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Heterocicli più influenti in u mondu

Heterocicli più influenti in u mondu

Composta heterocyclic

Un compostu heterociclo, cunnisciutu ancu com'è struttura di anellu hè basu un compostu chì cuntene l'atomi di dui elementi distinti comu membri di u so ring / anings. I componi heterocyclic, forsi u custituitu u più variatu è u numaru più sustuttivu di a famiglia di composti organichi.

Indipendente di a funziunalità è a struttura, ogni compostu carbociciliu pò esse cunvertisce in parechji analogi eterociclichi di solu sustituì un o più atomu di u carboni cù un elementu differenti. In u risultatu, i heterocìculi ponnu offre una furmazione per u scambiu di ricerca in diversi zoni, inclusi, senza limitazione di a quimica farmacèutica, medica, analitica è biulogica di composti heterocicliques.

I esempi principali di compiti heterocyclic are most drugs, acid nucleic, the majority of colorings sintetici è naturali, è a biomassa di biomassa cum'è a cellulosa è materiali relatati.

Classifica

Ancu s'ellu compiti heterocyclic can be organic compounds inorganici, a maiò avianu u almenu un carbone. Sti cumposti pò esse classificate secondu a so struttura elettronica. I componi variate i cateculi sò composti in a manera chì i derivati ​​aciclili. U risultatu, tetrahydrofuran è piperidine sò eterni cunvinti è amini cù perfetti sterichi mudificati.

U studiu di a chimacciu heterociclo, per quessa, si centri principalmente in derivati ​​insaturati è applicazioni implanu micca scumpressate cinque chien cù l'arburate di sei membri. Questu includi furanu, pirrole, thiofeni è piridine. A propria grande classa di compiti heterocyclic fusiona à i anjosi di benzene, chì per furanu, pirrole, thiofeni è piridine sò benzofuranu, indole, benzotiofene è quinoline, rispettivament. Sì dui fustu di benzene sò fusion, i risultati per una altra grande famiglia di compostu, chì sò dibenzofuranu, carbazole, dibenzotiofene è aridine. Ananti unsnaturati pò esse classificatu nantu à a participazione di un heteroatom in u sistema pi, sistema cunjugatu.

Preparazione è reaczioni

Anzi 3-Membership

I cumerzii Heterocicliu cù trè atomici in un anellu sò manera più reattivi per a curtizioni di u sguardu. Heterocycles chì cuntene un heteroatomu sò generalmente stabile. Quelli chì cuntenenu duie heteroatomia si trovanu, in generale per l'intermediariu reattivu.

Oxiranes, ancu coñeciutu cum'è epòxidi, sò l'heterocìculi cumuni cchiù cumuni 3. Oxiranes sò stati preparati per reaccidentali peracidi cun alkenes, cù una bona stile-specificità. Oxiranes sò più reattivi chì l'ananti unsaturati corti per u ceppu di l'angolo di l'angolo 3. I reaczioni d'addunione chì avvienninu per una apertura nucleofilica è elettrofilica di l'annu sò a classa di reazzione generale.

A riazione di sta tipu hè involuttu in l'attività farmacològica di i mustardi di nitrogenu chì era unu di i primi medicamenti anticancerali. Closing of ring intramolecular comu in u casu di l'anticancillariu mechlorethamine hè un intermediu aziridium ion. L'agenti furmatu biologiquamenti attenti attaccà cose proliferate, cumprese i cungressi di cernera per l'impedimentu di a so riputazione di l'ADN. I Mustarda di nitrogenu sò stati ancu utilizati com'è agents anticancerali.

Aziridine commercially è oxirane sò chimichi industriali massimi indispensabbli. In a scala massiva di a pruduzione di oxirane, l'etilene hè riagliatu direttamentu cun l'ossigenu. A retazioni chimica, chì hè a più caratteristica di queste anu mannatu 3, hè chì sò suscettibbli per attache di riagenti nucleofili per apertura l'annu quì sottu:

U più cumune 3 membri composti iterociclii cù un heteroatomu include:

Saturati Unsaturated
Thiirane (episulfidi) Thiirene
Phosphirane Phosphirene
Epògides (oxirane, oxido di etileno) Oxirene
Aziridine Azirine
Borirane Borirene

I cumerzii tricerii cumplicati trè fugliale cù duie heteroatomis include Diaziridine cum'è un derivatu satuatu è Diazirine com un derivatu unsatuatu è di Dioxirane è Oxaziridine.

Anni di quattru anni

Diversi metudi di preparazione di eterni cigliu di anzi 4 sò speduti in u diagram below. U prucessu di rilaccià l'amina, u thiol o a 3-halo cù una basa hè tipica efficace, ma cun mediocre renditi. Dimerizazione è eliminazione sò e rezezioni tipichi. Ogni funzioni pudete competichenu ancu in a riazione.

In u primu esempiu, a ciclazione à un oxirano sempre compite cù a furmazione di u pitittu, ma a nucleophilicidadi supremu supremenu in particulare se un usa una basa debbula.

In u second esempiu, a furmazione di l'azetidina è aziridine sò possibles, ma solu l'ultimu hè vistu. Quadru numeru di l'esempiu quiddu chì sta strada di a furmazione di funziunalità di l'azetidine bè s'ellu ci hè nè cuncurrenza.

In u terzu esempiu, a cunfigurazione rigida di u sustrato favore a furmazione di oxetane è impedisce a ciclicità di oxirane. In esempi 5 è 6, i fotocitificazioni Paterno-Buchi sò particularmente adattati per a furmazione di oxetane.

Mètodi di preparalli anchieri cumbugliu 4

Reaczioni

Reazzioni di 4 membri composti iterociclii dimustrà ancu influenza di tertulia. U diagrama di seguenti mostra parechji esempi. L'Acid-Catàlisi hè un tipicu tipicu di e diverse reazzione d'apertura dimostrata in l'altri esempi 1,2 è 3a. In reazione 2 di Thietane, u sulphur sottumessu chlorinamentu elettrofiliu chì porta à a furmazione di u chlorosulfonium intermediate è a sustituzzioni di iò di u chloru d'acidi annuali. In reazione 3b, nucleophiles forti sò vintati ancu per abrir l'etere fatta. A riunioni di a Beta-lactona puderà succesu da adupratu di accillu accillu accilatu cum'è vistu in 4a. Puderà ancu pruvene da a rupture d'alkyl-O per nucleophiles cum'è in 4b.

Nùmru di scritta 6 mostra un fenomenu interessanti di riunizzione intramulecularu di l'ortho-ester. Reaczione 6 mostra Beta-lactam divinga di a penicilina G chì spiega a reazzioni di acylation melloratu di u sistema di aneddu fused.

Esempi di reaczioni di composti heterocyclic membered 4

U più utile composti iterociclii incù arene 4 sò dui serii d'antibiotici, cephalosporins, e penicillini. I dui serie cuntenenu annu d'azetidinone chì hè ancu cunnisciutu com'è anu Beta-lactam.
Parechji oxetani sò stati investigati com'è antivirus, anticancer, antiinflamatori è antifungali. Oxetanone, invece, sò più appiegati in l'agricultura comu bactericidi, fungicidi, e erbicidi è in a fabricazione di polimeru.
Parent Thietane hè stata trovata in petri d'articulu di petra, chì i so derivati ​​odoriferi sò travagli in usu di scentsi per i piddimi, i fritti è i minori europei. Thietanes sò aplicati cum'è fungicidi è bactericidi in a pintura, cum'è inhibitori di corrosione di ferru, è in a fabricazione di polimeri.

Cinturini cè anziani composti cun un heteroatomu singulari

Heteroatom Saturatu Unsaturatu

Heteroatom Saturati Unsaturated
Sulphur Thietane Azete
Oxygen Oxetane Oxete
Nitrogenu Azetidine Azete

Cinturini cè cumplicati ccu dui heteroatomie

Heteroatom Saturati Unsaturated
Sulphur Dithietane Dieteiete
Oxygen Dioxetane Dioxete
Nitrogenu Diazetidina Diazete

Anzi 5-membreed cun un heteroatomu singulari

Thiophene, furan è pyrrole sò l'aromaticu di cumpunenti di l'heterocìculi cilestri 5. Quì sò i so strutture:

I derivati ​​saturati di u thiofen, u furanu, è u pirrole sò thiofanu, u tetrahydrofuran, è a pirrolidina rispettivament. I cumposti bicyclic made from thiophene, furan, o l'aneddu di piroggia fusiona à un anu benzene sò cunnisciuti benzotiofeni, benzofuranu, isoindole (o indole) rispettivament.
L'heterocycle pyrrole di nitrogenu hè normalizatu in l'oliu di u oliu chì hè furmatu da una descomposizzioni di e prutee cù un forte caldi. L'arcu di pirrole sò truvati in l'aminòcidu, cum'è hydroxyproline è pruline chì sò cumpunenti di varii proteini attuali in alta concentrazione in a proteziu strutturali di ligamenti, i tendini, di a pelle è l'osci è di u collagen.
I Derivati ​​di Pirrrole sò truvati in l'alcaloci. A nicotina hè u pirrolicu più cumunimenti cume chì cuntene alkaloid. L'hemoglobina, mioglobina, a vitamina B12 e e clorofilla, sò tutti furmati da unisce à quattru unità di pirrol nel un sistema anu largu chjamatu porphyrin, cum'è di a clorofilla B pruvata sottu.

I pigmenti di Bile sò furmati da a sbuccia di a splutazioni di l'anellu di porfirurgia è anu una catina di l'arburande di 4 pyrrole.
Preparazione di l'heterocìcle di anu 5
A preparazione industriale di furan prucede com'è averia sottu per via di l'alargia, furfural, chì hè generatu da pentosa chì cuntene materie prima, cum'è corncobs. Preparatori simili di thiofeni è di pirrole sò evidenti in a seconda linea di ecuazioni.
A terza fila di l'equazzioni si demoniu la preparazione generale di i tiofeni sustituiti, i piroloani, i furani da i composti 1,4-dicarbonyl. Parechji altre riazzione chì guverna à a furmazione di eterociculi sustituiti di stu tipu sò stati cumminciati. Dui di sti prucessi anu dimustratu a seconda è terza riazione. Furan hè ridduzzatu da l'idrogenamentu catali di u palladu à u tetrahydrofuranu. Questu éter cìlicu hè un soluventu valiu chì ùn pò micca solu cunverta à 4-haloalkylsulfonates, ma ancu di 1,4-dihalobutanes chì pò esse usatu per preparà a tiolane è a pirrolidina.

Anelli cintenti cinqui cumplicati cù un heteroatomicu unicu

Heteroatom Unsaturated Saturati
Antimoniu Stibole Stibolane
Arsenicu Arsole Arsolane
Bismuto Bismole Bismolane
Boru Borole Borolane
Nitrogenu Pirrolica Pirrolidina
Oxygen Furan Tetrahydrofuran

Anu 5-anziani cù 2 heteroatomie

I cumpunenti di anu cinqui cumposti chì cuntenenu 2 heteroatomie è almenu unu di l'heteroatomia hè Nitrogenu, sò cunnisciuti com azoles. Isothiazoles e thiazoles anu atomu di nitrogenu è sulfu di l'annu. I Cumuni cun dui atomi di sulfu sò cunnisciuti cum Ditiolani.

Heteroatom Unsaturatu (è parzialmente insaturatu) Saturati
Nitrogenu

/ nitrogenu

Pyrazole (Pyrazoline)

Imidazole (Imidazoline)

Pyrazolidine

Imidazolidine

Nitrogenu / oxigenu Isoxazole

Oxazoline (oxazole)

Isoxazolidine

oxazolidine

Nitrogen / sulphur Isothiazole

Thiazoline (Thiazolé)

Isothiazolidine

Thiazolidine

Oxygen / oxygen Dioxolane
Sulphur / sulphur Ditiolane

Certi pirazole si sò naturali. I componi di sta classe sò disposti da reientanu 1,3-dichetoni incù hydrazines. A maghja di i pusturi di pirazole sintetichi sò usati com'è medicina è tinte. Anu includenu aminopirina analgésica reducennu la febbrae, phenybutazone utilizada in trattamenti artritis, u fibru dye è di culore giallo è di tartrazina, è a maiuranza di tinturi utilizati à a fotografia di colore com'è agents sensitizing.

Anu 5-anziani cù 3 heteroatomie

Ci hè ancu un grande gruppu di composti di anu cinqui cumincati incù almenu 3 heteroatomie. Un esempiu di tali cumplicati sò dithiazoles chì cuntenenu un atomu di nitrogenu è dui sulfu.

Anu 6-Memberships cun 1 heteroatom

A Nomenclatura utilizada in componente di l'arcu 6-containing member nitrogenous monocycllic is here below. I posti nantu à l'annu per a piridine sò indicati, i numeri arabi sò più preferiti à i lettri grechi, anche si i dui sistemi sò usati. Pridonu sò cumposti aromatichi di cortezà di e cuntributi à resu generazione di i radiu rispunsevuli da e forme di risonanza chjamata cum'è manifestazioni per a 4-pyridone.

Dui granzii nucleari implicati in varii riflissioni metabolichi cruciali in a celula, NAD (also known as coenzyme1) e NADP (also known as coenyme II), sò derivati ​​da nicotinamide.
A maggiorità di alcaloidi cuntenenu una struttura di uciru di piperidina o piridine, trà elle piperinu (cuntene un di u cuntenutu duvutu di pezzu biancu è biancu) è a nicotina. E so strutture esete quì sottu.

Pyridine chì era stata extraata da u tar di carbone hè oghji preparatu cataliticamente da l'amonia è l'attraffiu tetrahydrofurfuryl hè un intermediatu cruciali è solventu utilizatu à fabricà altre compostu. I Vinilipiridini sò un monomu di fundamentu di u plasticu, è a piperidina saturatu sana, piridine sò usati com'è materia prima chimica è processe di gomà.

Pyridines pharmaceutically useful

Piridine di farmacèticamente ùtule include l'acidicotinic acid hydrazide (tuberculostat isoniazid), a droga antivirus anti-AIDS conocida como nevirapine, nicorandil-avasodilatator utilizada per angina, fenazopirite-analgesic di uctione urinariu, in quantu à l'anti-inflammatory sulfa drug. Diflufenican, clopyralid, paraquat è diquat sò popularu derivati ​​di piridine chì sò usati com'è erbicidi.

Anu 6 sò membri cun 2 o cose heteroatoms

L'heterocìcle di anu monociclici di sei membri in 3 cù eteroatomichi di NEGRO 2 (diazines) sò numati è chjamati cum'è quì sottu.

U maleic hydrazide hè una derivata di pridazina utilita com un erbicida. Alcune pezzioli cum'è l'acidu aspergillic occur occultanu naturali. Eccu l'strutturi di i composti cuminciati:

L'annu Pyrazine hè un cumpunente di diversi componi policyclici di impurtanza industriale è bioluggica. I membri impurtanti di a famiglia pirozzina sò fenazini, allu tossini è pteridini. Farmacologicu è biologicu, i più diazine cruciali sò pirimidine. Citosinu, timina è uracilu sò a 3 di a basa di nucleosu 5 chì custituiscenu u codice geneticu in RNA è DNA. Quì sottu sò e so strutture:

A vitamina tiamina sò un anellu di pirimidine è, in più di barbiturati sintetici, cumpresu l'amobarbital, sò in ghjinirali usi. Morpholine (parent tetrahydro-1,4-oxazine) hè fatta nantu à scala larga per utilizà cum'è fungicida, inhibitore di corrosione è un solvente. L'argentu di Morpholine hè ancu truvatu in a droga sedatariu-ipnoticu trimetozine è certi fungicidi, cum'è fenpropimorfu è tridemorfu. Eccu a formula strutturale per a morfoline:

Anzi 7-Membership

Cumu a quantità di u tannicurale, a varietà di i composti chì pò esse acquistate da variendu u locu, u tipu, è u numaru d'heteroatomis aumenta enormamente. In ogni casu, a chimica di i heterocycles cun anjos 7 è più menu hè sviluppatu da quella di compitura heterocycliche anu cù 6 è 5.
L'annuli Oxepine è Azepine sò spunusifichi cruciali di diversi prodotti metabolichi di l'organisazioni marina è alcaloidi. A derivazione d'azepine cunnisciuta da caprolactama hè cumercially produced in bulk per u utilizazione in a fabricazione di nylon-6 in quantu intermediate è in a pruduzzioni di cucirite sinteticu, revestimenti è film.
Compiti heterocyclic membered by 7 con dos o un atomu di nitrogenu in u so anellu sò unità strutturanti di psicofuturezii amplamente utilizati Prazepine (antidepresivo tricyclic) è diazepam tranquilizer cunnisciutu ancu valium.

Anzi 8-Membership

Esempi di compiti heterocyclic in this class include azocane, oxocane, è thiocane cù Nitrogenu, l'ossigenu è u sulfuriu sò l'heteroatomi rispettivi. I so derivati ​​insaturati rispettivi sò l'azocina, l'oxocina è a tiocine rispettivamente.

Anzi 9-Membership

Esempi di compiti heterocyclic in questa classta include azonane, oxonane, e thionane cù Nitrogenu, l'ossigenu è u sulfuriu sò l'heteroatomi rispettivi. I so derivati ​​insaturati rispettivi sò l'azonine, l'oxonine è a thionine rispettivamente.

Usi di composti iterociclii

Heterocicli sò utili in parechje disciplini di e scienze di a vita è tecnulugia. Comu avemu vistu in u nostru discuttu, assai drogu sò composti heterocyclic.

Vede ancu

IUPAC Gold Book, componi heterocyclic. Link:

WH Powell: Revisione di u Sistema Hantzsch-Widman estinnutu di Nomenclatura per Heteromonocicli, in: Pure Appl. Chem.1983, 55, 409-416;

A. Hantzsch, JH Weber: Ueber Verbindungen des Thiazols (Pyridines der Thiophenreihe), in: Ber. Dtsch. Chem. Ges. 1887, 20, 3118-3132

O. Widman: Zur Nomenclatur der Verbindungen, Welche Stickstoffkerne enthalten, in: J. Prakt. Chem. 1888, 38, 185-201;