Pirroles

48

Síntesis comercial de Pirroles

Mediante destilación fraccionada de alquitrán de hulla y aceite dehueso, o haciendo pasar furano, amoniaco y vapor sobrecatalizador de alúmina a 400 °C.En un segundo proceso se puede añadir amina primaria y seobtiene Pirrol N-sustituido

49

Síntesis de Paal-Knorr de Pirroles

Calentamiento de 1,4-dicarbonílico en presencia de amoniaco o amina primaria

50

51

Mecanismo de la Síntesis de Paal-Knorr a Pirroles

52

Ciclocondensación entre αααα-aminocarbonílico a un 1,3-dicarbonílico en presencia de base. Seguido de deshidratación

Síntesis de Knorr de Pirroles

R1O

NH2

R2

COOEt

R3

O

NH

COOEt

R3

R1

R2

COOEt

R3

O

B

NR3

O

COOEtR1

R2

H

H

OH

NR3

OH

COOEtR1

R2

H

OH

Mecanismo

53

Otra posible ruta de mecanismo sugiere la presencia de un intermedio ββββ-enaminona. Seguida de adición nucleófila intramolecular catalizada (asistida) por base y eliminación.

Síntesis de Knorr de Pirroles

Síntesis de Hantzsch

54

• 1,3-dicarbonilo (cetoéster) + amoniaco + αααα-halocarbonilo• Primero ataque nucleófilo del amoniaco a 1,3-dicarbonilo (cetoéster)• Seguido de N-alquilación a αααα-halógeno carbonilo• Por último ataque nucleófilo intermolecular al carbonilo catalizado por base

Mecanismo secundario en Hantzsch

55

Esta ruta es menos factible porque la amina es más propensa

a N-alquilación que ataque a C carbonilo

R1 R2

O NH2

X

OR3

XR1R2

O

N

enamina

N

R3

R2

H

O

R1

H2O

-H/+H

R3

OH

XHO

NH

R3

R2

O

R1

TIOFENOs

56

TiofenoLa síntesis comercial de tiofenos se realiza con azufre mayormente

pentasulfido de fosforo o el trisulfuro de fósforo.

57

El tiofeno es líquido, p.eb. 84°C, que se encuentra en el alquitrán de hulla. Su presencia como contaminante en el benceno

derivado de alquitrán se detectó en 1882 y se donominó tiofeno para resaltar su aparente similitud con el benceno

Síntesis de Paal-Knorr

58

R1 O

R2

O

+ H2S

-2 H2OS

R1 R2

1,4-dicarbonilo

Ejemplo

C6H5

O

O

COOCH3

P2S5

95 °C C6H5

S O

COOCH3

H

H

catalizada en medio ácido

S

(CH2)2CO2CH3

OH

C6H5

S

(CH2)2CO2CH3

C6H5

1,4-dicarbonilo reacciona con fuente de azufre seguido de ataque nucleófilo interno

Síntesis de Hinsberg de Tiofenos

Compuestos 1,2-dicarbonílicos condensan (Medio básico) con tiodiacetales o tiobismetilencetonas para dar tiofenos disustituidos: (2,5-diácidos o dicetonas)

59

Mecanismo de Hinsberg

60

UNIDAD 2 QUÍMICAReactividad de anillos

de 5 miembros con un heteroátomo

61

Reacción de Diels-Alder. Dieno rico en electrones reacción favorecida

Diels Alder en tiofenos. Dieno activado

63

S

R

C

C

R

O

O

O

160 °C

CH2 Cl2

S

O

O

O

Exo y Endo

S

R

R

OJO! Reacciona con bases. Naturaleza ácida del protón en N. pKa = 17.51

64

Reacciona con reactivos de Grignard o litiados

65

La sustitución electrófilaaromática (SEAr)

La adición en C-2 es la más probable!

66

X

E

X XX

X

X XX

E

H

E

H

E

H

E

H

E

H

E

- H

- H

E

X

E

Complejo

Arriba es más ef iciente que abajo

Más estructuras resonantes

Mayoritario

Complejos

67

DIAGRAMA DE ENERGIA DE UNA SEAr en HETEROCÍCLOS DE 5 MIEMBROS

68

Reactividad frente a SEAr

Azufre es menos electronegativo su par e- más cedido a la aromaticidad mayor ER menor SEAr

PUEDE TENER EXPLICACIÓNEN LA ELECTRONEGATIVIDAD DE LOS HETEROÁTOMOS

O (3.5) > N (3.1) > S (2.4)

Energía de resonante (ER)/Estabilidad aromática

¿Por qué pirrol es más reactivo que furano frente a SEAr?

69

ER de pirrol > furan: Tendría que ser al revés pero pasa lo contrario debido a estabilidad adicional del intermedio

N estabiliza mejor la carga positiva que O. Analogía con ión amonio +NH4