La reacción procede por desalquilación nucleofílica del éster por el haluro seguida de descarboxilación, seguida de hidrólisis del carbanión estabilizado resultante. [2]
ZCH 2 CO 2 CH 3 + I − + H 2 O → ZCH 3 + CH 3 I + CO 2 + OH −
Condiciones de reacción
La reacción se lleva a cabo en disolventes apróticos dipolares como el dimetilsulfóxido (DMSO) a altas temperaturas, a menudo alrededor de 150 °C. [3] [4] [5]
Una variedad de sales ayudan en la reacción, incluyendo NaCl, LiCl, KCN y NaCN. [6] Se sugiere que las sales no eran necesarias para la reacción, pero aceleran en gran medida la reacción en comparación con la reacción con agua sola. Algunos ejemplos de sales utilizadas en la reacción son: .
El éster debe contener un EWG en la posición beta. La reacción funciona mejor con ésteres metílicos . [2] que son más susceptibles a las reacciones S N 2 .
Mecanismos
Los mecanismos aún no se han descubierto por completo. Sin embargo, se sugieren los siguientes mecanismos para dos sustituyentes diferentes:
Éster α,α-disustituido
En el caso de un éster α,α-disustituido, se sugiere que el anión de la sal ataca al R 3 de manera S N 2 , lo que provoca la liberación de R 3 y deja una carga negativa en el oxígeno. Luego, se produce la descarboxilación para producir un intermedio carbanión. El intermedio absorbe un hidrógeno del agua para formar los productos. [2]
El mecanismo de reacción sugerido de los ésteres α,α-disustituidos en la reacción de descarboxilación de Krapcho. R 1 , R 2 y R 3 son cualquier sustituyente que contenga carbono.
Los subproductos de la reacción (XR 3 y CO 2 ) a menudo se pierden como gases, lo que ayuda a impulsar la reacción; la entropía aumenta y se aplica el principio de Le Chatelier .
Éster α-monosustituido
En el caso de un éster α-monosustituido, se especula que el anión de la sal ataca al grupo carbonilo para formar una carga negativa en el oxígeno, que luego escinde el cianoéster. Con la adición de agua, el cianoéster se hidroliza para formar CO2 y alcohol, y el carbanión intermedio se protona. [7]
Mecanismo de reacción sugerido de ésteres α-monosustituidos en la reacción de descarboxilación de Krapcho. R 2 es un hidrógeno.
El subproducto de esta reacción (CO 2 ) también se pierde en forma de gas, lo que ayuda a impulsar la reacción; la entropía aumenta y se lleva a cabo el principio de Le Chatelier .
Ventajas
La descarboxilación de Krapcho es un método comparativamente más simple para manipular ésteres malónicos porque escinde solo un grupo éster, sin afectar al otro grupo éster. [1] El método convencional implica la saponificación para formar ácidos carboxílicos, seguida de la descarboxilación para escindir los ácidos carboxílicos y un paso de esterificación para regenerar los ésteres. [8] Además, la descarboxilación de Krapcho evita las duras condiciones alcalinas o ácidas. [9]
Referencias
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