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Universidad de San Martín de PorresFacultad de Medicina Humana
Filial Norte
QUIMICA MEDICA
Aminas – Heterociclos
Profesor: Hélmer Lezama,MSc.
AMINAS
AMINASDerivados del amoniaco cuando uno o más átomos de Hidrógeno han sido sustituidos por alquilos ¸¸
R — N— H Amina Primaria | H
¸¸ R — N— H Amina Secundaria | R
¸¸ R — N— R Amina Terciaria | R
¸¸ H — N— H | H
NOMENCLATURA
CH3 – N – H CH3 – N– CH2 – CH3 CH3 – N – CH3
| | | H H CH3
Metil Amina Metil Etil Amina Trimetil AminaMetanamina Metil-etanamina Dimetil-metanamina
– N – H – N– CH3 | | H CH3
Fenil Amina Dimetil Fenilamina Anilina N,N-dimetil-anilina
La metil amina, dimetilamina y trimetilamina son gases muy solubles en agua , con fuerte olor amoniacal o a pescado y muy inflamables.
Las aminas superiores de la serie alifática son
líquidos o sólidos incoloros y su solubilidad decrece con el aumento de su peso molecular.
Las aminas aromáticas son todas líquidas o sólidas. Son incoloras cuando están recién preparadas pero con el tiempo toman un color pardo obscuro o rojo.
PROPIEDADES FÍSICAS
NH2
|
Fenil amina o Anilina, útil en la formación de
colorantes
Metilamina Soluble en alcohol
miscible en éter, se usa en el
curtido de cuero y en síntesis orgánicas
CH3–NH2
1.- Alquilación del amoniaco
CH3-Cl + 2 NH3 CH3-NH2 + NH4Cl Metil Amina CH3-NH2 + NH3 + CH3-Cl CH3-N-CH3 + NH4Cl | H Dimetil Amina
CH3-N-CH3 + NH3 + CH3-Cl CH3-N-CH3 + NH4Cl | | H CH3Trimetil Amina
PREPARACIÓN
NO2 NH2 Fe / HCl
+ 3 H2 + 2 H2O
Los nitroderivados alquílicos también se pueden reducir con ayuda de una catalizador como el paladio
Pd
CH3-NO2 + 3H2 CH3-NH2 + 2 H2O
2.- Reducción de nitro compuestos, el más típico es el que conduce a la preparación de la Anilina
3.- Por Reducción de nitrilos: Los compuestos orgánicos unidos a un grupo ciano (-CN) se conocen como nitrilos o cianuro, su fórmula general es R-CN. Los cianuros se preparan por reemplazo del halógeno de un haluro de alquilo por el grupo ciano, Luego de
ello se procede a la reducción
CH3-CH2-I + K-CN CH3-CH2-CN + KI
CH3-CH2-CN + 2 H2 CH3-CH2-CH2-NH2
Propil Amina
AMINA PRIMARIA
4.- Degradación de Hoffman.
R-C-NH2 + Br2 + 4 KOH || O
R-NH2 + K2CO3 + 2KBr + 2H2O
AmidaBromo Base fuerte
Amina PRODUCTOS SECUNDARIOS
EQUILIBRIO QUÍMICO
La basicidad es la propiedad característica de las aminas, las aminas tienen un par de electrones libre debido al Nitrógeno, por ello son capaces de generar iones Hidroxilo
CH3-NH2 + H2O CH3-NH3+ + -OH
Esto determina un estado de equilibrio
Donde Kb es la constante de disociación Básica
[CH3-NH3+][-OH]
Kb = -------------------------- [CH3-NH2]
pH = 1/2 pKw - 1/2 pKb + 1/2 Log [M ]
pKb : - Log Kb
pKb : - Log 1,8 x 10-5 = 4,745Reemplazando: pH = 1/2(14) - 1/2(4,745) + 1/2 Log [0,1M ] pH = 11,1275
¿Cuál es el pH de una solución 0,1M de Amoniaco?
BASICIDAD DE AMINAS
NOMBRE FÓRMULA Kb
Amoniaco NH3 1.8 x 10-5
Metilamina CH3-NH2 4 x 10-4
Anilina C6H5-NH2 5.4 x 10-10
Dimetilamina (CH3)2 NH 5.4 x 10-4
Metilanilina C6H5-NH(CH3) 2.5 x 10-10
Trimetilamina (CH3)3N 5.9 x 10-5
Dimetilmanilina C6H5-N(CH3)2 2.4 x 10-10
Trifenilamina (C6H5)3 N Menos de 10-10
Cocaína - 2.6 x 10-6
Codeína - 9 x 10-7
Efedrina - 2.3 x 10-5
Morfina - 7.4 x 10-7
Benzocaína - 6 x 10-12
Las aminas pueden reaccionar con los ácidos inorgánicos generando
sales (clorhidratos), por ejemplo con el ácido clorhídrico, estas sales por lo general dan reacciones ácidas y son
fácilmente solubles en agua. Por ejemplo el Cloruro de amonio
(NH4Cl) es una Sal de un ácido fuerte (HCl) y una base débil (NH3).
H+
|R-N-R + HCl R-N-R + Cl- | | R R
Amina(En el caso de ser una amina insoluble) esta se puede solubilizar transformándola en clorhidrato
(Soluble en H2O)
AMINA CLORHIDRATO
Las bases débiles también pueden formar soluciones Amortiguadoras cuando se salifican parcialmente Ejemplo de acción amortiguadora, base y su sal:
10NH3
10NH4Cl1NaOH
11NH3 + H2O09NH4Cl + NaCl
Fórmula para pH de una solución amortiguadora
formada por una base débil y su sal
pH = pKw - pKb + Log{[Base ] / [Sal]}
pKb = -LogKb. pKw: 14[Sal] : Concentración de la Sal[Base] : Concentración de la Base
Luego de añadir el NaOH
pH = 14 - 4,745 + Log{[11] / [09]} pH = 9,342 La variación de pH será 9,342-9,255 = 0,087
En el caso de añadir 1HCl
10 NH3
10 NH4Cl1HCl
09 NH3
11 NH4Cl
pH = 14 - 4,745 + Log{[09] / [11]} pH = 9,168
La variación de pH será 9,255 - 9,168 = 0,087
En ambos casos la variación del pH ha sido mínima, pues la solución esta amortiguada
CH3-CH2-COOH + NH3
CH3-COOH + CH3-NH2
Propanamida + H2O
N-Metil Acetamida + H2O
Las aminas reaccionan con ácidos carboxílicos para generar amidas
AmidasLas 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.
PROPIEDADES.Las amidas pueden ser para el cuerpo analgésico o vitaminas, así como también pueden ser una gran fuente de energía. Las amidas son compuestos orgánicos que pueden ser considerados un derivado de un acido como lo es el carboxílico.En la naturalaza son muy comunes y pueden encontrarse en diferentes sustancias como en los aminoácidos, el ADN, las proteínas, en el ARN, en las hormonas o las vitaminas.El cuerpo utiliza a las amidas para la excreción del amoníaco. Pero, por ejemplo, las industrias farmacéuticas y los fabricantes del nailon también las usan. En cuanto a las propiedades de las amidas, es necesario saber que con inodoras y también incoloras.Pueden dividirse en amidas primarias, las cuales son sólidas y poseen un punto de fusión que es preciso. En secundarias, terciarias y existe también la formamida, que son liquidas, estas además pueden tener la particularidad de no ser incoloras e inodoras.
De la serie de amidas, los miembros inferiores son solubles en agua y también en el alcohol. A medida de que la masa molar aumenta la solubilidad en agua disminuye.
Otras de las propiedades de las amidas es que son moléculas neutras y el grupo amida es polar.
Los puntos de ebullición y fusión son anormalmente altos.Una de las propiedades de las aminas de la primera serie es que a temperatura ambiente son sólidas, además de que sus puntos de ebullición son elevados.
HETEROCICLOS
(ALCALOIDES)
COMPUESTOS CICLICOS
- HOMOCICLOSTodos los átomos del anillo son un mismo elemento
- HETEROCICLOSPor lo menos un átomo del anillo es diferente (heteroátomo)
HETEROCICLOS
•N, O, S
•P, B, Si…….
•O: Oxo
•N: Aza
•S: Tio
NOMENCLATURA SISTEMATICA
Nª C SUFIJO
CON N SIN N
INSATURADO SATURADO INSATURADO SATURADO
3 _IR_ __INA __IDINA __ENA __ANO
4 _ET_ __A __IDINA __E __ANO
5 _OL_ __ __IDINA __ __ANO
6 _IN_ __A PERHIDRO__A __ _ANO
7 _EP_ __INA PERHIDRO__INA __IN __ANO
8 _OC_ __INA PERHIDRO__INA __IN __ANO
9 _ON_ __INA PERHIDRO__INA __IN __ANO
10 _EC_ __INA PERHIDRO__INA __IN __ANO
AZIRIDINA
Oxirano (Epóxido)
1H-Azirina
AZETIDINA
OXETANO
3-ISOPROPIL-TIETANO
OXETE
OXOL (FURANO)
OXOLANO (TETRAHIDROFURANO)
AZOL (PIRROL)
AZOLIDINA (PIRROLIDINA) (TETRAHIDROPIRROL)
TIOLANO (TETRAHIDROTIOFENO)
TIOL (TIOFENO)
PREDOMINANCIA DE ÁTOMOS SOBRE EL MISMO ANILLO
• O > S > N
• OXOTIO
• OXAZO
• TIAZO
• OXOTIAZO
O, S
O, N
S, N
O, S, N
1,3-DIAZOL (IMIDAZOL)
1,2-TIAZOL
1,2,4-TRIAZOL
AZINA (PIRIDINA)
PERHIDRAZINA (PIPERIDINA)
OXINANO (OXANO)
ALCALOIDES CON NÚCLEOS PIRIDÍNICOS
Nicotina
Anabasina
ISÓMEROS DE LOS DIOXANOS
1,2-DIAZINA (PIRIDAZINA)
1,3-DIAZINA (PIRIMIDINA)
1,4-DIAZINA (PIRAZINA)
BASES NITROGENADAS PIRIMIDÍNICAS2,4-dioxo-5-metil-pirimidina
6-amino-2-oxo-pirimidina2,4-dioxo-pirimidina
1H-AZEPINA
HETEROCICLOS FUSIONADOS
• - BENCENO + ANILLO DE 5 MIEMBROS
• - BENCENO + ANILLO DE 6 MIEMBROS
BENZOFURANO
BENZOPIRROL (INDOL)
BENZIMIDAZOL
TRIPTOFANO
SEROTONINA
ANILLOS BENZOPIRROLICOS
QUINOLEÍNA
ISOQUINOLEÍNA
ANILLOS BENZOPIRIDINICOS
BASES NITROGENADAS PURÍNICAS
6-amino-purina 2-amino-6-oxo-purina
QUINUCLIDINA
ALCALOIDES QUINOLEÍNICOS QUINUCLIDÍNICOS
Quinidina
Quinina
BENZODIAZEPINAS
ANILLOS Β-LACTÁMICOS
Penicilina
Cefalosporinas
ANILLO PIRIMIDOPIRAZINA
Pteridina
VITAMINAS
Acido fólico
Tiamina
VITAMINAS: COMPLEJOS PIRROLICOS
CIANOCOBALAMINA(Vit. B12)
COENZIMAS: NAD
COENZIMAS: FAD
ANT
IMICOT
ICO
S
Ketoconazol
Isoconazol
A
NTIMICOTICO
S
Fluconazol
Econazol
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