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Condensación de Pechmann

La condensación de Pechmann es una síntesis de cumarinas , a partir de un fenol y un ácido carboxílico o éster que contiene un grupo β- carbonilo . [1] La condensación se realiza en condiciones ácidas. El mecanismo implica una esterificación/transesterificación seguida de un ataque del carbonilo activado en posición orto al oxígeno para generar el nuevo anillo. El paso final es una deshidratación, como se observa después de una condensación aldólica . Fue descubierta por el químico alemán Hans von Pechmann [2] .

Mecanismo

Para sintetizar derivados de cumarina, los β-cetoésteres se pueden condensar con fenoles en condiciones ácidas. [3] En este caso, primero se produce una reacción de transesterificación con la formación del éster fenólico. A esto le sigue el cierre del anillo, similar a la alquilación de Friedel-Crafts .

Mecanismo de reacción de Pechmann 1

Ejemplos

Con fenoles simples, las condiciones son duras, aunque los rendimientos aún pueden ser buenos. [4]

La condensación de Pechmann aplicada a la 4-metilcumarina

Con fenoles altamente activados como el resorcinol , la reacción puede llevarse a cabo en condiciones mucho más suaves, lo que proporciona una vía útil para obtener derivados de umbeliferona :

La condensación de Pechmann aplicada a la 7-hidroxi-4-metilcumarina
La condensación de Pechmann aplicada a la 7-hidroxi-4-metilcumarina

Para las cumarinas no sustituidas en la posición 4, el método requiere el uso de ácido formilacético o éster. Estos son inestables y no están disponibles comercialmente, pero el ácido se puede producir in situ a partir de ácido málico y ácido sulfúrico por encima de los 100 °C. Tan pronto como se forma, el ácido formilacético realiza la condensación de Pechmann. En el ejemplo mostrado, se produce la propia umbeliferona, aunque con un bajo rendimiento:

La condensación de Pechmann aplicada a la umbeliferona
La condensación de Pechmann aplicada a la umbeliferona

Estudios mecanísticos

El mecanismo de la reacción se ha estudiado en detalle con tratamiento teórico. [5]

El estudio muestra que la reacción se produce en la forma oxo y no en la forma enólica. Se han propuesto tres rutas oxo diferentes.

Ciclación de cromonas de Simonis

En una variación, la reacción de fenoles y beta-cetoésteres y pentóxido de fósforo produce una cromona . Esta reacción se llama ciclización de cromona de Simonis . [6] [7] La ​​cetona en el cetoéster se activa con P 2 O 5 para la reacción con el grupo hidroxilo del fenol primero, el grupo éster en él se activa luego para el ataque electrofílico del areno.

Véase también

Referencias

  1. ^ JA Joule, K. Mills Química heterocíclica , 4ª edición, Blackwell Science, Oxford, Reino Unido, 2000.
  2. ^ Hv Pechmann (1884). "Neue Bildungsweise der Cumarine. Synthese des Daphnetins". Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft . 17 (1): 929–936. doi :10.1002/cber.188401701248.
  3. ^ JA Joule, K. Mills Química heterocíclica , 4ª edición, Blackwell Science, Oxford, Reino Unido, 2000.
  4. ^ Eugene H. Woodruff, Organic Syntheses, Coll. Vol. 3 , p. 581. Disponible en línea Archivado el 14 de mayo de 2011 en Wayback Machine .
  5. ^ Daru, János; Stirling, András (4 de noviembre de 2011). "Mecanismo de la reacción de Pechmann: un estudio teórico". The Journal of Organic Chemistry . 76 (21): 8749–8755. doi :10.1021/jo201439u. PMID  21932799.
  6. ^ E. Petschek, H. Simonis, Ber. 46, 2014 (1913).
  7. ^ Reacciones de nombres: una colección de mecanismos de reacción detallados , Jie Jack Li.