Las reglas de Baldwin en química orgánica son una serie de pautas que describen las ventajas relativas de las reacciones de cierre de anillo en compuestos alicíclicos . Fueron propuestas por primera vez por Jack Baldwin en 1976. [1] [2]
Las reglas de Baldwin analizan las velocidades relativas de cierre de anillos de estos diversos tipos. Estos términos no pretenden describir la probabilidad absoluta de que se produzca o no una reacción, sino que se utilizan en un sentido relativo. Una reacción desfavorecida (lenta) no tiene una velocidad que pueda competir eficazmente con una reacción alternativa favorecida (rápida). Sin embargo, se puede observar el producto desfavorecido si no hay reacciones alternativas más favorecidas.
Las reglas clasifican los cierres de anillo de tres maneras:
el número de átomos en el anillo recién formado
en cierres de anillo exo y endo , dependiendo de si el enlace roto durante el cierre del anillo está dentro ( endo ) o fuera ( exo ) del anillo que se está formando
Así, una reacción de cierre de anillo podría clasificarse, por ejemplo, como una 5- exo-trig .
Baldwin descubrió que los requisitos de superposición orbital para la formación de enlaces favorecen solo ciertas combinaciones de tamaño de anillo y los parámetros exo/endo/dig/trig/tet .
A veces hay excepciones a las reglas de Baldwin. Por ejemplo, los cationes a menudo desobedecen las reglas de Baldwin, al igual que las reacciones en las que se incluye un átomo de la tercera fila en el anillo. Hay una versión ampliada y revisada de las reglas disponible: [3]
Las reglas se aplican cuando el nucleófilo puede atacar el enlace en cuestión en un ángulo ideal. Estos ángulos son 180° ( inversión de Walden ) para reacciones exo-tet , 109° ( ángulo de Bürgi–Dunitz ) para reacciones exo-trig y 120° para reacciones endo-dig . Los ángulos para el ataque nucleofílico a los alquinos fueron revisados y redefinidos recientemente. [4] El "ángulo agudo" de ataque postulado por Baldwin fue reemplazado por una trayectoria similar al ángulo de Bürgi–Dunitz. [5]
Se observó un patrón 6 -endo-dig en un tándem de adición 1,2 de aleno-alquino/ ciclación de Nazarov catalizada por un compuesto de oro : [7]
Una reacción de cierre de anillo 5 -endo-dig fue parte de una síntesis de (+)-Preussin: [8]
Reglas para los enolatos
Las reglas de Baldwin también se aplican a las ciclizaciones aldólicas que involucran enolatos . [9] [10] Es necesario definir dos nuevos descriptores: enolendo y enolexo , que se refieren a si ambos carbonos del fragmento CC del enolato están incorporados al anillo formado o no, respectivamente.
Las reglas son las siguientes: [11]
Excepciones
Estas reglas se basan en evidencia empírica y se conocen numerosas "excepciones". [12] [13] [14] Algunos ejemplos incluyen:
Reacciones que involucran átomos de la tercera fila, como el azufre.
Catálisis con metales de transición
Referencias
^ Jack E. Baldwin (1976). "Reglas para el cierre de anillos". J. Chem. Soc., Chem. Commun. (18): 734–736. doi :10.1039/C39760000734.( Acceso abierto )
^ Baldwin, JE; et al. (1977). "Reglas para el cierre de anillos: formación de anillos mediante adición conjugada de nucleófilos de oxígeno". J. Org. Chem. 42 (24): 3846. doi :10.1021/jo00444a011.
^ Las reglas de Baldwin: revisadas y ampliadas. Gilmore, K; Mohamed, RK; Alabugin, IV WIREs: Comput. Mol. Sci. 2016, 6, 487–514. http://wires.wiley.com/WileyCDA/WiresArticle/wisId-WCMS1261.html doi :10.1002/wcms.1261
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^ Li, X.; Kyne, RE; Ovaska, TV Síntesis de anillos carbocíclicos de siete miembros mediante un proceso de reordenamiento de Claisen-ciclación 5-exo oxianiónica en tándem asistida por microondas, J. Org. Chem. , 2007 , 72 , 6624 doi :10.1021/jo0710432
^ Guan-You Lin, Chun-Yao Yang y Rai-Shung Liu. Síntesis catalizada por oro de derivados de biciclo[4.3.0]nonadieno mediante ciclización en tándem 6- endo-dig /Nazarov de 1,6-aleninas J. Org. Chem. 2007 , 72, 6753-6757 doi :10.1021/jo0707939
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^ Encontrar el camino correcto: Baldwin, "Reglas para el cierre de anillos" y control estereoelectrónico de ciclizaciones. Alabugin, IV; Gilmore, K. Chem. Commun., 2013, 49, 11246 – 11250. http://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2013/cc/c3cc43872d
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