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Hidroximetilación

La hidroximetilación es una reacción química que instala el grupo CH 2 OH. La transformación se puede implementar de muchas maneras y se aplica tanto a procesos industriales como bioquímicos.

Hidroximetilación con formaldehído.

Un método común para la hidroximetilación implica la reacción del formaldehído con enlaces CH y NH activos:

R 3 C-H + CH 2 O → R 3 C-CH 2 OH
R 2 N-H + CH 2 O → R 2 N-CH 2 OH

Un enlace CH activo típico lo proporciona un acetileno terminal [1] o los protones alfa de un aldehído. [2] En la industria, la hidroximetilación del acetaldehído con formaldehído se utiliza en la producción de pentaeritritol :

Los enlaces PH también son propensos a reaccionar con formaldehído. De esta manera se produce cloruro de tetrakis(hidroximetil)fosfonio ([P(CH2OH ) 4 ] Cl) a partir de fosfina ( PH3 ). [3]

Hidroximetilación en desmetilación.

La 5-metilcitosina es un marcador epigenético común. El grupo metilo se modifica mediante oxidación del grupo metilo en un proceso llamado hidroximetilación: [4]

RCH 3 + O → RCH 2 OH

Se cree que esta oxidación es el preludio de la eliminación y regeneración de la citosina.

Reacciones representativas

Una hidroximetilación de aldehídos en dos pasos implica una metilenación seguida de hidroboración-oxidación : [5]

RCHO + Ph 3 P = CH 2 → RCH = CH 2 + Ph 3 PO
RCH=CH 2 + R 2 BH → RCH 2 -CH 2 BR 2
RCH2 - CH2BR2 + H2O2 → RCH2 - CH2OH + " HOBR2 "

Los reactivos de Sililmetil Grignard son reactivos nucleofílicos para la hidroximetilación de cetonas: [6]

R 2 C=O + ClMgCH 2 SiR' 3 → R 2 C(OMgCl)CH 2 SiR' 3
R 2 C (OMgCl) CH 2 SiR' 3 + H 2 O + H 2 O 2 → R 2 C (OH) CH 2 OH + "HOSiR' 3 "

Reacciones de compuestos hidroximetilados.

Una reacción común de los compuestos hidroximetilados es una reacción adicional con un segundo equivalente de un enlace XH activo:

hidroximetilación: XH + CH 2 O → X-CH 2 OH
reticulación: XH + X-CH 2 OH → X-CH 2 -X + H 2 O

Este patrón se ilustra con el uso de formaldehído en la producción de diversos polímeros y resinas a partir de condensaciones de fenol-formaldehído ( baquelita , novolaca y calixarenos ). Se produce una reticulación similar en las resinas de urea-formaldehído .

La hidroximetilación de los enlaces NH y PH a menudo puede revertirse mediante una base. Esta reacción se ilustra con la preparación de tris(hidroximetil)fosfina: [7]

[P(CH2OH ) 4 ] Cl + NaOH → P(CH2OH ) 3 + H2O + H2C = O + NaCl

Cuando se realiza en presencia de agentes clorantes, la hidroximetilación conduce a la clorometilación, como lo ilustra la clorometilación de Blanc .

Relacionado

Referencias

  1. ^ Juan Hooz; Jorge Cabezas; Sergio Musmanni; José Calzada (1990). "Propargilación de haluros de alquilo: (E)-6,10-Dimetil-5,9-Undecadien-1-Yne y (E)-7,11-Dimetil-6,10-Dodecadien-2-yn-1-ol" . Síntesis orgánicas . 69 : 120. doi : 10.15227/orgsyn.069.0120. hdl : 10669/87920 .
  2. ^ Robert K. Boeckman hijo; Douglas J. Tusch; Kyle F. Biegasiewicz (2015). "α-hidroximetilación asimétrica directa organocatalizada de aldehídos". Síntesis orgánicas . 92 : 320–327. doi : 10.15227/orgsyn.092.0320 .
  3. ^ Svara, Jürgen; Weferling, Norberto; Hofmann, Thomas (2006). "Compuestos de fósforo orgánicos". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi :10.1002/14356007.a19_545.pub2. ISBN 3527306730.
  4. ^ Greco, Carolina M.; Kunderfranco, Paolo; Rubino, Marcello; Larcher, Verónica; Carullo, Pierluigi; Anselmo, Aquiles; Kurz, Kerstin; Carell, Thomas; Angius, Andrea; Latrónico, Michael VG; Papait, Roberto; Condorelli, Gianluigi (2016). "La hidroximetilación del ADN controla la expresión de genes de cardiomiocitos en el desarrollo y la hipertrofia". Comunicaciones de la naturaleza . 7 : 12418. Código Bib : 2016NatCo...712418G. doi : 10.1038/ncomms12418. PMC 4976219 . PMID  27489048. 
  5. ^ Eric J. Leopold (1986). "Hidroboración selectiva de un 1,3,7-trieno: homogeraniol". Síntesis orgánicas . 64 : 164. doi : 10.15227/orgsyn.064.0164.
  6. ^ Kohei Tamao; Neyoshi Ishida; Yoshihiko Ito; Makoto Kumada (1990). "Hidroximetilación nucleófila por el reactivo (isopropoxidimetilsilil) metil Grignard: 1- (hidroximetil) ciclohexanol de ciclohexanona". Síntesis orgánicas . 69 : 96. doi : 10.15227/orgsyn.069.0096.
  7. ^ M. Caporali, L. Gonsalvi, F. Zanobini, M. Peruzzini (2011). "Síntesis del ligando PTN(Me) bidentado (P,N) soluble en agua" . Síntesis inorgánicas. vol. 35. págs. 92-108. doi :10.1002/9780470651568.ch5.{{cite book}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  8. ^ Gaudry, Michel; Jasor, Yves; Khac, Trung Bui (1979). "Condensación regioselectiva de Mannich con trifluoroacetato de dimetil (metilen) amonio: 1- (dimetilamino) -4-metil-3-pentanona". Síntesis orgánicas . 59 : 153. doi : 10.15227/orgsyn.059.0153.