Appunti di Chimica organica 2

INDOLAZINA: COME PREPARARE I CICLI A 5?

Per fare i cicli a 5 si sfruttano gli 1-4 dicarboniliche reagiscono con un’ammina. I carbonili possono anche reagire con agenti disidratanti per formare il furano. Se facciamo reagire i carbonli con H2S si forma il tiofene. Se, invece, vogliamo fare i cicli a 6 termini bisogna usare dei dicarbonili 1-5. Se facciamo reagire 1-4 dicarbonile con l’idrazina si ottiene la piridazina.

COME FARE LE PIRIDINE?

SINTESI DI HANTZCHE: beta-chetoestere =========> piridina

METODO DI FISHER: fenil idrazina =========> piridina

A seconda del composto carbonilico che si usa, si ottengono indoli differenti. In realtà questa reazione può dare dei problemi, perchè se, ad esempio, si usa un chetonesimmetrico, si ottiene un indolo; mentre se si usa un chetone asimmetrico si ottengono due indoli che sono regioisomeri. Un altro problema si ha quando si usa un’idrazina sostituita in meta perchè si formano sempre due composti diversi; il

problema non c'è se l'idrazina è sostituita in para o in orto. L'idrazina può essere usata anche per fare la sintesi dei triptofani e questa è un'applicazione della reazione di Fisher. Un carbonile molto utilizzato nella reazione di Fisher è (l'1,3 dicicloesanone). Esso non è simmetrico però ha un carbonio compreso tra due carboniliche ed è coniugato nei confronti dei de carbonili e quindi forma l'enammina in quel punto.

REAZIONE DI BISHLER: indolo con un'ammide legata =====> consente la ciclizzazione delle beta-ariletilammidi o dei beta-ariletilcarbammati. Essa è una reazione intramolecolare (variante della Vis Mayer), in cui l'indolo è sempre legato in posizione 3 e poi migra in posizione 2. La reazione avviene anche con altri sistemi aromatici elettronricchi come il fenolo, il pirrolo o l'anisolo. La molceola che si forma è un'immina coniugata che, quindi,

è stabile.

REAZIONE DI DOEBNER-MILLER: anilina + composto alfa-beta insaturo ===> chinolina

L’azoto dell’anilina attacca la posizione beta e si forma un intermedio che in ambiente acido fa sì che il carbonio dell’anilina attacchi il carbonile dell’aldeide.

REAZIONE DI FRIENDLANDER: anilina con un’aldeide in orto + chetone ==> chinolina

REAZIONE DI POMERANZ-FRITSCH: benzaldeide + composto che contiene un’ammina ==> isochinolina

SINTESI DI REISSERT: orto nitrotoluene + ossalato ==> indolo o indolo sostituito

Il CH3 in alfa all’NO2 è acido perchè è benzilico e quindi l’OEt- strappa l’H in posizione benzilica e il C- attacca il carbonile dell’ossalato. Dopodichè Zn e H+ trasformano l’NO2 in NH2. Questo reagisce con il carbonile per formare l‘ammina che però è instabile e quindi si trasforma in enammina visto che il sistema è aromatico. Rimane fuori un

COOH che dà decarbossilazione.

REAZIONE DI SKRAUP: anilina =========> chinolina

Da questa reazione escono 2 molecole di acqua; la reazione può avvenire anche vendo primala condensazione aldolica per poi avere la chiusura con NH2. Un problema di questa reazione è che l'NH2 potrebbe reagire con l'aldeide in orto.

Per mettere dei sostituenti nell'anello aromatico posso usare la sostituzione elettrofilaaromatica.

SINTESI DI MADELUNG: ammide avente in orto un CH3R1 + 3eq di BuLi ==> indolo

Non è molto utilizzataperchè non è convenienteusare 3 equivalenti di BuLi

REAZIONE DI PICTET-SPENGLER: ammina + aldeide ==> immina (Molto simile alla Bishler)

Il carbonio dell'immina si attaccasul C3 e poi migra sul C2

LA CHIMICA DELLA VITA

Il DNA è costituito da basi azotate; in tutto sono 5 se si considera che la timina si scambiacon l'uracile nell'RNA. Uracile

Ci sono 2 basi puriniche e due basi piridiniche. Queste basi

hanno tanti N elettrofili forti e se si legano delle basi si possono generare delle malattie.

L'NH2 dell'adenina è poco basico a differenza dell'N di destra. L'NH dell'anello di sinistra, in ambiente basico, diventa una base forte.

Lo zucchero va a legare al carbonio anomerico l'azoto dell'adenina o della guanina e si forma un legame N-glicosidico.

Nell'adenina l'NH2 è un donatore di legami ad H, mentre l'N che fa parte dell'anello è un accettore.

Nella guanina c'è, invece, un ossigeno che è un accettore, e un NH e un NH2 che sono donatori.

Dopodiché queste basi si legano allo zucchero e ad un gruppo fosfato e si forma il nucleotide.

L'ATP sarebbe l'adenosin trifosfato che contiene nella molecola un'anidride reattiva che può reagire con azoto, ossigeno o i nucleofili forti degli amminoacidi che vanno ad attaccare il fosfato terminale portando l'ATP ad...

ADP. Il carbonio che porta il gruppo trifosfato è elettrofilo perché è legato ad un buon gruppo uscente, quindi il nucleofilo che attacca il carbonio elettrofilo deve essere soft perché se è hard, questo può attaccare il fosforo terminale. L'AMP ciclico è come l'ATP però è ciclico perché l'ossigeno attacca il fosforo e si libera un gruppo uscente formando un ciclo a 6 termini. L'OH viene attivato da un enzima che è l'adenilato ciclasi. Gli amminoacidi sono legati attraverso il legame ammidico che si forma tra il COOH di un amminoacido e l'NH2 di un altro. Il legame ammidico è molto stabile perché si formano 3 formule limite e quella in cui si ha il doppio legame C-N è la più importante. Quindi non c'è libera rotazione e la configurazione sarà di tipo trans perché è quella più stabile. Da questo deriva la struttura ad

alfa elica o a foglietto beta. Quindi il legame ammidico è planare. Solitamente si usano gli amminoacidi L. Un amminoacido importante è il glutatione usato come antiossidante nei sistemi biologici perché ha un gruppo SH che può essere ossidato per dare ponti di solfuro S-S. Gli zuccheri esistono sia con una struttura a 5 o 6 atomi di carbonio e hanno un carbonio anomerico, ovvero un carbonio presente in una forma ciclica che è presente come carbonio carbonilico nella forma aciclica. Quando l'OH va al di sotto del piano si ha l'anomero alfa, mentre quando va sopra al piano, si ha l'anomero beta. Negli zuccheri abbiamo l'effetto anomerico, cioè il sostituente preferisce andare in posizione assiale e abbiamo anche la mutarotazione, cioè quando lo zucchero viene messo in acqua, c'è un equilibrio tra la forma aperta e chiusa, e quindi al polarimetro si ha un angolo di rotazione intermedio tra le due forme. Noi possiamo

digeriscono più lentamente rispetto agli acidi grassi insaturi perché hanno una struttura più compatta. Inoltre, gli acidi grassi saturi sono spesso associati a un aumento del colesterolo nel sangue, mentre gli acidi grassi insaturi possono avere effetti benefici sulla salute cardiovascolare. Le proteine sono costituite da amminoacidi, che sono i mattoni fondamentali delle proteine. Esistono 20 amminoacidi diversi, ognuno con una struttura chimica unica. Le proteine svolgono molte funzioni nel corpo, come la costruzione e la riparazione dei tessuti, il trasporto di sostanze nel sangue e la regolazione delle reazioni chimiche. Le vitamine sono sostanze organiche essenziali per il corretto funzionamento del corpo. Sono necessarie solo in piccole quantità e svolgono ruoli chiave nel metabolismo, nella crescita e nello sviluppo. Le vitamine possono essere suddivise in vitamine idrosolubili, come la vitamina C e le vitamine del gruppo B, e vitamine liposolubili, come la vitamina A, la vitamina D, la vitamina E e la vitamina K. I sali minerali sono elementi inorganici necessari per il corretto funzionamento del corpo. Svolgono molte funzioni, come la regolazione del bilancio idrico, la trasmissione degli impulsi nervosi e la formazione di ossa e denti. Alcuni esempi di sali minerali sono il calcio, il ferro, il sodio e il potassio. Infine, l'acqua è essenziale per la vita. Costituisce la maggior parte del nostro corpo e svolge molte funzioni vitali, come il trasporto di sostanze, la regolazione della temperatura corporea e la lubrificazione delle articolazioni. È importante mantenere un adeguato equilibrio idrico bevendo a sufficienza durante il giorno.

Trovano sempre nella configurazione CIS. Per quanto riguarda i carboidrati, il più importante è il glucosio.

Proiezioni di Fisher: Gli zuccheri possono essere scritti anche con le proiezioni di Haworth che sono 2: alfa e beta. Quando l'OH va sotto al piano, si ha l'anomero alfa, mentre quando l'OH va sopra al piano, si ha l'anomero beta.

REAZIONI CARBOIDRATI

OSSIDAZIONE: glucosio ========> acido aldonico. Tra gli ossidanti utilizzati abbiamo il Br2/Ag+/Cu2+ che sono tutti ossidanti blandi. Se, invece, vogliamo ossidare anche l'OH dell'alcol bisogna utilizzare un ossidante più forte come l'acido nitrico. Come ossidante si può anche usare l'acido periodico (HIO4) che può rompere il legame tra i due carboni che portano gli OH. Se si tratta il glucosio con l'acido periodico, questo rompe tutti i legami C-C e quello che si forma sono 5 molecole di acido formico + la formaldeide.

RIDUZIONE: aldeidi

=================> sorbitolo

ETERIFICAZIONE (REAZIONE DI WILLIAMSON): alcol => etere

KILIANI-FISCHER EXTENSION: quando si ha un'aldeide si possono fare diverse reazioni: con acido cianidrico si formano due stereoisomeri, poi si prende uno di questi e si fa la riduzione con H2/Pd e poi si fa l'idrolisi. Questo è il modo per costruire gli zuccheri.

RUFF. DEGRADATION: gli zuccheri si possono anche degradare, infatti si tratta l'aldeide con un ossidante per formare il COOH, poi si procede con una decarbossilazione con Fe2+ e H2O.

Tra gli zuccheri più importanti abbiamo il saccarosio, il maltosio e il lattosio che fa una reazione di riduzione; poi abbiamo la cellulosa e l'amido che sono formati da molecole di glucosio.

CONTINUO AMMINOACIDI

Gli amminoacidi contengono sia un gruppo carbossilico che un gruppo amminico ed infatti sono delle molecole anfotere, cioè hanno sia funzioni acide che basiche; in funzione del valore del pH a cui si trova la molecola,

i due gruppi possono essere neutri o ionizzati. In condizioni fisiologiche (pH=7), gli amminoacidi presentano il gruppo acido carico negativamente (COO-) e quello basico carico positivamente (NH3+): se l'amminoacido non ha altre cariche, allora prende il nome di zwitterione, in quanto la sua carica globale sarà neutra. SINTESI AMMINOACIDI REAZIONE HELL-VOLHARD-ZELYNSKY: acido propionico ===> intermedio (acido 2-bromopropionico) ===> anilina. SINTESI DI GABRIEL: alogenuro alchilico primario ==================> ammina primaria REAZIONE DI STRECKER: aldeide =====> immina =====> amminocianidrina che darà origine agli amminoacidi. Cambiando l'aldeide si possono formare tutti gli amminoacidi che, però, non saranno otticamente attivi perché non abbiamo usato qualcosa di otticamente attivo (= sostanze che in soluzione ruotano il piano della luce polarizzata). In natura gli amminoacidi si formano tramite degli alfa-chetoacidi.