Gli eterocicli aromatici contengono uno o più eteroatomi nell’anello e si comportano in modo simile al benzene. Un composto eterociclico è un composto organico in cui uno o più atomi di carbonio nello scheletro della molecola è sostituito da un atomo diverso dal carbonio. Gli eteroatomi tipici includono azoto, ossigeno e zolfo. Essi rispettano la regola di Hückel ovvero sono sistemi ciclici coniugati e planari contenenti (4n +2) elettroni π.
Eterocicli aromatici e medicina
Moltissimi composti organici appartengono a questa classe di composti e alcuni di essi costituiscono il principio attivo di farmaci che nel corso dei secoli hanno alleviato le condizioni delle popolazioni. Già nel Cinquecento si usava la chinina per prevenire e curare la malaria, sebbene non si conoscesse la struttura del farmaco. Nel 1883 si sintetizzò il fenildimetilpirazolone.
Trovò impiego in medicina come analgesico, spasmolitico, antireumatico e antipiretico. Nel 1938 si sintetizzò la sulfapiridina indicato come M&B 693 appartenente alla classe dei sulfamidici con azione batteriostatica
Il primo farmaco per il trattamento dell’ulcera gastrica fu la cimetidina introdotta per la prima volta in terapia nel 1976.
Il farmaco più attuale è il citrato di sildenafil, il cui nome commerciale più diffuso è Viagra sintetizzato nel 1989 e commercializzato nel 1998 efficace nel trattamento della disfunzione erettile.
Dal benzene agli eterocicli aromatici
Un eteroatomo può sostituire un atomo di carbonio se può assumere geometria trigonale in modo che sia garantita la planarità della molecola. Inoltre deve avere un orbitale p per mantenere i sei elettroni delocalizzati.
Un elemento che ha questi requisiti è l’azoto che può sostituire un gruppo -CH. Tuttavia, poiché l’azoto ha tre elettroni di legame non vi sarà un legame -NH.
Il composto è la piridina. Sostituendo un altro gruppo -CH con un atomo di azoto si ottengono tre eterocicli aromatici a seconda della posizione reciproca dei due atomi di azoto. Questi composti sono la piridazina, la pirimidina e la pirazina che sono presenti, nell’ordine in figura:
Il pirrolo è un altro eterociclo aromatico a cinque membri. Seguendo un ragionamento analogo si ottengono, per sostituzione di un gruppo -CH il pirazolo e l’imidazolo
Sostituendo un altro gruppo -CH si ottengono rispettivamente l’1,2,3-triazolo e l’1,2,4-triazolo.
Altri eterocicli aromatici
Esempi di tali composti contenenti l’ossigeno sono il furano, il furfurale e il benzofurano. Quello più noto contenente zolfo è il tiofene.
Vi sono poi composti che contengono due eteroatomi diversi come l’ossazolo, il tiazolo e l’isossazolo.