stringtranslate.com

Reacción de Arndt-Eistert

En química orgánica , la reacción de Arndt-Eistert es la conversión de un ácido carboxílico en su homólogo . El método , que lleva el nombre de los químicos alemanes Fritz Arndt (1885-1969) y Bernd Eistert (1902-1978), consiste en tratar cloruros de ácido con diazometano . Es un método popular para producir β-aminoácidos a partir de α-aminoácidos . [1]

Condiciones

Además del sustrato de cloruro de ácido, se requieren tres reactivos: diazometano, agua y un catalizador metálico. Cada uno ha sido bien investigado.

Se necesita un exceso de diazometano para reaccionar con el HCl formado anteriormente. [2] No tomar diazometano en exceso da como resultado que el HCl reaccione con la diazocetona para formar clorometilcetona y N 2 . Las condiciones suaves permiten que esta reacción tenga lugar sin afectar a los grupos complejos o reducibles en el ácido reactivo. [3]

La reacción requiere la presencia de un nucleófilo ( agua ). Se requiere un catalizador metálico . Generalmente se elige Ag 2 O , pero otros metales e incluso la luz afectan la reacción. [4]

Reacción de Arndt-Eistert con cetena intermedia.

Variantes

La preparación del betaaminoácido a partir de fenilalanina ilustra la síntesis de Arndt-Eistert realizada con la modificación de Newman-Beal, que implica la inclusión de trietilamina en la solución de diazometano. La trietilamina o un segundo equivalente de diazometano eliminarán el HCl, evitando la formación de productos secundarios de α-clorometilcetona . [5] [6] [7]

El diazometano es el reactivo tradicional, pero también se pueden aplicar análogos. [8] El diazometano es tóxico y potencialmente violentamente explosivo, lo que ha llevado a procedimientos alternativos más seguros. [9] Por ejemplo, se ha demostrado que el diazo(trimetilsilil)metano . [10] [11]

Se pueden utilizar anhídridos de ácido en lugar de cloruro de ácido. La reacción produce una mezcla 1:1 del ácido homologado y el éster metílico correspondiente . [12]

Este método también se puede utilizar con diazoalcanos primarios, para producir α-diazocetonas secundarias. Sin embargo, existen muchas limitaciones. Los diazoalcanos primarios sufren un acoplamiento azo para formar azinas; por tanto, las condiciones de reacción deben modificarse de manera que se agregue cloruro ácido a una solución de diazoalcano y trietilamina a baja temperatura. [13] [14] Además, los diazoalcanos primarios son muy reactivos, incompatibles con funcionalidades ácidas y reaccionarán con alquenos activados, incluidos carbonilos insaturados, para dar productos de cicloadición 1,3-dipolares .

Una alternativa a la reacción de Arndt-Eistert es la homologación del éster de Kowalski , que también implica la generación de un equivalente de carbeno pero evita el diazometano. [15]

Mecanismo de reacción

El cloruro de ácido sufre el ataque del diazometano con pérdida de HCl . El producto alfa-diazocetona (RC(O)CHN 2 ) sufre el reordenamiento de Wolff catalizado por un metal para formar una cetena , que se hidrata formando un ácido. [16] [17] [4] La reordenación deja intacta la estereoquímica en el carbono alfa del cloruro de ácido. [6]

Homologación de N-boc-fenilalanina

Lecturas históricas

Ver también

Referencias

  1. ^ Sí, T.; McKervey, MA (1994). "Síntesis orgánica con compuestos α-diazocarbonilo". Química. Rev. 94 (4): 1091–1160. doi :10.1021/cr00028a010.
  2. ^ Lee, V.; Newman, MS (1970). "1-naftilacetato de etilo". Síntesis orgánicas . 50 : 77; Volúmenes recopilados , vol. 6, pág. 613.
  3. ^ Sanyal, SN (2003). Reacciones, Reordenamientos y Reactivos (4 ed.). págs.86, 87. ISBN 978-81-7709-605-7.
  4. ^ ab Kirmse, W. (2002). "100 años del reordenamiento de Wolff". euros. J. Org. Química. 2002 (14): 2193–2256. doi :10.1002/1099-0690(200207)2002:14<2193::AID-EJOC2193>3.0.CO;2-D.
  5. ^ Newman, EM ; Beal, PF (1950). "Una reordenación de Wolff mejorada en un medio homogéneo". J. Am. Química. Soc. 72 (11): 5163–5165. doi :10.1021/ja01167a101.
  6. ^ ab Linder, SEÑOR; Steurer, S.; Podlech, J. (2002). "Ácido (S) -3- (terc-butiloxicarbonilamino) -4-fenilbutanoico". Síntesis orgánicas . 79 : 154; Volúmenes recopilados , vol. 10, pág. 194.
  7. ^ Clibbens, DA Nierenstein, M. (1915). "CLXV.—La acción del diazometano sobre algunos cloruros de acilo aromáticos". J. química. Soc . 107 : 1491-1494. doi :10.1039/ct9150701491.{{cite journal}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  8. ^ Danheiser, RL ; Miller, RF; Brisbois, RG (1996). "Transferencia del grupo diazo detrifluoroacetilante: ( E ) -1-Diazo-4-fenil-3-buten-2-ona". Síntesis orgánicas . 73 : 134. doi : 10.15227/orgsyn.073.0134.
  9. ^ Katritzky, AR ; Zhang, S.; Hussein, AHM; Colmillo, Y.; Acero, PJ (2001). "Homologación de ácidos carboxílicos de un carbono mediante BtCH 2 TMS: una alternativa segura a la reacción de Arndt-Eistert". J. Org. Química. 66 (16): 5606–5612. doi :10.1021/jo0017640. PMID  11485491.
  10. ^ Aoyama, T.; Shiori, T. (1980). "Nuevos métodos y reactivos en síntesis orgánica. 8. Trimetilsilildiazometano. Un reactivo nuevo, estable y seguro para la síntesis clásica de Arndt-Eistert". Tetraedro Lett. 21 (46): 4461–4462. doi :10.1016/S0040-4039(00)92200-7.
  11. ^ César, J.; Dolenc, MS (2001). "Trimetilsilildiazometano en la preparación de diazocetonas mediante anhídrido mixto y métodos de reactivo de acoplamiento: un nuevo enfoque para la síntesis de Arndt-Eistert". Tetraedro Lett. 42 (40): 7099–7102. doi :10.1016/S0040-4039(01)01458-7.
  12. ^ Bradley, W. Robinson, R. (1930). "La acción del diazometano sobre los anhídridos benzoicos y succínicos y una respuesta a Malkin y Nierenstein". J. Am. Química. Soc . 52 (4): 1558-1565. doi :10.1021/ja01367a040.{{cite journal}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  13. ^ Franzen, V. (1957). "Eine neue Methode zur Darstellung α,β-ungesättiger Ketone. Zerfall der Diazoketone R—CO—CN 2 —CH 2 —R′". Justus Liebigs Annalen der Chemie . 602 : 199. doi : 10.1002/jlac.19576020116.
  14. ^ Yates, P. Farnum, DG Wiley, DW (1958). Química. Indiana : 69. {{cite journal}}: Falta o está vacío |title=( ayuda )Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  15. ^ Reddy, RE; Kowalski, CJ (1993). "1-naftilacetato de etilo: homologación de éster mediante aniones ynolato". Síntesis orgánicas . 71 : 146. doi : 10.15227/orgsyn.071.0146.
  16. ^ Huggett, C.; Arnold, RT; Taylor, TI (1942). "El mecanismo de la reacción Arndt-Eistert". J. Am. Química. Soc. 64 (12): 3043. doi : 10.1021/ja01264a505.
  17. ^ Meier, H.; Zeller, K.-P. (1975). "La reordenación de Wolff de compuestos α-diazocarbonilo". Angélica. Química. Int. Ed. 14 (1): 32–43. doi :10.1002/anie.197500321.