compuestos heterociclicos
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COMPUESTOS HETEROCICLICOS
Los compuestos heterocíclicos son estructuras cíclicas que contienen átomos distintos del
carbono como el oxígeno, azufre y nitrógeno y que se denominan heteroátomos. En la
nomenclatura de los compuestos heterocíclicos predominan los nombres vulgares. Los
heterocíclicos pueden ser alicíclicos o aromáticos y se aproximan en sus propiedades a los
hidrocarburos de estructura semejante, si bien los heteroátomos les confieren a menudo
características nuevas, por ejemplo, el nitrógeno suele conferir carácter básico al anillo
heterocíclico. Para el estudio de los heterocíclicos los hemos clasificado según el número
de átomos totales en el ciclo y el número de heteroátomos, además de su importancia
biológica.
COMPUESTOS HETEROCICLICOS PENTAGONALES CON UN SOLO
HETEROATOMO
Pirrol
El pirrol es un líquido incoloro, con olor que recuerda al cloroformo.
Es soluble en la mayor parte de los compuestos orgánicos. Se numera
su estructura asignándole al nitrógeno la posición 1. Es aromático y,
por lo tanto, present varias estructuras canónicas por su carácter
resonante. El hidrógeno del nitrógeno 1 tienen carácter ácido y es
sustituble por potasio
Derivados del Pirrol
La pirrolina y la pirrolidina son productos de hidrogenación del
pirrol. El aminoácido prolina es un derivado de pirrolidina con un
grupo carboxilo en carbono 2. La 1-vinilpirrolidona (carbonilo en
NH
CH
CH CH
CH
Pirrol
NH
CH2
CH CH
CH2
Pirrolina
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carbono 2) da un polímero denominado polivinil-pirrolidona que es
utilizado como sustituto del plasma sanguineo. Bactericidas y
antisépticos de amplísimo espectro para uso externo contienen yodo
polivinil pirrolidona disuelto en un vehículo espumante y detergente
Furano
El furano es un líquido incoloro, con olor a cloroformo, poco soluble en
agua y soluble en la mayor parte de los solventes orgánicos. Tiene
carácter aromático y, por lo tanto, su estructura es resonante
El furfural o aldehído α-furoico (grupo aldehído en carbono 2) es un
líquido incoloro cuando está recientemente destilado, con olor aromático, ligeramente
soluble en agua. La pentosas, por deshidratación producen furfural, reacción que es el
fundamento de ensayos de reconocimiento de carbohidratos como el Ensayo de Molisch,
Seliwanoff y otros. Ciertos carbohidratos, en sus formas cíclicas son derivados del furano,
de aquí que se denominen como formas furanósicas.
La nitrofurazona o furacin es la semicarbazona del aldehído 5-nitrofurílico. La
nitrofurazona se emplea como tópico antibacteriano en el tratamiento de los infecciones
mixtas de heridas superficiales y en dermatosis
Tiofeno
El tiofeno es un líquido con olor a benceno, insoluble en agua pero
soluble en solventes orgánicos. Es aromático y presenta estructuras de
resonancia similares a las del furano
NH
CH2
CH2 CH2
CH2
Pirrolidina
OCHCH CH
CH
Furano
SCHCH CH
CH
Tiofeno
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COMPUESTOS HEXAGONALES CON UN SOLO HETEROATOMO
Piridina y sus derivados
La piridina es un líquido incoloro, higroscópico, con olor característico
desagradable y penetrante. Es soluble en agua y en la mayor parte de los
solventes orgánicos
La piperidina o hexahidropiridina posee propiedades de amina alifática y es
parte estructural importante de muchos compuestos de interés farmacológico
como la glutetimida y el metilprilon que son sedantes hipnóticos.
Las picolinas son las metilpiridinas. Se conocen la α, β y γ−picolina que al oxidarse forman
los ácidos picolínico, nicotínico e isonicotínico, respectivamente. De ellos el más
interesante es el nicotínico, quien además se sintetiza a partir de la nicotina (alcaloide del
tabaco)
N
Piridina
NPiperidina
N
CH3N
N
CH3
N
COOH
HNO3
β-Picolina
Nicotina
[O]
[O]
Acido Nicotínico
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La dietilamida del ácido nicotínico o niquetamida o coramida se utiliza como analéptico
(agente o medicamento restaurador) inespecífico que tiene facultad de producir estímulo
difuso del Sistema Nervioso Central.
La hidracida del ácido nicotínico o isoniazida es el agente terapéutico de mayor eficacia
contra la tuberculosis experimental en animales
El 1-metil-4-fenilpiperidilcarboxilato de etilo-4 o demerol es un potente analgésico y aún
cuando la representación bidimensional de su estructura no guarda semejanza con la
morfina, la molécula se adapta a la configuración del receptor de opioide, lo que lo hace,
después de la morfina, probablemente el analgésico narcótico más eficaz
COMPUESTOS HETEROCICLICOS PENTAGONALES CON DOS NITROGENOS
Pirazol y derivados
El pirazol es un sólido cristalino, soluble en agua y casi insoluble en éter de
petróleo. Los derivados más importantes del pirazol son las pirazolonas,
especialmente las cetonas en posición 5. De ella se derivan, entre las mas
importantes, la antipirina, el piramidon y la butazolidina. La antipirina es un
antipirético. El piramidón, además de antipirético, en una época se consideró
el mejor agente antiinflamatorio y equivalente a la aspirina para tratar fiebre reumática
aguda. La butazolidona es un antiinflamatorio eficaz, pero su toxicidad impide el
tratamiento a largo plazo. Se utiliza para tratar artritis reumatoidea y trastornos afines.
Imidazol y derivados
El imidazol es soluble en agua y casi insoluble en éter de petróleo. El
aminoácido histidina o β-imidazol alanina, la histamina, las hidantoinas y la
alantoina son algunos ejemplos de derivados imidazólicos. La vitamina B1
contiene un anillo imidazólico
NN
Pirazol
N
N
Imidazol
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COMPUESTOS HETEROCICLICOS PENTAGONALES CON DOS
HETEROATOMOS: NITROGENO Y OXIGENO, NITROGENO Y AZUFRE
Oxasol y Tiazol
Tanto el oxasol como el tiazol son bases débiles. Las azlactonas contienen el anillo
oxazolona-5 y son importantes productos intermedios en la síntesis de los L-aminoácidos.
Algunas sulfas se derivan del oxazol como la sulfametoxazol y la sulfisoxazol y el
sulfatiazol se deriva del tiazol
COMPUESTOS HETEROCICLICOS HEXAGONALES CON DOS
HETEROATOMOS
Con dos nitrógenos: Diazinas
Las diazinas son la piridazina, la pirimidina y la pirazina. La pirimidina forma parte de la
constitución de numerosos derivados como las purinas, el ácido úrico, los barbitúricos y
varios agentes antibacterianos y antipalúdicos, algunas vitaminas, así como algunos
nucleótidos
O
N
S
N
Oxazol Tiazol
N1
2
N34
5
6
N
N NN
Pirimidina Pirazina Piridazina
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La piperazina es la pirazina totalmente hidrogenada y se utiliza en el tratamiento de la gota
y la artritis, por formar una combinación soluble con el ácido úrico. Se le atribuyen,
también, propiedades antihelmínticas
Con nitrógeno y oxígeno y azufre: Oxazinas y tiazinas
Los compuestos de mas interés, dentro de este grupo, corresponden a los que tienen los
heteroátomos en la posicón 1,4 como la Oxazina-1,4 y la Tiamina-1,4
La morfolina o tetrahidrooxazina-1,4 es un líquido incoloro, soluble en agua,
moderadamente básica y del cual se deriva el 2-morfoliniletanol, el cual se utiliza en la
preparación de agentes antihistamínicos, antiespasmódicos y anestésicos locales. Semejante
a la morfolina es la tiamorfolina
Con dos oxígenos: Dioxanos
El dioxano-1,4 es el de mayor interés. Es un líquido incoloro, higroscópico y
tóxico. Es soluble en agua y muchos líquidos orgánicos, lo que lo hace un buen
disolvente de grasas, resinas, celuloide, colorantes, etc.
COMPUESTOS HETEROCICLICOS PENTAGONALES Y HEXAGONALES CON
MAS DE DOS HETEROATOMOS
Los triazoles son pentagonales y un derivado importante de ellos es el tetrazol del cual se
deriva a su vez, el cardiazol o pentametilentetrazol que es utilizado como analéptico
O
N
S
N
O
N
CH2-CH2-OH
S
N
Oxaxina-1,4 Tiazina-1,4 2-Morfoliniletanol Tiamorfolina
O
ODioxano
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(estimulante del Sistema Nervioso Central, agente restaurador), soluble en agua. Las
triazinas y tetrazinas son hexagonales
COMPUESTOS HETEROCICLICOS CON ANILLOS CONDENSADOS
Con dos anillos condensados
El indol es un sólido cristalino, soluble en muchos disolventes orgánicos. Es un producto
probable del desdoblamiento del triptófano y se elimina por las heces. El escatol o β-
metilindol es el componente de olor mas intenso de las heces humanas. La cumarona es un
líquido incoloro, mientras que el tionafteno es sólido. Las estructuras del indol, cumarona y
tionafteno son las siguientes:
La quinolina puede considerarse como producto de la condensación de benceno y piridina
con el nitrógeno, o bien como resultado de sustituir en el naftaleno un –CH- por un
NN
N
NN
N
Tetrazol Cardiazol
N O Sα
βα
β
α
β
Indol Cumarona Tionafteno(Benzopirrol) (Benzofurano) (Benzotiofeno)
Compuestos Heterocíclicos
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nitrógeno. Es un líquido incoloro, con olor que recuerda a la piridina, soluble en solventes
orgánicos y ligeramente soluble en agua. Es un aromático
La quinina es el principal alcaloide de la quina o corteza del quino, árbol nativo de ciertas
regiones de América del Sur. La quinina en su estructura contiene un anillo quinolínico. La
dibucaína, en forma de clorhidrato, es un anestésico local quinolínico, y es el más potente,
más tóxico y de acción más duradera de los anestésicos locales comúnmente empleados.
Del cromeno dihidrogenado o cromano se derivan compuestos de gran interés como el
flavano o 2-metilcromano. Las flavonas e isoflavonas son pigmentos amarillos muy
repartidos en la naturaleza
Los tocoferoles, grupo de compuestos constituyentes de la vitamina E, son derivados del
cromano. El más activo y ampliamente distribuido de ellos es el α-tocoferol.
La purina es una sustancia aromática, incolora, muy soluble en agua
y escasamente soluble en solventes orgánicos. La adenina o 6-
aminopurina y la guanina o 2-amino-6-oxopurina son bases
nitrogenadas púricas que se encuentran en la mayoría de los
nucleótidos. La xantina o 2,6-dihidroxipurina, al igual que la
hipoxantina o 6-hidroxipurina se encuentran en pequeñas cantidades
en diversos fluidos animales y en algunas visceras. Tanto la hipoxantina como la xantina
son productos intermedios del catabolismo de las purinas.
Los alcaloides purínicos derivados N-metilados de la xantina son la teofilina o 1,3-
dimetilxantina, la teobromina o 3,7-dimetilxantina y la cafeína o 1,3,7-trimetilxantina. Los
N O S
Quinolina Cromeno Tiocromeno
N1
2N3
4
5
6N7
8
N9
Purina
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tres alcaloides son diuréticos. Las bebidas xantínicas que tienen mas popularidad son el
café, el té, el cacao y las bebidas con sabor a cola. El café y el té contienen cafeína y el
cacao contiene teobromina. La teofilina fue descubierta en el extracto del té. Las bebidas
xantínicas son una fuente dietética de estimulación del Sistema Nervioso Central lo que
explica su popularidad. Las bebidas xantínicas suelen prohibirse a los pacientes hipertensos
y a los que padecen úlcera péptica. La estimulación del Sistema Nervioso Central produce
inquietud y trastornos del sueño y estimulación del miocardio.
El ácido úrico es un sólido cristalino blanco y poco soluble
en agua. Se encuentra en los cálculos urinarios, en la orina
humana, en los excrementos de las aves y reptiles y en los
tejidos de los enfermos de gota (niveles altos de ácido úrico
en sangre y orina)
Con tres anillos condensados
La acridina o dibenzopiridina junto con su isómero fenantridina, da lugar a derivados de
gran interés terapéutico como agentes antipalúdicos. A partir de la fenotiazina se deriva el
azul de metileno que tiene propiedades antisépticas. El azul de metileno, además, es un
germicida débil y se utiliza como antídoto en la intoxicación con cianuro debido a que en
concentraciones elevadas convierte el hierro ferroso de la hemoglobina reducida en hierro
férrico. La isoaloxaxina es parte importante de la coenzima Flavin Adenin dinucleótido o
FAD que participa en muchos procesos oxidativos metabólicos
N1
2
N3
4
56 N
7
8
N9
OH
OH
HO
Acido úrico
N N
S
N
N
N
N
O
O
Acridina Fenotiazina Isoaloxazina