Los aniones de nitrilo son el término que se utiliza para referirse al producto orgánico resultante de la desprotonación de los nitrilos de alquilo . El o los protones α del grupo nitrilo son suficientemente ácidos como para sufrir una desprotonación por parte de bases fuertes, generalmente derivadas del litio. Los productos no son aniones sino complejos de organolitio covalentes. De todos modos, estos compuestos de organolitio son reactivos frente a varios electrófilos . [1]
Aunque los aniones nitrilo son funcionalmente similares a los enolatos , el enlace múltiple adicional en los aniones nitrilo les proporciona una geometría similar a la de la cetena . Además, las cianhidrinas desprotonadas pueden actuar como aniones acilo enmascarados, lo que genera productos a los que es imposible acceder solo con enolatos.
Los pK a de los nitrilos abarcan un amplio rango: al menos 20 unidades pK a . Los nitrilos no estabilizados requieren bases de amida de metales alcalinos (como NaNH 2 ) o alquilos metálicos (como butillitio ) para una desprotonación efectiva. En el último caso, se produce la adición competitiva del grupo alquilo al nitrilo.
Los arilacetonitrilos (por ejemplo, el fenilacetonitrilo ) son suficientemente ácidos para sufrir desprotonación con una base acuosa, por ejemplo, bajo catálisis de transferencia de fase . [2] [3] Los aniones nitrilo también pueden participar en adiciones de tipo Michael a enlaces dobles activados y reacciones de vinilación con un número limitado de derivados de acetileno polarizados y sin impedimentos. [4]
Los aniones nitrilo también surgen por adiciones conjugadas a nitrilos α,β-insaturados, [5] reducción, [6] y transmetalación. [7]
Los aniones nitrilo son alquilados por haluros de alquilo . [8]
La principal dificultad de las reacciones de alquilación que emplean aniones nitrilo es la sobrealquilación. En la alquilación de acetonitrilo, por ejemplo, los rendimientos de producto monoalquilado son bajos en la mayoría de los casos. Dos excepciones son las alquilaciones con epóxidos (la carga negativa cercana del epóxido abierto evita una mayor alquilación) y las alquilaciones con especies de cianometilcobre(I). Las reacciones secundarias también pueden presentar un problema; las concentraciones del anión nitrilo deben ser altas para mitigar los procesos que involucran autocondensación, como la reacción de Thorpe-Ziegler . Otras reacciones secundarias importantes incluyen la eliminación del producto de cianuro de alquilo o el material de partida de haluro de alquilo y la formación de amidina . [ cita requerida ]
La ciclización de los ω-epoxi-1-nitrilos proporciona un ejemplo interesante de cómo los factores estereoelectrónicos pueden anular los factores estéricos en las reacciones de sustitución intramolecular. En la ciclización de 1 , por ejemplo, solo se observa el isómero 2 del ciclopropano . Esto se atribuye a una mejor superposición orbital en el estado de transición S N 2 para la ciclización. Los epóxidos 1,1-disustituidos y tetrasustituidos también siguen este principio.
Los nitrilos conjugados que contienen hidrógenos γ pueden desprotonarse en la posición γ para dar aniones estabilizados por resonancia. Estos intermediarios casi siempre reaccionan con selectividad α en las reacciones de alquilación, siendo la excepción a la regla los aniones de nitrilos orto -tolílicos.
La formación de cianhidrinas a partir de compuestos carbonílicos hace que el carbono carbonílico anterior se vuelva ácido. Después de proteger el grupo hidroxilo con un grupo acilo o sililo, las cianhidrinas pueden funcionar esencialmente como aniones acilo enmascarados. Debido a que los grupos protectores de ésteres son lábiles a las bases, se deben emplear bases suaves con cianhidrinas protegidas con ésteres. Los α-(dialquilamino)nitrilos también se pueden utilizar en este contexto. [9]
A continuación se muestran ejemplos de reacciones de arilación y acilación. Aunque las arilaciones intermoleculares que utilizan aniones de nitrilo dan como resultado rendimientos modestos, el procedimiento intramolecular produce eficientemente anillos benzofusionados de cuatro, cinco y seis miembros.
La acilación se puede lograr utilizando una amplia variedad de electrófilos acilo, incluidos carbonatos, cloroformiatos, ésteres , anhídridos y cloruros de ácido . [10] En estas reacciones, se utilizan dos equivalentes de base para impulsar la reacción hacia el producto acilado; el producto acilado es más ácido que el material de partida.
La polialquilación es un problema importante para los nitrilos primarios o secundarios; sin embargo, existen varias soluciones para este problema. La alquilación de cianoacetatos seguida de descarboxilación proporciona una solución. [11]
Los polianiones de nitrilos también pueden generarse mediante desprotonaciones múltiples, y estas especies producen productos polialquilados en presencia de electrófilos de alquilo. [12]
La alquilación de un anión nitrilo seguida de una decianación reductora se empleó en la síntesis de acetato de ( Z )-9-dodecen-1-ilo, la feromona sexual de Paralobesia viteana . [13]
