La oxidación de Oppenauer , llamada así en honor a Rupert Viktor Oppenauer , [1] es un método suave para oxidar selectivamente alcoholes secundarios a cetonas .
La reacción es la opuesta a la reducción de Meerwein-Ponndorf-Verley . [2] El alcohol se oxida con isopropóxido de aluminio en exceso de acetona . Esto desplaza el equilibrio hacia el lado del producto.
La oxidación es altamente selectiva para alcoholes secundarios y no oxida otros grupos funcionales sensibles como aminas y sulfuros . [3] Aunque los alcoholes primarios pueden oxidarse bajo condiciones de Oppenauer, los alcoholes primarios rara vez se oxidan por este método debido a la condensación aldólica competitiva de los productos de aldehído . La oxidación de Oppenauer todavía se usa para la oxidación de sustratos lábiles en ácido. El método ha sido reemplazado en gran medida por métodos de oxidación basados en cromatos (por ejemplo, clorocromato de piridinio ) o dimetilsulfóxido (por ejemplo, oxidación de Swern ) u oxidación de Dess-Martin debido a su uso de reactivos relativamente suaves y no tóxicos (por ejemplo, la reacción se realiza en mezclas de acetona/benceno). La oxidación de Oppenauer se usa comúnmente en varios procesos industriales como la síntesis de esteroides , hormonas , alcaloides , terpenos , etc.
En el primer paso de este mecanismo , el alcohol (1) se coordina con el aluminio para formar un complejo (3), que luego, en el segundo paso, se desprotona mediante un ion alcóxido (4) para generar un intermedio alcóxido (5). En el tercer paso, tanto el oxidante acetona (7) como el sustrato alcohol se unen al aluminio. La acetona se coordina con el aluminio, lo que lo activa para la transferencia de hidruro desde el alcóxido. El cambio de hidruro catalizado por aluminio desde el carbono α del alcohol al carbono carbonílico de la acetona se produce a lo largo de un estado de transición de seis miembros (8). La cetona deseada (9) se forma después de la transferencia de hidruro. [4]
Una ventaja de la oxidación de Oppenauer es el uso de reactivos relativamente económicos y no tóxicos. Las condiciones de reacción son suaves y delicadas, ya que los sustratos generalmente se calientan en mezclas de acetona y benceno . Otra ventaja de la oxidación de Oppenauer que la hace única en comparación con otros métodos de oxidación, como el clorocromato de piridinio (PCC) y el peryodinano de Dess-Martin, es que los alcoholes secundarios se oxidan mucho más rápido que los alcoholes primarios, por lo que se puede lograr quimioselectividad . Además, no hay sobreoxidación de aldehídos a ácidos carboxílicos , a diferencia de otros métodos de oxidación, como la oxidación de Jones . [4]
En la reacción de Wettstein-Oppenauer, descubierta por Wettstein en 1945, los esteroides Δ 5–3β-hidroxi se oxidan a Δ 4,6-3-cetosteroides con benzoquinona como aceptor de hidrógeno . Esta reacción es útil porque permite preparar Δ 4,6-3-cetosteroides en un solo paso. [5]
En la modificación de Woodward, Woodward sustituyó el alcóxido de aluminio por terc-butóxido de potasio . La modificación de Woodward de la oxidación de Oppenauer, también llamada oxidación de Oppenauer-Woodward , se utiliza cuando ciertos grupos de alcohol no se oxidan en las condiciones estándar de la reacción de Oppenauer. Por ejemplo, Woodward utilizó terc-butóxido de potasio y benzofenona para la oxidación de quinina a quininona, ya que el sistema catalítico tradicional de aluminio no logró oxidar la quinina debido al complejo formado por la coordinación del nitrógeno básico de Lewis con el centro de aluminio. [6]
También se han descrito varios catalizadores de alcóxido de aluminio modificados . Por ejemplo, Maruoka y sus colaboradores describieron un catalizador de aluminio altamente activo que se utilizó en la oxidación de carveol a carvona (un miembro de una familia de sustancias químicas llamadas terpenoides ) con un rendimiento excelente (94%). [7]
En otra modificación [8] el catalizador es trimetilaluminio y se utiliza el aldehído 3-nitrobenzaldehído como oxidante, por ejemplo, en la oxidación de isoborneol a alcanfor .
La oxidación de Oppenauer se utiliza para preparar analgésicos en la industria farmacéutica, como la morfina y la codeína . Por ejemplo, la codeinona se prepara mediante la oxidación de Oppenauer de la codeína . [9]
La oxidación de Oppenauer también se utiliza para sintetizar hormonas . La progesterona se prepara mediante la oxidación de Oppenauer de la pregnenolona . [10]
También se utiliza una ligera variación de la oxidación de Oppenauer para sintetizar derivados de esteroides . Por ejemplo, se ha desarrollado una versión catalítica eficiente de la oxidación de Oppenauer que emplea un catalizador de rutenio para la oxidación de esteroides 3β-hidroxi 5-insaturados al derivado 4-en-3-ona correspondiente. [11]
La oxidación de Oppenauer también se utiliza en la síntesis de lactonas a partir de 1,4 y 1,5 dioles . [12]
Una reacción secundaria común de la oxidación de Oppenauer es la condensación aldólica catalizada por bases del producto aldehído , que tiene α-hidrógenos para formar β-hidroxialdehídos o α, ß- aldehídos insaturados . [13]
Otra reacción secundaria es la reacción de Tischenko de productos de aldehído sin α-hidrógeno, pero esto se puede prevenir mediante el uso de solventes anhidros . [4] Otra reacción secundaria general es la migración del doble enlace durante la oxidación de sustratos de alcohol alílico . [14]
![Oxidación de Oppenauer de un derivado esteroide.[15]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/36/Wiki-oppenaure-mxa2.tif/lossy-page1-1280px-Wiki-oppenaure-mxa2.tif.jpg)