CENTRO UNIVERSITARIO DE CIENCIAS EXACTAS E INGENIERIAS
DEPARTAMENTO DE FARMACOBIOLOGIA
SINTESIS DE FARMACOS
“REACCIONES DE FORMACION Y MODIFICACION DE LOS GRUPOS FUNCIONALES POR FAMILIAS Y NOMENCLATURA POR FAMILIAS”
AUTORES:
Q.F.B. MARIA GUADALUPE ALVAREZ CASTILLO
Q.F.B. MAYRA RAMIREZ GUERRERO
ALDEHIDOS
Para nombrar a los aldehidos, se sustituye la terminacion – o del nombre del alcano correspondiente por –al. La cadena de donde proviene debe contener el grupo –CHO, y el carbono del –CHO se numera 1.
Ejemplo:
En el caso de aldehidos mas complejos, en los que el grupo –CHO esta unido a un anillo, se utiliza el sufijo –carbaldehido:
Ejemplo:
Unos aldehidos sencillos y muy conocidos tienen nombres comunes, reconocidos por la IUPAC.
Ejemplo:
PREPARACIÓN DE ALDEHIDOS:
a) Oxidacion de alcoholes primarios
b) Ozonolisis de alquenos
c) Reduccion parcial de esteres
REACCIONES DE ALDEHIDOS
a) Reaccion de Cannizzaro
CETONAS
Para nombrar a las cetonas, se sustituye la terminacion –o del nombre del alcano correspondiente con –ona. La cadena padre es la mas larga que contiene el grupo cetona, y la numeración empieza a partir del extremo mas cercano al carbono del grupo carbonilo.
Ejemplo:
3,5-dimetil-4-heptanona
1-ciclohexil-1-pentanona
3,5-heptanodiona
La IUPAC permite que algunas cetonas conserven su nombre comun:
Acetona
Acetofenona
Benzofenona
Cuando es necesario referirse al grupo R–C=O como sustituyente, se utiliza el nombre del grupo acilo y se anade la terminacion –ilo. Por ejemplo, CH3CO- es un grupo acetilo, -CHO es un grupo formilo y C6H5CO- es un grupo benzoilo.
PREPARACION DE CETONAS:
a) Oxidacion de alcoholes secundarios
b) Ozonolisis de alquenos
c) Acilacion de Friedel-Crafts
d) Hidratacion de alquinos
e) Reaccion de diorganocobre con cloruro de acido
REACCIONES DE ADICION NUCLEOFILICA DE ALDEHIDOS Y CETONAS
a)Adicion de hidruro: reduccion
b)Adicion de reactivos de Grignard
c)Adicion de HCN: cianohidrinas
d)Adicion de aminas primarias: iminas
e)Adicion de aminas secundarias: enaminas
f)Reaccion de Wolff-Kishner: adicion de hidrazinas
g)Adicion de alcoholes: acetales
h)Adicion de ilusos de fosforo: reaccion de Wittig
ACIDOS CARBOXILICOS
Los acidos carboxilicos, RCO2H, ocupan un lugar central entre los compuestos carbonilos. Sirven como materias primas para la preparación de numerosas derivados de acilo, como los esteres, las amidas y los cloruros de acido.
Las reglas de la IUPAC permite dos sistemas de nomenclatura, dependiendo de la complejidad de la molecula del acido. Los acidos carboxilicos que derivan de alcanos de cadena abierta se nombran en forma sistematica reemplazando la terminacion –o del nombre alcano correspondiente con –oico y anteponiendo la palabra acido. En este sistema, el atomo del carbono del carboxilo se considera el C1
Ejemplo:
La otra alternativa se refiere a los compuestos que tienen un grupo –CO2H unido a un anillo, los cuales se nombran usando el sufijo –carboxilico y anteponiendo la palabra acido. El carbono del –CO2H esta unido a C1 y este no se numera en este sistema.
Ejemplo:
Acido 1,2-bencenodicarboxilico
La IUPAC reconoce gran numero de nombres comunes:
PREPARACION DE ACIDOS CARBOXILICOS
a) Oxidacion de alquilbencenos.
b) Ruptura oxidativa de alquenos.
c) Oxidacion de alcoholes primarios.
REACCIONES DE ACIDOS CARBOXILICOS
a) Desprotonacion.
b) Reduccion a alcoholes primarios.
c) Descarboxilación : Reacción de Hunsdiecker
d) Obtención de Haluros de ácidos
e) Obtención de Anhídridos carboxílicos
Obtención de Esteres
Esteres cíclicos: (lactonas)
f) Obtención de Amidas
Imidas:
Amidas cíclicas: (lactamas)
ESTERES
Para nombrar a los esteres. Se cambia la terminación o de los alcanos por la teminación -oato de los ésteres.
El caso de los ésteres consiste en dos cadenas separadas por un oxígeno. Cada una de estas cadenas debe de nombrarse por separado y el nombre de los ésteres siempre consiste en dos palabras separadas del tipo alcanoato de alquilo. La parte alquílica del nombre se da a la cadena que no contiene el grupo carbonilo. La parte del alcanoato se da a la cadena que tiene el grupo carbonilo. Este procedimiento se utiliza sin importar el tamaño de la cadena. La posición del grupo carbonilo es la que determina cual es la cadena del alcanoato.
Debido a que el grupo carbonilo en los ésteres debe de estar al final de la cadena del alcanoato no se utiliza número localizador
La cadena que se encuentra del lado del oxígeno puede estar unida por cualquiera de sus átomos de carbono por lo que en este caso si no está unida por el carbono terminal se debe de usar el número localizador.
butanoato de 2- heptilo.
En un éster, se remplaza un hidrógeno del grupo carboxilo por un grupo alquilo o arilo.
AMIDAS
Las amidas son derivados de los ácidos carboxílicos. Todas las amidas contienen un átomo de nitrógeno unido a un grupo carbonilo. La fórmula general de una amida es:
Si uno de los átomos de hidrógeno que está unido al átomo de nitrógeno se remplaza por un grupo R´, se produce una amida monosustituida. Si ambos átomos de hidrógeno se remplazan por grupos R´, se produce una amida disustituida.
Nombre común
Para escribir el nombre común de una amida, se debe quitar la palabra ácido y reemplazar la terminación -ico del ácido precursor por amida.
HCONH 2 formamida
CH 3CONH 2 acetamida
IUPAC
Se quita la palabra ácido y se reemplaza la terminación -oico de la nomenclatura IUPAC del ácido precursor por la palabra amida.
Acido metanoico = metanamida
Acido etanoico = etanamida
Acido propanoico = propanamida
Si uno de los átomos de H que está unido al átomo de N se reemplaza por un grupo R, se produce una amida monosustituida o disustituida.
RCONHR, RCONR2.
En las amidas sustituidas se coloca el prefijo N para identificar los grupos que están unidos al átomo de Nitrógeno, luego se indica el nombre de los grupos alquilo y finalmente el nombre de la amida
>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> IUPAC>>>>>>>>>>>>>>>>>> COMÚN
CH3CONCH3 >>>>>>>>>>>>>>>N- metiletanamida>>>>>> N- metilacetamida
CH 3CH 2CH 2CON(CH2CH3)2 >N,N- dietilbutanamida >N,N- dietilbutiramida
PRERARACION DE AMIDAS:
VER ACIDOS CARBOXILICOS
ETERES
Un éter es una sustancia que tiene dos residuos orgánicos unidos al mismo átomo de oxígeno, R-O-R’. Los residuos orgánicos pueden ser alquílicos, arílicos o vinílicos, y el átomo de oxígeno puede formar parte ya sea de una cadena abierta o de un anillo. Tal vez el éter mejor conocido es el éter dietílico, una sustancia familiar que se ha usado en medicina como anestésico y se emplea mucho en la industria como disolvente.
En el laboratorio, los éteres normalmente se elaboran por Síntesis de Williamson o por una secuencia de alcoximercuración-desmercuración. Los éteres son inertes a la mayoría de los reactivos comunes, pero son atacados por ácidos fuertes para formar los productos de ruptura. Los epóxidos son éteres cíclicos con anillos de tres miembros que contienen oxígeno, difieren de los otros éteres cíclicos en su facilidad de ruptura.
Los sulfuros, R-S-R’, son análogos azufrados de los éteres. Se producen por una reacción SN2 de tipo Williamson entre un anión tiolato y un halogenuro de alquilo primario o secundario.ÉTERES.
Los éteres pueden considerarse derivados orgánicos del agua, en los cuales los átomos de hidrógeno han sido reemplazados por fragmentos orgánicos; es decir, H-O-H por R-O-R’. De este modo, los éteres tienen casi la misma configuración geométrica que el agua. Los enlaces R-O-R` tienen ángulos de enlace aproximadamente tetraédrico (112º en el éter dimetilíco), y el átomo de oxígeno tiene hibridación sp3.
Hibridación sp3
La presencia del átomo de oxígeno, electronegativo, hace que los éteres tengan un ligero momento dipolar y, por tanto, sus puntos de ebullición son un poco más altos que los alcanos correspondientes. En la Tabla 13.1 se comparan los puntos de ebullición de algunos éteres comunes con los de los hidrocarburos correspondientes en los que el átomo de oxígeno se ha sustituido por un -CH2-.
TABLA 13.1
Comparación de los puntos de ebullición de éteres e hidrocarburos.
Éter
[Hidrocarburo] Punto de ebullición (ºC)
Las reacciones de los éteres serán presentadas en forma de tabla, y al final de la presentación se realizara un comentario de las más significativas.
RESUMEN DE LAS REACCIONES DE LOS ÉTERES.
1.- Formación de éteres.
(a) Síntesis de Williamson.
El halogenuro de alquilo debe ser primario
Recuérdese que los alcóxidos se preparan desde los alcoholes por tratamiento básico y/o métales alcalinos.
b) Alcoximercuración-desmercuración.
Se observa orientación Markovnikov. (Adición Sin)
c) Epoxidación de alquenos con peroxiácidos.
2.- Reacciones de los éteres.
(a) Ruptura con HX.
Donde HX = HBr o HI
(b) Apertura de anillos de epóxidos catalizada por base.
La reacción ocurre en el sitio de menor impedimento estérico (Adición Anti).
(c) Hidrólisis de epóxidos catalizada por ácido.
La reacción ocurre en el sitio más impedido; se producen 1,2-dioles trans a partir de epóxidos cíclicos.
(d) Apertura de anillos de epóxido inducida por ácido.
La reacción ocurre en el sitio más impedido (Adición Anti).
3.- Formación de sulfuros.
4.- Reacción de oxidación de sulfuros.
(a) Formación de sulfóxidos.
b) Formación de sulfonas.
Síntesis de Éteres de Williamson.
Los alcóxidos metálicos reaccionan con los halogenuros de alquilo primarios y con los tosilatos a través de una ruta SN2 para producir éteres, un proceso conocido como síntesis de éteres de Williamson. Aunque se descubrió en 1850, la síntesis de Williamson es todavía el mejor método para elaborar éteres, tanto simétricos como asimétricos.
Ciclopentóxido de potasio Yodometano Éter ciclopentil metil (74%)
Los iones alcóxido necesarios de la síntesis de Williamson normalmente se obtienen de la reacción de un alcohol con una base fuerte como el hidruro de sodio, NaH. Una reacción ácido-base entre el alcohol y el hidruro de sodio genera la sal de sodio del alcohol:
ROH + NaH ® RO-Na+ + H2
Alcóxido
Otra forma de obtenerlos es empleando metales alcalinos:
ROH + Metal Alcalino (Na, K) ® RO-Na+ + H2
Alcóxido
Alcoximercuración - Desmercuración de Alquenos.
Una reacción de Alcoximercuración ocurre cuando se trata un alqueno con un alcohol en presencia de acetato de mercurio. (El trifluoroacetato de mercurio, Hg(OOCCH3)2, funciona aún mejor). La posterior desmercuración es inducida con borohidruro de sodio, produciendo un éter. Como lo muestran los siguientes ejemplos, el resultado neto es la adición Markovnikov del alcohol al alqueno:
Estireno 1-Metoxi-1-feniletano (97%).
Ciclohexeno Éter ciclohexil etílico (100%).
El mecanismo de la reacción de alcoximercuración-desmercuración se inicia con una adición electrofílica del ion mercúrico al alqueno, seguida de la reacción del catión intermedio con el alqueno. El desplazamiento de mercurio con el borohidruro de sodio completa el proceso.
Mecanismo:
Estireno ion mercúrico intermedio
1-Metoxi-1-feniletano
Es posible emplear una amplia variedad de alcoholes y de alquenos en la reacción de oximercuración.
Reacciones de los Éteres: Ruptura Ácida.
Los éteres son en su mayoría inertes a la totalidad de los reactivos utilizados en química orgánica, una propiedad que explica su amplio uso como disolventes inertes. Halógenos, ácidos suaves, bases y nucleófilos carecen de efecto sobre la mayoría de los éteres. De hecho, los éteres experimentan sólo una reacción de uso general: se rompen con ácidos fuertes. El HI acuoso es aún el reactivo preferido para la ruptura de éteres simples, aunque también puede usarse HBr.
Ejemplos:
Ácido 2-etoxipropanoico
Éter etil isopropílico
Éter etil fenilíco
Éter terc-butil ciclohexílico
Las rupturas ácidas de éteres son reacciones de sustitución nucleofílica típicas que transcurren por una ruta SN1 o por una ruta SN2, dependiendo de la estructura del éter. Los éteres alquílicos primarios y secundarios reaccionan por una ruta SN2 en la cual el ion yoduro o bromuro ataca al éter protonado en el sitio menos sustituido. Los éteres terciarios, bencílicos y alílicos tienden a romperse a través de un mecanismo SN1.
Éteres Cíclicos: Epóxidos.
En gran medida, los éteres cíclicos se comportan como los éteres acíclicos. La química de un grupo funcional éter es la misma, tanto si dicho grupo está en una cadena abierta como si se encuentra en un anillo. Por ejemplo, los éteres cíclicos comunes como el tetrahidrofurano y el dioxano a menudo se usan como disolventes debido a que son inertes, aunque pueden romperse con ácidos fuertes.
El único grupo de éteres cíclicos que se comportan de manera diferente de como lo hacen los éteres de cadena abierta es el formado por los anillos de tres miembros que contienen oxígeno, llamados epóxidos u oxiranos. La tensión en el anillo de éter de tres miembros ocasiona que los epóxidos sean reactivos y les confiere una reactividad química única.
En el laboratorio, los epóxidos normalmente se elaboran por tratamiento de un alqueno con un peroxiácido, RCO3H:
Pueden emplearse muchos peroxiácidos para la epoxidación. A escala de laboratorio, el ácido m-cloroperbenzoico (MCPBA) es el reactivo preferido. Los peroxiácidos transfieren oxígeno a través de un mecanismo complejo en un solo paso, sin intermedios. Sin embargo existen pruebas que demuestran que el oxígeno más alejado del grupo carbonilo es el que se transfiere.
Mecanismo:
Ciclohepteno Peroxiácido 1,2-Epoxicicloheptano Ácido
En otro método para la síntesis de epóxidos se emplean halohidrinas, producidas por adición electrofílica de HO-X a alquenos. Cuando las halohidrinas se tratan con base, se elimina HX y se produce un epóxido. Este método en realidad es una síntesis de éteres de Williamson intramolecular. El átomo de oxígeno (nucleófilo) y el átomo de carbono (electrófilo) están en la misma molécula.
Mecanismo:
Bromohidrina Sustitución intramolecular Epóxido
Reacciones de Apertura del Anillo de los Epóxidos.
Los anillos de epóxidos pueden romperse por tratamiento con ácido, de modo muy parecido a como ocurre con los éteres. La principal diferencia es que los epóxidos reaccionan en condiciones mucho más suaves debido a la tensión en el anillo. Un ácido mineral acuoso diluido a temperatura ambiente basta para provocar la hidrólisis de los epóxidos y formar los 1,2-dioles, también llamados glicoles vecinales. La apertura del anillo de epóxido catalizada por ácido procede por ataque SN2 de un nucleófilo sobre el epóxido protonado.
Ejemplo:
1,2-Epoxiciclohexano trans-1,2-Ciclohexanodiol (86%)
Los epóxidos protonados también pueden ser abiertos por otros nucleófilos, además del agua. Por ejemplo, si se emplea HX anhidro, los epóxidos pueden convertirse en halohidrinas trans.
Los epóxidos, a diferencia de los éteres, también pueden romperse con bases, la reactividad del anillo de tres miembros es suficiente para que los epóxidos reaccionen con ion hidróxido a temperaturas elevadas.
Una ruptura nucleofílica de anillo similar se observa cuando los epóxidos se tratan con reactivos de Grignard. El óxido de etileno se utiliza con frecuencia, y permite convertir un reactivo de Grignard en un alcohol primario con dos carbonos más que el halogenuro de alquilo de partida.
Bromuro de butilmagnesio 1-Hexanol (62%).
REGIOQUÍMICA DE LA APERTURA DEL ANILLO DE EPÓXIDO.
La dirección en la cual se abren los anillos de epóxidos asimétricos depende de las condiciones de reacción. Si se emplea un nucleófilo básico en una reacción SN2 típica, el ataque ocurre en el carbono menos impedido del epóxido. Sin embargo si se emplean condiciones ácidas la reacción sigue un curso distinto y el ataque del nucleófilo ocurre principalmente en el átomo de carbono más sustituido.
Éteres corona.
Los éteres corona, descubiertos a principios de la década de 1960 por Charles Pedersen en la compañía Du Pont, constituyen una adición relativamente reciente a la familia de los éteres.
Eter 18-corona-6
La importancia de los éteres corona deriva de su extraordinaria capacidad de solvatar cationes metálicos, secuestrando el metal en el centro de la cavidad del poliéter. Diferentes éteres corona solvatan diferentes cationes metálicos, dependiendo de la compatibilidad entre el tamaño del ion y el tamaño de la cavidad. Por ejemplo, el 18-corona-6 es capaz de formar complejos muy estables con el ion potasio.
KMnO4, solvatado por 18-corona-6,
(este solvato es soluble en benceno)
Los complejos entre éteres coronas y sales inorgánicas son solubles en disolventes orgánicos no polares, lo que permite efectuar muchas reacciones en condiciones apróticas que de otra manera tendrían que llevarse a cabo en soluciones acuosas. Muchas sales inorgánicas, como KF, KCN, y NaN3, pueden hacerse solubles en disolventes orgánicos empleando éteres coronas. El efecto de su uso para disolver una sal en un disolvente aprótico polar, como DMSO, DMF o HMPA. En ambos casos, el catión metálico es fuertemente solvatado, dejando al anión desnudo. Así, la reactividad SN2 de un anión se incrementa en presencia de un éter corona.
AMINAS
Estructura y nomenclatura.
Se pueden considerar a las aminas como compuestos nitrogenados derivados del amoniaco (:NH3) en el que uno o más grupos alquilo o arilo están unidos al nitrógeno. El átomo de nitrógeno de la molécula de amoniaco contiene un par electrónico libre, de manera que la forma de esta molécula, considerando en ella al par de electrones no enlazantes, es tetraédrica. El par aislado de electrones no enlazantes ocupa una de las posiciones tetraédricas. El par electrónico libre provoca una compresión del ángulo que forman entre sí los orbitales híbridos sp3, reduciéndolo.
Las aminas se pueden clasificar según el número de grupos alquilo que están unidos al nitrógeno. Si sólo hay uno, la amina es primaria. Si hay dos grupos, la amina es secundaria y si hay tres es terciaria.
Las aminas son muy polares porque el momento dipolar del par aislado de electrones se suma a los momentos dipolares de los enlaces C-N y H-N. Además, las aminas primarias y secundarias tienen enlaces N-H que les permiten formar puentes de hidrógeno. Las aminas terciarias, como no tienen enlace N-H, no pueden formar este tipo de enlaces intermoleculares. Sin embargo, pueden aceptar puentes de hidrógeno con moléculas que tengan enlaces O-H o N-H.
Nomenclatura.
a) Las aminas se pueden nombrar mencionando primero los grupos alquilo unidos al nitrógeno, seguidos del sufijo -amina. Se pueden emplear los prefijos di, tri y tetra para describir dos, tres o cuatro sustituyentes idénticos.
b) Las aminas con estructura más complicada se pueden nombrar llamando al grupo -NH2 como amino. El grupo amino se nombra como cualquier otro sustituyente, con un localizador que indique su posición en la cadena o anillo de átomos.
C) Se pueden nombrar a las aminas de manera semejante a la de los alcoholes. Para ello, se elige como cadena principal la que contenga un mayor número de átomos de carbono y el compuesto se nombra sustituyendo la terminación -o de alcano por la terminación -amina. La posición del grupo amino y de los sustituyentes o cadenas laterales se indica mediante los correspondientes localizadores. Se emplea el prefijo N- para cada cadena alifática que se encuentre sobre el átomo de nitrógeno.
Reacción de las aminas como nucleófilos.
Las aminas reaccionan con los halogenuros de alquilo primarios para formar halogenuros de amonio alquilados. La reacción transcurre mediante el mecanismo SN2 y por tanto los halogenuros terciarios, estéricamente impedidos, no reaccionan y los secundarios pueden dar lugar a reacciones de eliminación.
ALCOHOLES
Son compuestos orgánicos que poseen el grupo hidroxilo (-OH) en su estructura.
Al igual que los haluros de alquilo, los alcoholes también pueden clasificarse en
primarios, secundarios o terciarios, según el tipo de carbono al que se une el grupo
hidroxilo. Se trata de compuestos muy polares debido a la presencia del grupo
hidroxilo. Son compuestos orgánicos muy comunes: el metanol, por ejemplo, se
emplea como disolvente industrial y combustible en los coches de carreras.
Nomenclatura
Para nombrar los alcoholes tenemos dos alternativas:
1 Añadir el sufijo -ol al nombre del hidrocarburo de referencia (p.e.:propanol)
2 Citar primero la función (alcohol) y luego el radical (p.e.:alcohol propílico)
En compuestos ramificados el nombre del alcohol deriva de la cadena más larga que contenga el grupo -OH.
Al numerar la cadena se asigna al C unido al -OH el localizador más bajo posible.
Cuando el grupo -OH interviene como sustituyente se utiliza el prefijo -hidroxi.
En alcoholes cíclicos el carbono unido al -OH ocupa siempre la posición 1
Síntesis
• Hidratación de alquenos
• Hidroboración-oxidación de alquenos
• A partir de compuestos organometálicos
• A partir de compuestos carbonílicos:
Reacciones
La reacciones de los alcoholes son esencialmente de tres tipos:
• Ruptura del enlace C - O
◦ Deshidratación de alquenos
◦ Síntesis de haluros orgánicos partir de alcoholes
• Ruptura del enlace O - H
◦ Síntesis de éteres
Esta reacción no conduce necesariamente al éter como producto mayoritario, puesto que existe competencia con la eliminación.
◦ Tratamiento com metales alcalinos
◦ Síntesis de éteres de Williamson
Siendo L un buen grupo saliente (I,Br,Cl)
Esta reacción da excelentes resultados cuando R' es un metilo o radical primario pues no hay competencia con la eliminación.
◦ Síntesis de ésteres
• Oxidación
◦ Alcohol primario
Se utiliza la Piridina (Py) para detener la reacción en el aldehído
Cr03 / H+ se denomina reactivo de Jones
◦ Alcohol secundario
◦ Alcohol terciario
No se oxida.
NITRILOS
Los nitrilos se caracterizan por tener el grupo funcional -ciano, -C º N. Se nombran añadiendo la terminación -nitrilo al nombre del hidrocarburo de igual numero de átomos de carbono. Al grupo -C º N como sustituyente se le designa mediante el prefijo ciano-.
Los nitrilos son moléculas reactivas de amplia aplicación en síntesis orgánica. Por ejemplo, la hidrólisis de nitrilos en presencia de un ácido fuerte o una base fuerte da lugar a ácidos carboxílicos. Por otra parte, la hidrogenación catalítica de nitrilos permite la preparación de aminas primarias.
La cafeína, la nicotina, la morfina y la codeína forman una clase muy importante de aminas que se produce en algunos vegetales.
Hidrólisis de Nitrilos
Los nitrilos se hidrolizan en medios ácidos o básicos para formar ácidos carboxílicos. En dicha reacción se forma la amida correspondiente que en una etapa posterior también se hidroliza generando el ácido final.
Hidrólisis de nitrilos catalizada por ácidos
Mecanismo de la hidrólisis ácida
El mecanismo comienza con la protonación del nitrilo seguida del ataque nucleófilo del agua. Después de la pérdida de un protón se produce la tautomería que da la amida, ésta en una etapa posterior se hidroliza generando el producto final.
Hidrólisis de nitrilos catalizada por bases
Mecanismo de la hidrólisis básica
El mecanismo comienza con el ataque del ión hidróxido al carbono electrófilo del nitrilo, seguido de una tautomería que produce la amida, ésta se hidroliza en el medio básico generando el carboxilato.
Reacción de nitrilos con organometálicos
Nitrilos con organometálicos para dar cetonas
Los reactivos organometálicos se adicionan a los nitrilos y después de una hidrólisis ácida se obtiene una cetona.
Mecanismo de la reacción con organometálicos
El mecanismo se produce por ataque del organometálico al carbono electrófilo del nitrilo. La etapa ácida forma una imina que se hidroliza a cetona.
Reducción de nitrilos
Reducción de nitrilos a aminas
Al igual que los compuestos organometálicos el hidruro de aluminio y litio ataca a los nitrilos transformándolos en aminas.
Reducción de nitrilos a aldehídos
Si utilizamos un reductor modificado como el DIBAL el producto final de la reducción es un aldehído.
NITROCOMPUESTOS
Los nitroderivados son compuestos cuyas moléculas poseen el grupo funcional nitro (–NO2). Este grupo funcional siempre se considera un sustituyente del hidrogeno, por lo que se nombran anteponiendo el prefijo nitro- al nombre del hidrocarburo, indicando con un número su posición en la cadena carbonada.
Los derivados aromáticos que poseen varios grupos nitro en la molécula se caracterizan por ser bastante inestables termodinámicamente, por lo que se utilizan como explosivos.
SULFUROS
Los sulfuros, R-S-R’, son análogos azufrados de los éteres. Se nombran siguiendo las mismas reglas que para los éteres, usando el término sulfuro en vez de éter.
Sulfuro dimetílico Sulfuro metil fenílico 3-(Metiltio)ciclohexeno
Los sulfuros se elaboran por tratamiento de un halogenuro de alquilo primario o secundario con un anión tiolato, RS-. La reacción transcurre por un mecanismo SN2, Los aniones tiolatos son de los mejores nucleófilos que se conocen y los rendimientos que se obtienen suelen ser altos en estas reacciones de sustitución.
Bencenotiolato de sodio Sulfuro metil fenílico (96%)
Puesto que los electrones de valencia del azufre están más lejos del núcleo y son retenidos menos fuertemente que los del oxígeno existen algunas diferencias importantes entre la química de los éteres y la de los sulfuros. Por ejemplo, el azufre es más polarizable que el oxígeno, y por tanto los compuestos de azufre son más nucleófilos que sus análogos de oxígeno. A diferencia de los éteres dialquílicos, los sulfuros dialquílicos son nucleófilos tan eficaces que reaccionan rápidamente con halogenuros de alquilo primarios a través de un mecanismo SN2. Los productos de tales reacciones son las sales de trialquilsulfonio, R3S+.
Sulfuro dimetílico Yodometano Yoduro de trimetilsulfonio
Una segunda diferencia entre los sulfuros y los éteres es que los primeros se oxidan fácilmente. El tratamiento de un sulfuro con peróxido de hidrógeno, H2O2, a temperatura ambiente, produce el correspondiente sulfóxido (R2SO), y la oxidación posterior del sulfóxido con un peroxiácido produce una sulfona (R2SO2).
Sulfuro metil fenilíco Metil fenil sulfóxido Metil fenil sulfona
SULFÓXIDOS
Un sulfóxido es un compuesto que contiene un grupo sulfinilo enlazado a dos átomos de carbono; también puede ser considerados como tioéteres oxidados. Como ejemplo, la aliina es un sulfóxido que puede encontrarse en la naturaleza (en el ajo).
Naturaleza del enlace
Los sulfóxidos suelen ser representados por la fórmula R-S(=O)-R' (ver imagen); donde R y R' son grupos orgánicos. El enlace entre el azufre y el oxígeno difiere del convencional doble enlace entre el carbono y el oxígeno (por ejemplo, en las cetonas). La interacción azufre-oxígeno tiene un caracter electrostático, que produce un significante caracter dipolar, con la carga negativa centrada en el oxígeno.
Un par de electrones libres reside en el átomo de azufre dándole una geometría molecular tetraédrica. Cuando ambos grupos orgánicos son similares, el azufre actúa como un centro quiral (por ejemplo en el metilfenilsulfóxido).
La energía necesaria para invertir este centro es lo suficiente alta como para convertir a los sulfóxidos en ópticamente estables. Es decir que el índice de racemización es bajo a temperatura ambiente. Los sulfóxidos quirales encuentran utilidad en ciertas drogas como esomeprazole y Armodafinil, y también son empleados como auxiliares quirales.
