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Condensación de aciloína

La condensación de aciloína es un acoplamiento reductor de dos ésteres carboxílicos que utilizan sodio metálico impuro para producir una α-hidroxicetona, también conocida como aciloína . [1] [2] [3]

La condensación de aciloína.
La condensación de aciloína.

La reacción es más exitosa cuando R es alifático y saturado , y generalmente se realiza con un reactivo de cloruro de sililo para atrapar el producto como un éter disilil enediol .

La reacción se realiza en disolventes apróticos con un alto punto de ebullición , como benceno y tolueno , en una atmósfera libre de oxígeno (ya que incluso trazas de oxígeno interfieren con la ruta de reacción y reducen el rendimiento). Los disolventes próticos efectúan la reducción del éster de Bouveault-Blanc en lugar de la condensación.

Independientemente de la dilución , la condensación de aciloína de un diéster favorece la ciclación intramolecular (para todos los anillos excepto los más pequeños) sobre la polimerización intermolecular . Se cree que este efecto se origina en una débil adsorción de los terminales éster en sitios cercanos del sodio metálico.

Ciclización de aciloína de diésteres.

La condensación de aciloína.

La condensación intramolecular de aciloína es un enfoque clásico para la síntesis de anillos alifáticos y "una de las mejores formas de cerrar anillos de 10 miembros o más". [4] Los anillos de 3 miembros no son accesibles a través de la condensación de aciloína, se forman anillos de 5 y 6 miembros con alto rendimiento (80 – 85% de rendimiento), se forman anillos de 4, 7, 10 y 11 miembros en rendimiento moderado (50 – 60 % de rendimiento), [5] se forman anillos de 8 y 9 miembros con un rendimiento pobre a modesto (30 – 40 % de rendimiento) y, finalmente, se forman anillos de 12 miembros y más con rendimientos buenos a excelentes ( >70% de rendimiento). [6] Para anillos más grandes, la insaturación no inhibe la ciclación. [4] Aunque los rendimientos para anillos de 4 miembros y de tamaño mediano son pobres a moderados, la condensación de aciloína constituye una de las primeras reacciones prácticas de ciclación para preparar estos tamaños de anillos desafiantes.

La tropolona se prepara mediante una condensación inicial de aciloína que libera 2-hidroxicicloheptanona: [7]

Ruta a 2-hidroxilcicloheptanona mediante condensación de aciloína
Ruta a 2-hidroxilcicloheptanona mediante condensación de aciloína

El éster dimetílico del ácido sebácico se puede convertir en ciclodecanodiol mediante condensación de aciloína seguida de hidrogenación utilizando un catalizador de cromito de cobre . [8]

Comparación con otras síntesis de anillos.

El método Dieckmann es práctico sólo para anillos de 5 a 8 miembros (con rendimientos modestos para anillos de 7 y 8 miembros). El método Thorpe se modifica más fácilmente mediante una alta dilución (p. ej., 0,001 M en benceno/éter) para permitir la síntesis de anillos grandes, pero los anillos de 4 miembros y de 9 a 13 miembros todavía no son accesibles. La concentración es un factor mucho menos importante para obtener altos rendimientos en la condensación de aciloína, ya que la reacción se produce en la superficie del sodio metálico. [9] Aunque la necesidad de sodio metálico limita la tolerancia del grupo funcional de la reacción, en comparación con reacciones de ciclación más modernas (por ejemplo, esterificación de Yamaguchi, metátesis de olefinas con cierre de anillo), la condensación de aciloína continúa utilizándose en la síntesis de compuestos naturales complejos. Productos para la preparación de sistemas de anillos exigentes. [10]

Mecanismo

El mecanismo consta de cuatro pasos:

  1. Ionización oxidativa de dos átomos de sodio en el doble enlace de dos moléculas de éster.
  2. Acoplamiento tipo Wurtz entre dos moléculas del derivado éster homolítico. Se producen eliminaciones de alcoxi en ambos lados, produciendo una 1,2-dicetona.
  3. Ionización oxidativa de dos átomos de sodio en ambos dobles enlaces de dicetona. Se forma el enediolato de sodio.
  4. Neutralización con agua para formar el enediol, que tautomeriza a aciloína. [11]
La condensación de aciloína.
La condensación de aciloína.

Aditivos

La reacción también produce cantidades estequiométricas de alcóxido base, que puede catalizar la condensación competitiva de Dieckmann . [4] La técnica de Rühlmann  [de] atrapa el alcóxido y la aciloína con trimetilclorosilano para obtener rendimientos considerablemente mejores. [12] El disilil diéter puede luego disociarse con agua acidificada o metanol.

método de Rühlmann
método de Rühlmann

En general, el sodio muy puro produce rendimientos más bajos , ya que la reacción depende de una impureza catalítica de potasio . "La aleación de sodio y potasio es un reductor viable" . [4]

Habitualmente se emplean como disolventes tolueno , dioxano , tetrahidrofurano o dialquiléteres acíclicos . Ventajosamente también se ha utilizado N -metilmorfolina . En algunos casos, permitió una reacción exitosa, donde un producto que de otro modo sería insoluble cubrió la arena de sodio, inhibiendo la reacción .

Ver también

Referencias

  1. ^ Bouveault, L .; Locquin, R. (1905). "Action du sodio sur les éthers des acides monobasiques à fonction simple de la série Grasse" [Efecto del sodio sobre los éteres de ácidos monobásicos monofuncionales de la serie grasa]. Compt. Desgarrar. (en francés). 140 : 1593-1595.
  2. ^ Finley, KT (1964). "La condensación de aciloína como método de ciclación". Química. Apocalipsis 64 (5): 573–589. doi :10.1021/cr60231a004.
  3. ^ Bloomfield, JJ; Owsley, CC; Nelke, JM Org. Reaccionar. 1976 , 23 .
  4. ^ abcd Smith (2020), Química orgánica de marzo , 8.a ed. Rxn. 19-82.
  5. ^ Bloomfield, Jordania J.; Nelke, Janice M. (1977). "Condensación de aciloína en la que se utiliza clorotrimetilsilano como agente atrapador: 1,2-bis (trimetilsililoxi) ciclobuteno y 2-hidroxiciclobutanona". Síntesis orgánicas . 57 : 1. doi : 10.15227/orgsyn.057.0001.
  6. ^ Sanyal, Somorendra Nath (2013). Reacciones, reordenamientos y reactivos . Editores Bharati Bhavan. págs. 77–78. ISBN 978-81-7709-605-7.
  7. ^ Caballero, Jack D.; Cram, Donald J. (1951). "Metabolitos del moho. VI. La síntesis de tropolone". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 73 (9): 4136–4138. doi :10.1021/ja01153a025.
  8. ^ Blomquist, AT; Goldstein, Albert (1956). "1,2-ciclodecanodiol". Síntesis orgánicas . 36 : 12. doi : 10.15227/orgsyn.036.0012.
  9. ^ Norman, República de China (Richard Oswald Chandler) (1993). Principios de síntesis orgánica . Coxon, JM (James Morriss) (3ª ed.). Londres: Blackie Academic & Professional. ISBN 0751401269. OCLC  27813843.
  10. ^ Kürti, László (2005). Aplicaciones estratégicas de reacciones nombradas en síntesis orgánica: antecedentes y mecanismos detallados . Czakó, Bárbara. Ámsterdam: Elsevier Academic Press. ISBN 9780124297852. OCLC  60792519.
  11. ^ Condensación de aciloína
  12. ^ Rühlmann K. (1971). "Die Umsetzung von Carbonsäureestern mit Natrium in Gegenwart von Trimethylchlorsilan" [Reacción de ésteres de ácido carboxílico con sodio en presencia de trimetilclorosilano]. Síntesis (en alemán). 1971 (5): 236–253. doi :10.1055/s-1971-21707.

enlaces externos