La reacción de Abramov es la conversión de trialquilo en α-hidroxifosfonatos mediante la adición de compuestos carbonílicos. En términos del mecanismo, la reacción implica el ataque del átomo de fósforo nucleófilo al carbono carbonílico. [1] Recibió su nombre en honor al químico ruso Vasilii Semenovich Abramov (1904-1968) en 1957. [2]
Las fuentes de fósforo ricas en electrones, como los fosfitos, fosfonitos y fosfinitos, pueden experimentar adición nucleofílica a átomos de carbono en compuestos carbonílicos simples. Cuando se utilizan fosfitos completamente esterificados (reacción de Abramov), la neutralización del intermedio tetraédrico resultante suele producirse mediante la transferencia de un grupo alquilo o sililo desde un oxígeno unido al fósforo hasta el centro alcóxido recién creado. También es posible la adición conjugada [3] , que da lugar a compuestos carbonílicos funcionalizados con γ o éteres enólicos tras la transferencia de grupos. El uso de fuentes de fósforo que contienen siloxi ha ampliado enormemente el alcance de esta reacción, ya que los compuestos α-siloxi resultantes pueden convertirse en los derivados α-hidroxi correspondientes en presencia de un disolvente alcohólico [4].
(1)
Los fosfitos se añaden de forma reversible al carbono carbonílico de los compuestos carbonílicos simples. En condiciones suaves, la reversión a los materiales de partida es más rápida que la transferencia de grupos alquilo inter e intramoleculares (el estado de transición de cuatro centros para la transferencia intramolecular muestra una superposición orbital deficiente). [5] La transferencia se puede facilitar en condiciones de alta temperatura o presión. Si se utilizan dos equivalentes de aldehído, la adición del intermediario tetraédrico a una segunda molécula de aldehído conduce a fosforanos cíclicos 1 o a productos de transferencia de alquilo lineales 2 .
Más práctico es el uso de fuentes de fósforo sililado, que experimentan una transferencia intramolecular de grupos sililo de manera frontal, proporcionando compuestos de fósforo α-siloxi 3 . [6]
(3)
Los fosfitos se utilizan comúnmente para generar α-hidroxifosfonatos. En presencia de dos equivalentes de aldehído predominan los fosforanos cíclicos 1 (ecuación 3), pero estos pueden hidrolizarse fácilmente para dar los hidroxifosfonatos correspondientes. [7]
(6)
Cuando se emplean ácidos fosfónicos en presencia de cantidades catalíticas de bases, pueden producirse óxidos de fosfina. Las sales de sodio de los ácidos fosfónicos han funcionado bien históricamente en este contexto, y se han utilizado bases como la amida de sodio . [8] Sin embargo, se puede lograr la inducción asimétrica y la adición directa selectiva (para compuestos carbonílicos conjugados) en presencia de bases de amina quirales. [9]
(7)
El descubrimiento y uso de reactivos de fósforo sililado en esta reacción representó un avance metodológico. La transferencia selectiva de grupos sililo ocurre en reactivos mixtos, y la escisión de los enlaces silicio-oxígeno resultantes a menudo se puede lograr hidrolíticamente, lo que proporciona acceso a derivados α-hidroxi. La alquilación de productos α-siloxi proporciona una ruta conveniente para acceder a compuestos de fósforo α-alcoxi a los que de otra manera sería difícil acceder. Pueden funcionar como equivalentes de aniones acilo cuando se desprotonan y dar cetonas después de la eliminación en condiciones básicas. [10]
(8)
Las cetonas y los aldehídos simples se someten fácilmente a la adición de fosfitos en el carbono carbonílico. En una aplicación interesante, la adición de cetenos da lugar a productos idénticos a la reacción de Arbuzov de los haluros de ácido. [11]
(9)
Las cetonas y aldehídos α,β-insaturados también experimentan la reacción. Los sustratos de carbonilo dienílico pueden experimentar adición 1,6, como en el ejemplo siguiente. [12]
(10)
Las iminas también pueden experimentar la reacción ( reacción de Pudovik ), produciendo fosfonatos de α-alquilamino . [13] Las aminas primarias se pueden producir solo después de la hidrólisis ácida de un intermediario terc -butilamina; [14] el uso de iminas no sustituidas requiere condiciones muy duras y da bajos rendimientos.
(11)
Los α-hidroxialquilfosfonatos producidos por este método se pueden utilizar para transformaciones adicionales. El carbono carbonílico original se acidifica por su proximidad al grupo fosfonato. La desprotonación en esta posición genera un anión acilo enmascarado, ya que la funcionalidad fosfonato se puede eliminar después de que el anión reaccione. Los aniones fosfonato pueden sufrir alquilación y olefinación (la reacción de Horner-Wadsworth-Emmons ). [15] Cuando se emplean α-aminoalquilfosfonatos en la olefinación, las enaminas resultantes se pueden hidrolizar a cetonas.
(12)
La adición de compuestos carbonílicos insaturados y la desprotonación producen equivalentes de homoenolato.
Los reactivos de fosfito sililado son algunos de los más eficientes para la producción de α-hidroxifosfonatos. Sin embargo, existen otros métodos para producir estos compuestos. Por ejemplo, la transposición fosfato-fosfonato produce α-hidroxifosfonatos a través de un intermediario cíclico de tres miembros. [16]
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En general, las reacciones de adición de fósforo son sencillas desde el punto de vista operativo. Se pueden utilizar soluciones de reactivos en disolventes polares ( acetonitrilo , etanol , terc -butanol) y no polares ( benceno ). Puede ser necesaria la catálisis ácida para las adiciones de diésteres de fosfito o para la formación in situ de iminas. También se puede emplear la catálisis básica en el primer caso. La destilación suele ser suficiente para aislar los productos puros.
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