Z Z N H X + X S N SI NH S NH

Complete las siguientes ecuaciones químicas y escriba el mecanismo que explique la

formación del producto:

a) Cl CH3 O + S NH2 NH2

(4)

O O O O HN NH2 H+, H2O c) d) O O CH3 CH3 CH3 NH2OH H+ H e) 2) NH3 1) Δ Cl O + O OH f) 2 NH3 O O + O H g) NH3 Δ + O H2N O O Br h) O NH2 + Cl O N 1) 2) NH2CH3 N H O O i) P2S5

(5)

O j) O CH3O NO2 NH2OH H+ k) N OH Br Br K2CO3 N Br O O l) HC C CHO + CH2N2 Éter 00C m) S NH2 EtO2C N H Me Ts I2, Piridina EtOH

Reactividad frente a electrófilos:

N

Z

E

+

+

H

+

G

N

Z

G

N

Z

G

N

Z

G

N

Z

G

N

Z

G

E

E

E

G = Grupo donador de densidad electrónica

E

+

E

+

+

H

+

(6)

Z

N

E

+

+

H

+

G

Z

N

Z

N

G

Z

N

G

Z

N

Z

N

G

E

E

E

G = Grupo donador de densidad electrónica

+

H

+

+

H

+

E

+

E

+

Prediga el producto principal en las siguientes reacciones:

N S O O O a) Et3N b) N S CH3 SO3 H2SO4 N N H EtO (Ac)2O c) Et3N d) N N CH3 1) DMF /POCl3 2) H2O N N H Br2 / AcOH e)

(7)

N O f) Cl 2 g) N N CF3 O CF3 O O NMe2 N O HO HNO3 H2SO4 h)

Reactividad frente a nucleófilos:

Nu:

-+

Cl:

-N

Z

Cl

( :Nu )

N

Z

Nu

N

Z

N

Z

Cl

G

Cl

G

N

Z

N

Z

Nu

G

Nu

G

G = Grupo atractor de densidad electrónica

Nu:

-( :Nu )

Nu:

-( :Nu )

+

Cl:

-+

Cl:

-Z = O, NR, S

(8)

Nu:

-+

Cl:

-Z

N

( :Nu )

Z

N

Z

N

Z

N

Cl

G

Cl

G

Z

N

Z

N

Nu

G

Nu

G

G = Grupo atractor de densidad electrónica

Nu:

-( :Nu )

Nu:

-( :Nu )

+

Cl:

-+

Cl:

-Z = O, NR, S

Cl

Nu

Z

N

Z

N

Nu:

-( :Nu )

+

Cl:

-Cl

Nu

N

Z

NaNH

2

N

Z

NH

2

+

(H:

-

)

N

Z

Nu:

N

ZH

Nu

Z = O

Z = S, NR

Prediga el producto principal en las siguientes reacciones:

N N Br NO2 NH3 a) N S Cl NO2 NaCN b)

(9)

N O NaNH2 c) N O Cl PhNH2 exceso O d) N S NC NH3 e) Cl Cl THF, calor N S NaNH2 f)

Formación de aniones:

N

Z

N

Z

N

Z

n-BuLi

N

Z

n-BuLi

Z = O, NR, S

Li

Li

N

N

Z

N

n

-BuLi

Z

N

n

-BuLi

Z = NR, S

Z = O, NR, S

Li

Li

(10)

N N NaH H N N H NaH N N Na N N Na

Prediga el producto principal en las siguientes reacciones:

a) N O CH3 CH3 CH3 1) LDA / -780C 2) Furfural N N 1) n-BuLi 2) CH3Br b) N S CH3 1) n-BuLi 2) Ph2CO 3) HCl / H2O c) N N 1) n-BuLi 2) MeI Ph d) e) N S 1) n-BuLi 2) Me2NCHO N N 1) n-BuLi 2) Cl f) N 1) n-BuLi 2) (COEt) g)

(11)

O N 1) n-BuLi 2) PhCH2Cl h) N N 1) NaNH2 2) Furfural, Dimetilamina i) S N 1) n-BuLi 2) CH3CH2Cl j) 2) PhCHO 3) HCl / H2O k) N O Ph Ph 1) n-BuLi DMF, 0oC l) N N H NMe2 NaH / SEM-Cl

SEM-Cl = (CH3)3SiCH2CH2OCH2Cl

NaOEt, EtOH Temp. amb. m) N N H BrCH2CO2Et

Ejercicios:

1. Escriba la estructura del producto principal que se obtiene en las siguientes reacciones:

O O

H+ NH2OH

(12)

N S 1) NaNH2 2) NH O , H N N OH H O2N O2N POCl3 Cl O OEt NH 2 O H + + NH3 S N HNO3 / H2SO4 O O H3C O2N OCH3 NH2NHCH3 N O 1) n-BuLi 2) CH3CH2I N N H H2SO4 1600C N N O2N H KCN (ac) / MeOH Br

(13)

2. Diseñe una ruta sintética para los siguientes compuestos:

N O CO2H N N NH2 N N H N N O H N N Cl H

(14)

N S N N H N N H O N N H N N O H H O N S NH2 N S

3. Complete las siguientes secuencias sintéticas y escriba el mecanismo para cada una de

sus propuestas:

A N S NH2SH H+

(15)

B + NH2 CH3 S N S 1) 2) Cl CO2Et O H+ CH3O O N CO2Et CH3 C D + E NH4OAc N N H MeO MeO F F + G Et3N O O NH CH3 CH2CH3 (AcO)2O Δ H H I + J N O OCH3 CH3O L K + N S N N Ph Ph Ph NH2·HCl +

(16)

4. Explique lo siguiente: Cuando el 4-bromo-1-metil-imidazol se trató con n-BuLi a -78 °C, y

entonces se le añadió DMF dio un compuesto con fórmula C5H6N2O. En otro experimento, se

siguió la misma secuencia sintética, salvo que la disolución se llevó a 0°C antes de la adición

de la DMF, y se obtuvo un producto isomérico.

5. Deduzca la estructura para los 1,3-azoles que se obtienen por la siguiente combinación de

reactivos: a) 1-clorobutan-2-ona y tiourea; b) tiobenzamida y cloroetanal; c) tioformamida y

bromoacetato de etilo.

6. Proponga un mecanismo de reacción razonable para las transformaciones siguientes:

CO2Et O O NH2NH2 N N CO2Et H3C H O N N N H2N H O Calor H

7. Escriba el producto resultante de las siguientes reacciones.

N O 1) n-BuLi 2) PhCHO 3) HCl / H2O O O NH2OH H+ H N S 1) n-BuLi 2) CH3CH2CHO 3) HCl / H2O

(17)

O H + H2N NH2 N S Cl PhSNa / MeOH Br Br H N NH2 + N N CH3 HNO3 N O CH3 1) n-BuLi 2) (CH3)2-CHI Br Br H N OH + N N Cl CH3 NH2Na N O Ph Ph 1) n-BuLi 2) Furfural 3 ) HCl / H2O O H + H2N OH CH3OH / HCl

Δ

(18)

N N Br2 N S MeONa Br O N 1) n-BuLi O 2) 3) H+ N H N H2SO4 N H N Ac2O N N NH2 NH2 COOH H + +

8. La aminocetona A se benzoiló con cloruro de benzoilo enriquecido con el isótopo

radioactivo oxígeno-18. La amida correspondiente B, se trató con ácido sulfúrico concentrado

y con calor. Al finalizar el tiempo de calentamiento, la mezcla de reacción se enfrió y se trató

con carbonato de sodio para obtener finalmente el 4-metil-2,5-difeniloxazol C. Con un

contador Geiger, se determinó que en las aguas madres no se encontraba el isótopo

radioactivo del oxígeno-18, y que éste se encontraba completamente en el producto C.

Proponga un mecanismo de reacción que este de acuerdo con estos datos experimentales.

(19)

O NH2 O Cl O HN O 18 18 1) H2SO4, Δ 2) Na2CO3 N O 18 A B C Et3N

9. Escriba un mecanismo razonable para cada una de las siguientes transformaciones:

EtO O O H2N NH CH3 N NH O +

Δ

O H2N NH2 NH N H O + O O 1) NaOH 2) H+ O O

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