Preparación de N-óxidos
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Castro Loa Fernando Adrian
Domínguez Pérez Itzel Yomara
P r e p a r a c i ó n d e
4 - n i t r o - 2 - p i c o l i n - N - o x i d o
5FM1 - QFI
Laboratorio de Farmoquímica
Equipo 4
I n s t i t u t o P o l i t é c n i c o N a c i o n a l
E s c u e l a N a c i o n a l D e C i e n c i a s B i o l ó g i c a s
Q u í m i c o Fa r m a c é u t i c o I n d u s t r i a l
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Farmoquímica
P r e p a r a c i ó n d e 4 - n i t r o - 2 - p i c o l i n - N - o x i d o
C o n c e p t o s G e n e r a l e s
Sustitución Electrofílica Aromática
La SEA es una reacción característica de compuestos aromáticos, donde normalmente un
hidrogeno del anillo es sustituido por un electrófilo
Electrófilo
Es una especie deficiente de electrones que puede aceptar un par de electrones para formar un nuevo enlace covalente.
H
H
H
H
E+ E+
H
+ E+
Existen series de reacciones de SEA que van desde una Halogenación, Nitración hasta una Alquilación ó Acilación de Friedel-Crafts
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Farmoquímica
P r e p a r a c i ó n d e 4 - n i t r o - 2 - p i c o l i n - N - o x i d o
C o n c e p t o s G e n e r a l e s
Disustitución Electrofílica Aromática
Grupos presentes dentro del sistema aromático ejercen efectos sobre posteriores
sustituciones.
Para esto se dice que existen directores orto-para y directores meta.
El sentido de dirección depende de factores
como:
Densidad electrónica Desprotección de Carbonilos
Estereoespecificidad Impedimento Estérico
Resonancia Efecto Inductivo
X
E+
Orto |-o-|
Meta |-m-|
Para |-p-|
Los grupos presentes (directores) dentro del sistema afectan la velocidad de las
sustituciones posteriores, dichos grupos se clasifican en :
Activadores
Desactivadores
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Farmoquímica
P r e p a r a c i ó n d e 4 - n i t r o - 2 - p i c o l i n - N - o x i d o
C o n c e p t o s G e n e r a l e s
Existen grupos funcionales que pueden introducirse directamente al anillo como:
Halogenuros (-Cl, -Br, -I) Nitro (-NO2) Acido Sulfónico (-SO3H) Alquilo (-R) Acilo (RCO-)
Cuando se quiere adicionar cualquiera de estos grupos
se toma en cuenta el primer sustituyente del anillo .
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Farmoquímica
P r e p a r a c i ó n d e 4 - n i t r o - 2 - p i c o l i n - N - o x i d o
C o n c e p t o s G e n e r a l e s
Reglas de Dirección
1) Cuando hay un grupo activante y uno desactivante, el grupo activante dirige la sustitución. 1) Cuando los 2 son desactivantes, predomina la orientación del menos desactivante (que en
su caso es mas activante que el más desactivante). 1) Si los 2 son activantes, predomina la orientación del activante mas fuerte. 1) Si los 2 son igualmente activantes producen mezclas.
X
Z
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Farmoquímica
P r e p a r a c i ó n d e 4 - n i t r o - 2 - p i c o l i n - N - o x i d o
C o n c e p t o s G e n e r a l e s
Efecto Push-Pull
Existen sistemas en los que ocurren efectos inductivos positivos y negativos dentro de una misma molécula…
C = C C = N C = O N = O
Efecto Inductivo Positivo
Grupos Químicos Electro donadores
(Activantes)
-OH -NH2
-X
Efecto Inductivo Negativo
Grupos Químicos Electro atractores
(Desactivantes)
-C=O -Ph
Push Effect
Impulsa sus electrones hacia la
formación del doble enlace
Pull Effect
Toma densidad electrónica es decir
toma un par de electrones para
hacerlos ‘’propios’’
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Farmoquímica
P r e p a r a c i ó n d e 4 - n i t r o - 2 - p i c o l i n - N - o x i d o
C o n c e p t o s G e n e r a l e s
Efecto Push-Pull
Este efecto origina que los compuestos tengan una alta reactividad.
Mediante reacciones SNA y SEA con compuestos Push-Pull, se puede obtener una
serie de diversos tipos de estructuras heterocíclicas con gran actividad biológica.
Uno de estos compuestos, son los N-óxidos, los cuales tienen actividad biológica, que va desde antibiótica, anti fúngica hasta toxica. Sin embargo su escasa disponibilidad natural, lleva a su síntesis, la cual es simple ya que se tratan
heterociclos (Piridina, Pirrol, etc. ) con Compuestos de Oxigeno naciente como Agua oxigenada.
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P r e p a r a c i ó n d e 4 - n i t r o - 2 - p i c o l i n - N - o x i d o
C o n c e p t o s G e n e r a l e s
Compuesto antibiótico derivado de Aspergillus flavus, que es un hongo
productor de aflatoxínas, que crece en el maíz, en las semillas y en los cacahuates.
Ácido Aspergílico
Geneserina
Compuesto alcaloide derivado de las eserinas en hojas de Geoffroea spinosa,
también la produce un hongo presente en las habas
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Farmoquímica
P r e p a r a c i ó n d e 4 - n i t r o - 2 - p i c o l i n - N - o x i d o
C o n c e p t o s G e n e r a l e s
Numerosas bacterias presentan pigmentos. Estos pigmentos difieren en composición química y en
función.
Pigmentos con función antibiótica como son la clororrafina, la piocianina, la iodinina, tirapazamina,
etc.
Se les extrae con disolventes orgánicos como éter, cloroformo ó benceno.
Iodinina Tirapazamina Acido Pulchermínico
Es un metabolito generado por un hongo llamado Mycelia sp., el cual es de vital
importancia en ecosistemas terrestres y acuáticos por su papel en la
descomposición del material vegetal.
Contribuye a la fracción orgánica de los suelos, en la mayoría de las plantas
incrementa la eficiencia de absorción de agua y nutrientes, y confiere resistencia
a algunos patógenos.
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Farmoquímica
P r e p a r a c i ó n d e 4 - n i t r o - 2 - p i c o l i n - N - o x i d o
O b j e t i v o s
Ilustrar el incremento en la reactividad hacia la Sustitución Electrofílica Aromática de los compuestos π deficientes mediante la formación de
N – óxidos.
Ilustrar la preparación de una piridina nitrada en C-4, intermediario útil en la construcción de otros heterociclos sustituidos en esta posición.
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Farmoquímica
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P r o p i e d a d e s y T o x i c i d a d d e R e a c t i v o s a u t i l i z a r
Compuesto P.M.
(g/mol)
P. F.
(⁰C)
P. Eb.
(⁰C)
Densidad
(g/ml) Solubilidad Toxicidad
Ac. Nítrico 63.02 -42 86 1.5 H2O
Irritante y causa quemaduras y
ulceración de todos los tejidos con
los que está en contacto.
2-Picolina 93.13 -70 128 0.94 Etanol, Et2O
Irritante en ojos, en la
ingestión y su
inhalación.
Carbonato de
sodio 106 851 - 2.54 H2O Irritación en piel y ojos.
Ac. Sulfúrico 98.08 10 337 1.8
H2O y
alcohol
etílico
Corrosivo, irritante, en
contacto causa
quemaduras.
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P r e p a r a c i ó n d e 4 - n i t r o - 2 - p i c o l i n - N - o x i d o
M e c a n i s m o d e R e a c c i ó n
Push Effect Pull Effect
Pull Effect
Push Effect
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P r e p a r a c i ó n d e 4 - n i t r o - 2 - p i c o l i n - N - o x i d o
P r o c e d i m i e n t o E x p e r i m e n t a l
2hrs a reflujo suave
Cromatografía en P. Fina
Enfrié la mezcla y verter en H2O-Hielo
(30mL) Neutralizar con Na2CO3 – K2CO3
suspender al comenzar la
precipitación.
Filtre el solido, lave con H2O
Secar y determinar punto de fusión y rendimiento.
En un matraz adicionar 1g de 2-
Picolin-N-oxido , 3mL de H2SO4 y 1.2g
HNO3[c].
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Universidad Federal de Química y Biotecnología de Colombia [*] Richard B. Herbert , The biosynthesis of secondary metabolites, 2° Edición, Editorial Chapman & Hall Pp.180-186 [*]
Farmoquímica
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B i b l i o g r a f í a Y R e f e r e n c i a s