HETEROCICLICOS

QUÍMICA ORGÂNICA II

José Francisco Vieira

Legenda

� Definição

� Não são considerados heterocíclicos

� Principais heteroátomos

� Importância

� Heterociclicos com dois ou mais anéis fundidos

� Nomenclatura

� Estabilidade

� Estrutura de ressonância

� Fármacos

� Biosíntese da Porfirina

Definição

Compostos heterocíclicos são compreendidos por compostos orgânicos cíclicos estáveis,

que contem no seu anel um ou mais átomos diferentes do carbono, podendo este, ou

não, fazer parte do composto.

Não são considerados heterocíclicos

Os compostos epoxídos e anidros cíclicos, cujas reações muito se assemelham as reações dos compostos

acíclicos.

� Ex OXIDO DE ETILENO

Incluem-se nesta definição os compostos que sofrem ruptura do anel facilmente, possuindo portanto anéis

instáveis.

O

PRINCIPAIS HETEROÁTOMOS

Oxigênio, o Nitrogênio e o Enxofre.

N. .

H

P IRRO L

O..

FURANO

..

S..

TIO FEN O

..

Importância:

� Os heterocíclicos mais importantes são os que possuem caráter aromático.Os heterocíclicos aromáticos mais simples

são o pirrol, o furano e o tiofeno, de anéis pentagonais.Cada um apresenta 3 pares de ÷ livres, porem apenas duas ligações π e o outro é apresentado como par de ÷ livres.

Podem ter dois ou mais anéis fundidos.

Heterociclos de dois ou mais anéis fundidos

N

NN

NH

HH

H

N..HIndol

Porfirina

Nomenclatura

A maioria dos compostos tem nomes particulares.

Nome comum: aziridinaNomenclatura: azaciclopropano

Nome comum: tetra-hidrofurano

oxaciclopentano

Para o S o prefixo é “tio”

N

H

O

Estabilidade

A estabilidade destes compostos éexplicada da mesma forma que no anel benzênico, através das suas

estruturas de ressonância.

Estrutura de ressonância para imidazol

N NH N NH

N NH

: :

..-+

:

:+

..-

+:-

N NH

+

:

N NH

:

Fármacos

� Abrange a mais da metade das substâncias conhecidas como drogas, vitaminas e outros produtos naturais tais como.

� Alcalóides: Cafeina, nicotina, e a morfina

Produto presente nas folhas, cascas e sementes de plantas.

Heterocíclicos biologicamente importantes

� As proteínas são polímeros de ocorrência natural de ά-aminoácidos.

� Três dos vinte de ocorrência natural mais comuns contém anéis heterocíclicos:

Prolina, Triptofano, Histidina

Prolina

A Prolina é um dos aminoácidos codificados pelo código genético, sendo portanto um dos componentes das proteínas dos seres vivos. Diferencia-se dos demais aminoácidos devido ao fato de possuir uma estrutura quimicamente coesa e rígida, sendo mesmo o aminoácido mais rígido dos vinte que são codificados geneticamente. A sua estrutura anelar confere-lhe ainda a classificação de iminoácido, já que a sua estrutura resulta da ligação do terminal alfa-amina (NH2) à cadeia variável alifática.

Prolina

� Estrutura

� IMINOÁCIDON

H

COO-

+ H

Triptofano

Dos vários neurotransmissores, a serotonina exerce grande influência no estado de humor. Ela é também conhecida como a substância "mágica" e "sedativa" que melhora o humor de um modo geral, principalmente em pessoas com depressão.

Os níveis cerebrais de serotonina são dependentes da ingestão de alimentos fontes de triptofano (aminoácido precursor da serotonina) e de carboidratos.

A ingestão de carboidratos leva ao aumento nos níveis de insulina, que auxiliam na "limpeza" dos aminoácidos circulantes no sangue. Nessa limpeza de aminoácidos só escapa o triptofano na barreira hemato-encefálica.

Triptofano

Estrutura

N

CH2CHCOO-

NH3+

H

Histidina

A Histidina é um dos aminoácidos codificados pelo código genético, sendo portanto um dos componentes das proteínas dos seres vivos. E tem muita importância nas proteínas básicas, e éencontrado na hemoglobina.

Porfirina

� As porfirinas substituídas são importantes substâncias de ocorrência natural.

Um sistema anelar de porfirina consiste de quatro anéis pirrólicos unidos por uma ponte de carbono.

O longo sistema conjugado da porfirina confere ao sangue sua cor vermelha característica.

Biosíntese da porfirina

E NH2 O=C

CH2

CH2-OOC

CH2

NH2 NH2

CH2

-OOCCH2

CH2

N=CE

+H2O

ENZIMA

E N=C

CH2-OOC

CH2

NH2

BASE

CH2

CH2

CH2

NH2

C O

HC:-

COO-

Ácido δ-aminolevulínico

Enolato

-OOCCH2 CH2CH2COO

-

CH2H2N

CH2CH2COO-

CH2-OOC

H2N

H

E

CH2CH2COO-

CH2-OOC

N

C C

C

CH2

2C

NH2

H+

H+

C C

:NH2

C 2C

CH2

NHE H

H2N

N

..

+

E NH2+

H

+ H2O

OH

CONDENSAÇÃO ALDÓLICA

Continuação

-OOCCH2 CH2CH2COO

-

H2N

N

H

H+

HH2NCH2

CH2CH2COO-

CH2-OOC

N..

..

H2NH

H

HH2N

..N

H3NH H

CH2

..

+N

CH2

CH2N

CH2 CH2N

H

+NH3+

QUATRO MOLÉCULAS DE PORFOBILINOGÊNIO REAGEM PARA FORMAR A PORFIRINA

PORFOBILINOGÊNIO

Continuação

CH2CH2

HH3N

NH

N+

N

NNH

NH

H

H

Repetir mais três vezes, usando ma reação intramolecular para a terceira repetição

PORFIRINA

Oxidação posterior aumenta a insaturação

Bibliografia

� Bruice,Paula Yurkanis. Química Orgânica

Ed. Pearson Prentice Hall, 2006 São Paulo

4º edição vol. 2 Pags 297 a 300, 310, 312, 314, 320 a 323