stringtranslate.com

Alquinilación

En química orgánica , la alquinilación es una reacción de adición en la que se añade un alquino terminal ( -C≡CH ) a un grupo carbonilo ( C=O ) para formar un alcohol α -alquinílico ( R 2 C(-OH)-C≡C −R ). [1] [2]

Cuando el acetiluro se forma a partir de acetileno ( HC≡CH ), la reacción da un alcohol α- etinílico . Este proceso a menudo se denomina etinilación . Estos procesos suelen implicar intermediarios de acetiluro metálico .

Alcance

La principal reacción de interés implica la adición de acetileno ( HC≡HR ) a una cetona ( R 2 C=O ) o aldehído ( R−CH=O ):

La reacción transcurre con retención del triple enlace . Para aldehídos y cetonas asimétricas, el producto es quiral , de ahí que exista interés en variantes asimétricas. Estas reacciones involucran invariablemente intermediarios metal- acetiluro .

Esta reacción fue descubierta por el químico John Ulric Nef en 1899 mientras experimentaba con reacciones de sodio elemental , fenilacetileno y acetofenona . [3] [4] Por esta razón, la reacción a veces se denomina síntesis de Nef . A veces, esta reacción se denomina erróneamente reacción de Nef, un nombre que se utiliza más a menudo para describir una reacción diferente (ver reacción de Nef ). [1] [3] [5] El químico Walter Reppe acuñó el término etinilación durante su trabajo con compuestos de acetileno y carbonilo. [1]

En la siguiente reacción ( esquema 1 ), el protón alquino del propiolato de etilo se desprotona mediante n -butillitio a -78 °C para formar propiolato de etilo y litio al que se añade ciclopentanona formando un alcóxido de litio . Se añade ácido acético para eliminar el litio y liberar el alcohol libre. [6]

Esquema 1. Reacción de propiolato de etilo con n-butillitio para formar acetiluro de litio.
Esquema 1. Reacción de propiolato de etilo con n-butillitio para formar acetiluro de litio.

Modificaciones

Se conocen varias modificaciones de las reacciones de alquinilación:

La modificación Isler
La modificación Isler

Variantes catalíticas

Las alquinilaciones, incluida la variedad asimétrica, se han desarrollado como reacciones catalizadas por metales. [10] [1] También se han desarrollado varias adiciones catalíticas de alquinos a electrófilos en agua. [11]

Usos

La alquinilación encuentra uso en la síntesis de productos farmacéuticos , particularmente en la preparación de hormonas esteroides . [12] Por ejemplo, la etinilación de 17-cetosteroides produce importantes medicamentos anticonceptivos conocidos como progestinas . Los ejemplos incluyen medicamentos como noretisterona , etisterona y lynestrenol . [13] La hidrogenación de estos compuestos produce esteroides anabólicos con biodisponibilidad oral , como la noretandrolona . [14]

La alquinilación se utiliza para preparar productos químicos básicos como el alcohol propargílico , [1] [15] butinodiol , 2-metilbut-3-in-2-ol (un precursor de los isoprenos como la vitamina A ), 3-hexino-2,5- diol (un precursor del furaneol ), [16] y sulcatona (un precursor del linalool ).

Condiciones de reacción

Para las reacciones estequiométricas que involucran acetiluros de metales alcalinos o alcalinotérreos , el desarrollo de la reacción requiere la liberación del alcohol. Para lograr esta hidrólisis , a menudo se emplean ácidos acuosos . [6] [17]

Los disolventes comunes para la reacción incluyen éteres , acetales , dimetilformamida , [1] y dimetilsulfóxido . [18]

Variaciones

reactivos de grignard

Los reactivos de Grignard de acetileno o alquinos se pueden utilizar para realizar alquinilaciones en compuestos que son susceptibles de reacciones de polimerización a través de intermedios de enolato . Sin embargo, la sustitución de acetiluros de sodio o potasio por litio logra resultados similares, lo que a menudo le da a esta ruta poca ventaja sobre la reacción convencional. [1]

reacción de favorskii

La reacción de Favorskii es un conjunto alternativo de condiciones de reacción, que implica la reacción previa del acetileno con un hidróxido de metal alcalino como KOH. [1] La reacción se desarrolla a través de equilibrios , lo que hace que la reacción sea reversible :

Para superar esta reversibilidad, la reacción suele utilizar un exceso de base para atrapar el agua en forma de hidratos . [1]

química reppe

El químico Walter Reppe fue pionero en etinilaciones catalíticas a escala industrial utilizando acetileno con acetiluros de metales alcalinos y cobre (I) : [1]

Estas reacciones se utilizan para fabricar alcohol propargílico y butinodiol . [15] Los acetiluros de metales alcalinos, que suelen ser más eficaces para las adiciones de cetonas, se utilizan para producir 2-metil-3-butin-2-ol a partir de acetileno y acetona .

Ver también

Reacciones de acoplamiento de alquinos

Referencias

  1. ^ abcdefghij Viehe, Heinz Günter (1969). Química de los acetilenos (1ª ed.). Nueva York: Marcel Dekker, inc. págs. 169 y 207–241. doi : 10.1002/ange.19720840843.
  2. ^ Trost, BM; Li, C.-J. (2014). Química de alquinos moderna: transformaciones catalíticas y económicas de átomos . Weinheim: Wiley VCH.
  3. ^ ab Wolfrom, Melville L. (1960). "John Ulric Nef: 1862-1915" (PDF) . Memorias biográficas (1ª ed.). Washington, DC: Academia Nacional de Ciencias. pag. 218 . Consultado el 24 de febrero de 2016 .
  4. ^ Nef, John Ulric (1899). "Ueber das Phenylacetylen, seine Salze und seine Halogensubstitutionsproducte". Justus Liebigs Annalen der Chemie . 308 (3): 264–328. doi :10.1002/jlac.18993080303.
  5. ^ Smith, Michael B.; Marzo, Jerry (2007). "Capítulo 16. Adición de enlaces múltiples carbono-hetero". Química orgánica avanzada de March: reacciones, mecanismos y estructura (6ª ed.). Hoboken, Nueva Jersey: John Wiley & Sons, Inc. págs. 1359-1360. doi :10.1002/9780470084960.ch16. ISBN 9780471720911.
  6. ^ ab Midland, M. Mark; Tramontano, Alfonso; Cable, John R. (1980). "Síntesis de 4-hidroxi-2-alquinoatos de alquilo". La Revista de Química Orgánica . 45 (1): 28–29. doi :10.1021/jo01289a006.
  7. ^ Jones, ERH; Eglinton, Geoffrey ; Merlán, MC; Shaw, BL (1954). "Etoxiacetileno". Síntesis orgánicas . 34 : 46. doi : 10.15227/orgsyn.034.0046.
  8. ^ ab Wang, Zerong, ed. (2009). "Reacción de Arens-Van Dorp (modificación de Isler)". Reactivos y reacciones integrales de nombres orgánicos (1ª ed.). Hoboken, Nueva Jersey: Wiley-Interscience. doi : 10.1002/9780470638859.conrr023. ISBN 9780471704508.
  9. ^ Van Dorp, fiscal del distrito; Arens, JF (1947). "¿Síntesis de aldehído de vitamina A?". Naturaleza . 160 (4058): 189. Bibcode :1947Natur.160..189V. doi : 10.1038/160189a0 . PMID  20256189. S2CID  4137483.
  10. ^ Trost, Barry M.; Weiss, Andrew H. (2009). "La adición enantioselectiva de alquino nucleófilos a grupos carbonilo". Síntesis y catálisis avanzadas . 351 (7–8): 963–983. doi : 10.1002/adsc.200800776. PMC 3864370 . PMID  24353484. 
  11. ^ Li, C.-J. (2010). "El desarrollo de adiciones nucleofílicas catalíticas de alquinos terminales en agua". Acc. Química. Res . 43 (4): 581–590. doi :10.1021/ar9002587. PMID  20095650.
  12. ^ Sandow, Jürgen; Scheiffele, Ekkehard; Haring, Michael; Neef, Günter; Prezewowsky, Klaus; Stache, Ulrich (2000). "Hormonas". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . doi :10.1002/14356007.a13_089. ISBN 3527306730.
  13. ^ Sondheimer, Franz; Rosenkranz, G.; Miramontes, L.; Djerassi, Carl (1954). "Esteroides. LIV. Síntesis de 19-Nor-17α-etiniltestosterona y 19-Nor-17α-metiltestosterona". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 76 (16): 4092–4094. doi :10.1021/ja01645a010.
  14. ^ Hershberg, EB; Oliveto, Eugenio P.; Geroldo, Corinne; Johnson, Lois (1951). "Reducción selectiva e hidrogenación de esteroides insaturados". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 73 (11): 5073–5076. doi :10.1021/ja01155a015.
  15. ^ ab Pässler, Peter; Hefner, Werner; Hebilla, Klaus; Meinass, Helmut; Meiswinkel, Andreas; Wernicke, Hans-Jürgen; Ebersberg, Günter; Müller, Richard; Bässler, Jürgen; Behringer, Hartmut; Mayer, Dieter (2008). "Acetileno". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . doi :10.1002/14356007.a01_097.pub3. ISBN 978-3527306732.
  16. ^ Fahlbusch, Karl-Georg; Hammerschmidt, Franz-Josef; Panten, Johannes; Pickenhagen, Wilhelm; Schatkowski, Dietmar; Bauer, Kurt; Garbe, Dorotea; Surburg, Horst (2003). "Sabores y Fragancias". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . doi :10.1002/14356007.a11_141. ISBN 3527306730.
  17. ^ Coffman, Donald D. (1940). "Dimetiletinilcarbinol". Síntesis orgánicas . 40 : 20. doi : 10.15227/orgsyn.020.0040.
  18. ^ Sobenina, LN; Tomilín, DN; Petrova, OV; Mikhaleva, AI; Trofimov, BA (2013). "Síntesis de alcoholes propargílicos secundarios a partir de aldehídos aromáticos y heteroaromáticos y acetileno en el sistema KOH-H 2 O-DMSO". Revista Rusa de Química Orgánica . 49 (3): 356–359. doi :10.1134/S107042801303007X. S2CID  94135082.