Reacciones en sustituyentes de piridinas

¿Qué son las reacciones en sustituyentes de piridinas?

Son aquellas reacciones que en lugar de llevarse a cabo en el anillo de la piridina, transcurren en los sustituyentes del anillo.

Reacciones en grupos alquilo

Estos grupos alquilo experimentan las mismas reacciones que los unidos al benceno:

La oxidación con permanganato potásico (KMnO4) los transforma en ácidos, como en el caso de la conversión de la β-picolina en ácido nicotínico.

fig-29

Además, la oxidación controlada en fase de vapor los lleva hasta aldehídos (CHO).

Los grupos alquilo, situados en α y γ de la piridina, pueden perder el protón (H) del grupo alquilo, que se encuentra adyacente al anillo, con bases fuertes. Además, estos carbaniones resultantes pueden reaccionar con electrófilos débiles.

fig-30

Reacciones en ácidos carboxílicos

Los ácidos piridin carboxílicos son aminoácidos y se encuentran parcialmente en forma de zwitteriones o betainas.

fig-31

Estos compuestos descarboxilan con mucha facilidad en el orden β << γ < α.

Las piridinas con un grupo -CH2-COOH en αγ experimentan, también, una fácil descarboxilación similar a la de los β-cetoácidos.

Reacciones en hidroxipiridinas

Estos compuestos son, también, ácidos débiles del tipo fenol. Además, presentan un carácter básico de la amina, que se presenta en forma de betaina.

fig-32

Las 2- y 4-hidroxipiridinas se las conoce como 2- y 4-piridonas, debido a que su forma canónica de este tipo, que son las especies predominantes en disolución acuosa.

fig-33

Para las α y βhidroxipiridina sólo el 1 % se encuentra como hidroxipiridina. Además, los reactivos nucleófilos que atacan a las amidas también lo hacen sobre piridonas.

Reacciones en aminopiridinas

Las 2- y 4-aminopiridinas pueden existir en forma de tautómeros (tautomería amino-imino) como los hidroxi compuestos. Sin embargo, la forma piridón-imina es de un uno por mil frente a la forma amina. Los diferentes tautomeros que se pueden dar se indican a continuación.

fig-34

La estabilización por resonancia (I ↔ II) es mayor que en las piridonas. En cuanto a la reactividad de los amino piridinas hay que dividirlos en dos grupos.

  • Los sustituidos en las posiciones C2 y C4.

En el primer grupo (C2 y C4), las formas canónicas del tipo II incrementan la reactividad del átomo de nitrógeno anular, y la de los átomos de carbono en α y γ (con respecto al NH2) frente a los electrófilos. En consecuencia, los protones (H), agentes alquilantes, etc. reaccionan con el nitrógeno del anillo. Mientras que los grupos nitro (NO2), SO3, etc. lo hacen sobre las posiciones C2 y C4.

  • Los sustituidos en la posición C3.

Las β-aminopiridinas presentan un comportamiento parecido al de la anilina, y forman sales de diazonio más o menos estables.

Las aminopiridinas, son capaces de experimentar reacciones en ambos átomos de nitrógeno. En general, cuando la aminopiridina se convierte inicialmente en su anión, com base fuerte, se observa una alquilación de la cadena lateral.

La acilación suele dar un producto semejante. Sin embargo, la alquilación de la base libre suele dar mezclas de productos

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Sustituyentes sobre el nitrógeno del anillo

Los sustituyentes más relevantes son carbono y oxígeno como por ejemplo:

Reacciones de transposición

  • Transposición de Ladenburg: los haluros de alquilpiridinio dan mezclas de alquilpiridinas cuando se calientan

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  • Los N-óxidos de piridina calentándolos con anhídrido acético (Ac2O) originan piridonas.

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