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Reordenamiento de Stevens

El reordenamiento de Stevens en química orgánica es una reacción orgánica que convierte las sales de amonio cuaternario y las sales de sulfonio en las aminas o sulfuros correspondientes en presencia de una base fuerte en un reordenamiento 1,2 . [1]

Descripción general de la reestructuración de Stevens
Descripción general de la reestructuración de Stevens

Los reactivos se pueden obtener por alquilación de las aminas y sulfuros correspondientes. El sustituyente R junto al puente de metileno de la amina es un grupo atractor de electrones .

La publicación original de 1928 de Thomas S. Stevens [2] trataba sobre la reacción de 1-fenil-2-(N,N-dimetilamino)etanona con bromuro de bencilo para obtener la sal de amonio, seguida de la reacción de reordenamiento con hidróxido de sodio en agua para obtener la amina reordenada.

Reordenamiento de Stevens 1928
Reordenamiento de Stevens 1928

Una publicación de 1932 [3] describió la reacción del azufre correspondiente.

Mecanismo de reacción

El mecanismo de reacción del reordenamiento de Stevens es uno de los más controvertidos en la química orgánica. [4] La clave del mecanismo de reacción [5] [6] del reordenamiento de Stevens (explicado para la reacción del nitrógeno) es la formación de un iluro después de la desprotonación de la sal de amonio por una base fuerte. La desprotonación se ve facilitada por las propiedades de atracción de electrones del sustituyente R. Existen varios modos de reacción para la reacción de reordenamiento real.

Una reacción concertada requiere un modo de reacción antarafacial , pero dado que el grupo migratorio muestra retención de configuración, este mecanismo es poco probable.

En un mecanismo de reacción alternativo, el enlace N–C del grupo saliente se escinde homolíticamente para formar un par dirradical ( 3a ). Para explicar la retención de configuración observada, se invoca la presencia de una jaula de disolvente . Otra posibilidad es la formación de un par catión-anión ( 3b ), también en una jaula de disolvente.

Mecanismo de reacción de reordenamiento de Stevens
Mecanismo de reacción de reordenamiento de Stevens

Alcance

Las reacciones en competencia son el reordenamiento de Sommelet-Hauser y la eliminación de Hofmann .

En una aplicación, un reordenamiento doble de Stevens expande un anillo de ciclofano . [7] El iluro se prepara in situ mediante la reacción del compuesto diazo diazomalonato de etilo con un sulfuro catalizado por tetraacetato de dirodio en xileno a reflujo .

Aplicación de la reorganización de Stevens

Reacción enzimática

Recientemente, se descubrió que la γ-butirobetaína hidroxilasa , [8] [9] una enzima que participa en la vía de biosíntesis de carnitina humana, cataliza una reacción de formación de enlaces CC de una manera análoga a un reordenamiento de tipo Stevens. [8] [10] El sustrato para la reacción es el meldonio . [11]

Véase también

Referencias

  1. ^ Pine SH (2011). Reordenamientos de sales de amonio cuaternario promovidos por bases. Reacciones orgánicas . págs. 403–464. doi :10.1002/0471264180.or018.04. ISBN 978-0471264187. {{cite book}}: |journal=ignorado ( ayuda )
  2. ^ Stevens TS, Creighton EM, Gordon AB, MacNicol M (1928). "CCCCXXIII.—Degradación de sales de amonio cuaternario. Parte I". J. Chem. Soc. : 3193–3197. doi :10.1039/JR9280003193.
  3. ^ Stevens, TS; et al. (1932). "8. Degradación de sales de amonio cuaternario. Parte V. Reordenamiento molecular en compuestos de azufre relacionados". J. Chem. Soc. : 69. doi :10.1039/JR9320000069.
  4. ^ Bhakat, S (2011). "El controvertido mecanismo de reacción del reordenamiento de Stevens: una revisión". J. Chem. Pharm. Res . 3 (1): 115–121.
  5. ^ MB Smith, J March. Química orgánica avanzada de March (Wiley, 2001) ( ISBN 0-471-58589-0
  6. ^ Aplicaciones estratégicas de reacciones con nombre en síntesis orgánica Laszlo Kurti, Barbara Czako Academic Press (4 de marzo de 2005 ) ISBN 0-12-429785-4 
  7. ^ Expansión del anillo del macrociclo por reordenamiento doble de Stevens Keisha K. Ellis-Holder, Brian P. Peppers, Andrei Yu. Kovalevsky y Steven T. Diver Org. Lett.; 2006 ; 8(12) pp. 2511–2514; (Carta) doi :10.1021/ol060657a
  8. ^ ab Leung IKH, Krojer TJ, Kochan GT, Henry L, von Delft F, Claridge TDW, Oppermann U, McDonough MA, Schofield CJ (diciembre de 2010). "Estudios estructurales y mecanísticos sobre la γ-butirobetaína hidroxilasa". Chem. Biol . 17 (12): 1316–24. doi : 10.1016/j.chembiol.2010.09.016 . PMID  21168767.
  9. ^ Tars K, Rumnieks J, Zeltins A, Kazaks A, Kotelovica S, Leonciks A, Sharipo J, Viksna A, Kuka J, Liepinsh E, Dambrova M (agosto de 2010). "Estructura cristalina de la gamma-butirobetaína hidroxilasa humana". Bioquímica. Biofísica. Res. Comunitario . 398 (4): 634–9. doi :10.1016/j.bbrc.2010.06.121. PMID  20599753.
  10. ^ Henry L, Leung IKH, Claridge TDW, Schofield CJ (agosto de 2012). "La γ-butirobetaína hidroxilasa cataliza un reordenamiento de tipo Stevens". Bioorg. Med. Chem. Lett . 22 (15): 4975–4978. doi :10.1016/j.bmcl.2012.06.024. PMID  22765904.
  11. ^ Simkhovich BZ, Shutenko ZV, Meirena DV, Khagi KB, Mezapuķe RJ, Molodchina TN, Kalviņs ​​IJ, Lukevics E (enero de 1988). "3-(2,2,2-Trimetilhidrazinio)propionato (THP): un nuevo inhibidor de la gamma-butirobetaína hidroxilasa con propiedades cardioprotectoras". Biochem. Pharmacol . 37 (2): 195–202. doi :10.1016/0006-2952(88)90717-4. PMID  3342076.