Compostos heterocíclicos: estrutura, síntese e reatividade, Exercícios de Energia

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Compostos heterocíclicos: estrutura,

síntese e reatividade

Aula 6

Flaviane Francisco Hilário

Universidade Federal de Ouro Preto

• Um heterociclo é um anel que contém um heteroátomo (N,

O, S), além de átomos de carbono.

• A maioria dos fármacos, vitaminas e produtos naturais

(isolados de plantas ou animais) são compostos

heterocíclicos.

1 - Estrutura

• Contendo oxigênio e enxofre

O S

O O

O

O

oxaciclopropano oxirana Óxido de etileno

tiociclopropano oxaciclobutano oxetano

oxaciclopentano tetraidrofurano tetraidropirano^ 1,4-dioxano

2 - Heterociclos aromáticos com anéis de cinco membros

2.1 - Estrutura

pirrol furano tiofeno

 Propriedades bem diferentes quando comparados aos seus correspondentes de cadeia aberta.

 São aromáticos: monocíclicos; planos; todos os carbonos do anel possuem orbital p ; possuem três pares de elétrons π ( 4 n + 2 = 6 ).

 Sofrem reações de substituição eletrofílica: nitração, sulfonação, halogenação, acilação de Friedel-Crafts e etc.

• O pirrol é uma base extremamente fraca (Kb ~ 2,5 X 10-^14 ).

 Furano

• Características estruturais análogas às do pirrol.
• O átomo de oxigênio possui um par de elétrons não ligantes em um orbital

π e um par de elétrons não ligantes em um orbital sp^2.

• Energia de ressonância para alguns compostos aromáticos

tiofeno (^) pirrol (^) furano

• Tiofeno – S é menos eletronegativo – maior energia de ressonância.
• Furano – O é mais eletronegativo – menor energia de ressonância.

H 3 C (^) O CH 3

H 3 C (^) N CH 3

H 3 C (^) S CH 3

O

O

P 2 O (^5) 

(NH 4 ) 2 CO 3 100 OC

P 2 S (^5) 

2.2 – Síntese de derivados substituídos

N H

N H

H Y N H

H Y

N H

N H

H Y N H

N H

H Y NHNH

H Y

EM 3

EM 2

Intermediário mais estável

Todos os átomos com o octeto completo

• Se os dois carbonos C-2 são substituídos no material de partida, a substituição eletrofílica poderá ocorrer na posição

Reatividade relativa de heterociclos de anel de cinco membros em reação de Friedel–Crafts

• Uso de ácidos de Lewis brandos.

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• O híbrido de ressonância do pirrol indica que existe uma carga parcial positiva no nitrogênio.
• O pirrol é instável em solução de ácido forte porque o pirrol protonado sofre polimerização.
• A acidez do pirrol é aumentada devido à sua base conjugada ser estabilizada por ressonância e hibridação sp^2 do N.

pKa ~ 17 e 36

• Hidrogenação catalítica: tiofeno

Br

Br (^) Na 2 S S tetraidrotiofeno



• Contêm um anel aromático fundido ao anel de cinco membros.
• Numeração a partir do heteroátomo.
• 4n + 2 = 10

2.5 - Indol, benzofurano e benzotiofeno