Preparación de N-óxidos

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

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

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

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 .

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

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’’

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.

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

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

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.

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.

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

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.

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

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

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

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].

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

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

B i b l i o g r a f í a Y R e f e r e n c i a s