La oxidación de Pinnick es una reacción orgánica mediante la cual los aldehídos pueden oxidarse en sus correspondientes ácidos carboxílicos utilizando clorito de sodio (NaClO 2 ) en condiciones de acidez moderada . Fue desarrollada originalmente por Lindgren y Nilsson. [1] Las condiciones de reacción típicas que se utilizan hoy en día fueron desarrolladas por GA Kraus. [2] [3] HW Pinnick demostró más tarde que estas condiciones podían aplicarse para oxidar aldehídos α,β-insaturados. [4] Existen muchas reacciones diferentes para oxidar aldehídos, pero solo unas pocas son susceptibles a una amplia gama de grupos funcionales . La oxidación de Pinnick ha demostrado ser tolerante a las funcionalidades sensibles y capaz de reaccionar con grupos estéricamente impedidos . Esta reacción es especialmente útil para oxidar aldehídos α,β-insaturados, y otra de sus ventajas es su costo relativamente bajo. [4] [5]
El mecanismo de reacción propuesto involucra ácido cloroso como oxidante activo, que se forma en condiciones ácidas a partir del clorito.
En primer lugar, el ácido cloroso se añade al aldehído. Luego, la estructura resultante sufre una fragmentación pericíclica en la que el hidrógeno del aldehído se transfiere a un oxígeno en el cloro, y el grupo cloro se libera como ácido hipocloroso (HOCl). [6]
El subproducto HOCl, en sí mismo un agente oxidante reactivo, puede ser un problema de varias maneras. [6] Puede destruir el reactivo NaClO 2 :
lo que lo hace no disponible para la reacción deseada. También puede causar otras reacciones secundarias no deseadas con los materiales orgánicos. Por ejemplo, el HOCl puede reaccionar con enlaces dobles en el reactivo o producto orgánico a través de una reacción de formación de halohidrina .
Para evitar la interferencia del HOCl, se suele añadir un depurador a la reacción para consumir el HOCl a medida que se forma. Por ejemplo, se puede aprovechar la propensión del HOCl a sufrir esta reacción de adición añadiendo un químico de sacrificio que contenga alqueno a la mezcla de reacción. Este sustrato alternativo reacciona con el HOCl, evitando que el HOCl sufra reacciones que interfieran con la propia reacción de Pinnick. El 2-metil-2-buteno se utiliza a menudo en este contexto:
El resorcinol y el ácido sulfámico también son reactivos depuradores comunes. [6] [7]
El peróxido de hidrógeno (H 2 O 2 ) se puede utilizar como eliminador de HOCl cuyos subproductos no interfieren en la reacción de oxidación de Pinnick:
En una condición débilmente ácida , una solución de H 2 O 2 bastante concentrada (35 %) experimenta una reacción oxidativa rápida sin reacción de reducción competitiva de HClO 2 para formar HOCl.
El dióxido de cloro reacciona rápidamente con H 2 O 2 para formar ácido cloroso .
La formación de oxígeno también es una buena indicación del progreso de la reacción. Sin embargo, a veces surgen problemas debido a la formación de oxígeno singlete en esta reacción, que puede oxidar materiales orgánicos (es decir, la reacción de Schenckeno ). Se ha utilizado DMSO en lugar de H 2 O 2 para oxidar reacciones que no producen grandes rendimientos utilizando solo H 2 O 2 . En esta categoría se incluyen principalmente los aldehídos ricos en electrones. [7] (Ver la limitación a continuación)
Además, se han preparado y utilizado reactivos con soporte sólido, como gel de sílice tamponado con fosfato y soportado con permanganato de potasio y clorito soportado con polímero, para convertir aldehídos en ácido carboxílico sin tener que realizar procedimientos de tratamiento convencionales. La reacción implica que el producto quede atrapado en el gel de sílice en forma de sales de potasio. Por lo tanto, este procedimiento facilita la eliminación fácil de impurezas neutras mediante lavado con disolventes orgánicos . [8]
La reacción es muy adecuada para sustratos con muchas funcionalidades de grupo. Los aldehídos α,β- insaturados sustituidos con β-arilo funcionan bien con las condiciones de reacción. Los enlaces triples directamente unidos a grupos aldehído o en conjugación con otros enlaces dobles también pueden estar sujetos a la reacción. [7] [9] Los hidróxidos , epóxidos , éteres bencílicos , haluros incluidos yoduros e incluso estannanos son bastante estables en la reacción. [7] [9] [10] [11] Los ejemplos de las reacciones que se muestran a continuación también muestran que los estereocentros de los carbonos α permanecen intactos mientras que los enlaces dobles, especialmente los enlaces dobles trisustituidos, no experimentan E / Z -isomerización en la reacción.
Se obtienen rendimientos más bajos para reacciones que involucran aldehídos alifáticos α,β-insaturados y más hidrófilos. Los enlaces dobles y los sustratos de aldehído ricos en electrones pueden conducir a la cloración como una reacción alternativa. El uso de DMSO en estos casos da un mejor rendimiento. Las aminas aromáticas y los pirroles desprotegidos tampoco son adecuados para las reacciones. En particular, los α-aminoaldehídos quirales no reaccionan bien debido a la epimerización y porque los grupos amino se pueden transformar fácilmente en sus N -óxidos correspondientes. Los enfoques de grupos protectores estándar , como el uso de t -BOC , son una solución viable para estos problemas. [12]
Los tioéteres también son muy susceptibles a la oxidación. Por ejemplo, la oxidación de Pinnick del tioanisaldehído produce un alto rendimiento de productos de ácido carboxílico, pero con la conversión concomitante del tioéter en sulfóxido o sulfona . [7]
