stringtranslate.com

Alquinilación

En química orgánica , la alquinilación es una reacción de adición en la que se añade un alquino terminal ( −C≡CH ) a un grupo carbonilo ( C=O ) para formar un alcohol α -alquinílico ( R 2 C(−OH)−C≡C−R ). [1] [2]

Cuando el acetiluro se forma a partir del acetileno ( HC≡CH ), la reacción produce un alcohol α- etinilo . Este proceso se conoce a menudo como etinilación . Dichos procesos suelen implicar intermediarios de acetiluro metálico.

Alcance

La principal reacción de interés implica la adición de acetileno ( HC≡HR ) a una cetona ( R2C =O ) o aldehído ( R−CH=O ) :

La reacción se lleva a cabo con retención del triple enlace . En el caso de los aldehídos y las cetonas asimétricas, el producto es quiral , por lo que hay interés en las variantes asimétricas. Estas reacciones implican invariablemente intermediarios de acetiluro metálico.

Esta reacción fue descubierta por el químico John Ulric Nef en 1899 mientras experimentaba con reacciones de sodio elemental , fenilacetileno y acetofenona . [3] [4] Por esta razón, la reacción a veces se conoce como síntesis de Nef . A veces, esta reacción se llama erróneamente reacción de Nef, un nombre que se usa con más frecuencia para describir una reacción diferente (ver reacción de Nef ). [1] [3] [5] El químico Walter Reppe acuñó el término etinilación durante su trabajo con acetileno y compuestos carbonílicos. [1]

En la siguiente reacción ( esquema 1 ), el protón alquino del propiolato de etilo se desprotona con n -butillitio a -78 °C para formar propiolato de etilo de litio al que se añade ciclopentanona formando un alcóxido de litio . Se añade ácido acético para eliminar el litio y liberar el alcohol libre. [6]

Esquema 1. Reacción del propiolato de etilo con n-butillitio para formar el acetiluro de litio.
Esquema 1. Reacción del propiolato de etilo con n-butillitio para formar el acetiluro de litio.

Modificaciones

Se conocen varias modificaciones de las reacciones de alquinilación:

La modificación de Isler
La modificación de Isler

Variantes catalíticas

Se han desarrollado alquinilaciones, incluida la variedad asimétrica, como reacciones catalizadas por metales. [10] [1] También se han desarrollado varias adiciones catalíticas de alquinos a electrófilos en agua. [11]

Usos

La alquinilación se utiliza en la síntesis de productos farmacéuticos , particularmente en la preparación de hormonas esteroides . [12] Por ejemplo, la etinilación de 17-cetosteroides produce importantes medicamentos anticonceptivos conocidos como progestinas . Los ejemplos incluyen medicamentos como Noretisterona , Etisterona y Lynestrenol . [13] La hidrogenación de estos compuestos produce esteroides anabólicos con biodisponibilidad oral , como Noretandrolona . [14]

La alquinilación se utiliza para preparar productos químicos básicos como el alcohol propargílico , [1] [15] butinodiol , 2-metilbut-3-yn-2-ol (un precursor de isoprenos como la vitamina A ), 3-hexino-2,5-diol (un precursor del furaneol ), [16] y sulcatona (un precursor del linalol ).

Condiciones de reacción

En las reacciones estequiométricas en las que intervienen acetiluros de metales alcalinos o alcalinotérreos , el tratamiento previo de la reacción requiere la liberación del alcohol. Para lograr esta hidrólisis , a menudo se emplean ácidos acuosos . [6] [17]

Los disolventes comunes para la reacción incluyen éteres , acetales , dimetilformamida , [1] y dimetilsulfóxido . [18]

Variaciones

Reactivos de Grignard

Los reactivos de Grignard de acetileno o alquinos se pueden utilizar para realizar alquinilaciones en compuestos que son susceptibles de reacciones de polimerización a través de intermediarios de enolato . Sin embargo, la sustitución de litio por acetiluros de sodio o potasio logra resultados similares, lo que a menudo le da a esta ruta pocas ventajas sobre la reacción convencional. [1]

Reacción de Favorski

La reacción de Favorskii es un conjunto alternativo de condiciones de reacción, que implica la prerreacción del acetileno con un hidróxido de metal alcalino como KOH. [1] La reacción procede a través de equilibrios , lo que hace que la reacción sea reversible :

Para superar esta reversibilidad, la reacción a menudo utiliza un exceso de base para atrapar el agua en forma de hidratos . [1]

Química de Reppe

El químico Walter Reppe fue pionero en las etinilaciones catalíticas a escala industrial utilizando acetileno con acetiluros de metales alcalinos y cobre (I) : [1]

Estas reacciones se utilizan para fabricar alcohol propargílico y butinodiol . [15] Los acetiluros de metales alcalinos, que a menudo son más eficaces para las adiciones de cetonas, se utilizan para producir 2-metil-3-butin-2-ol a partir de acetileno y acetona .

Véase también

Reacciones de acoplamiento de alquinos

Referencias

  1. ^ abcdefghij Viehe, Heinz Günter (1969). Química de los acetilenos (1ª ed.). Nueva York: Marcel Dekker, inc. págs. 169 y 207–241. doi : 10.1002/ange.19720840843.
  2. ^ Trost, BM; Li, C.-J. (2014). Química moderna de los alquinos: transformaciones catalíticas y atómicas-económicas . Weinheim: Wiley VCH.
  3. ^ ab Wolfrom, Melville L. (1960). "John Ulric Nef: 1862—1915" (PDF) . Memorias biográficas (1.ª ed.). Washington, DC: Academia Nacional de Ciencias. p. 218. Consultado el 24 de febrero de 2016 .
  4. ^ Nef, John Ulric (1899). "Ueber das Phenylacetylen, seine Salze und seine Halogensubstitutionsproducte". Justus Liebigs Annalen der Chemie . 308 (3): 264–328. doi :10.1002/jlac.18993080303.
  5. ^ Smith, Michael B.; March, Jerry (2007). "Capítulo 16. Adición a enlaces múltiples carbono-hetero". Química orgánica avanzada de March: reacciones, mecanismos y estructura (6.ª ed.). Hoboken, Nueva Jersey: John Wiley & Sons, Inc. págs. 1359-1360. doi :10.1002/9780470084960.ch16. ISBN 9780471720911.
  6. ^ ab Midland, M. Mark; Tramontano, Alfonso; Cable, John R. (1980). "Síntesis de 4-hidroxi-2-alquinoatos de alquilo". The Journal of Organic Chemistry . 45 (1): 28–29. doi :10.1021/jo01289a006.
  7. ^ Jones, ERH; Eglinton, Geoffrey ; Whiting, MC; Shaw, BL (1954). "Etoxiacetileno". Síntesis orgánicas . 34 : 46. doi :10.15227/orgsyn.034.0046.
  8. ^ ab Wang, Zerong, ed. (2009). "Reacción de Arens–Van Dorp (modificación de Isler)". Reacciones y reactivos de nombres orgánicos completos (1.ª ed.). Hoboken, NJ: Wiley-Interscience. doi :10.1002/9780470638859.conrr023. ISBN 9780471704508.
  9. ^ Van Dorp, DA; Arens, JF (1947). "Síntesis de aldehído de vitamina A". Nature . 160 (4058): 189. Bibcode :1947Natur.160..189V. doi : 10.1038/160189a0 . PMID  20256189. S2CID  4137483.
  10. ^ Trost, Barry M.; Weiss, Andrew H. (2009). "La adición enantioselectiva de nucleófilos de alquino a grupos carbonilo". Advanced Synthesis & Catalysis . 351 (7–8): 963–983. doi :10.1002/adsc.200800776. PMC 3864370 . PMID  24353484. 
  11. ^ Li, C.-J. (2010). "El desarrollo de adiciones nucleofílicas catalíticas de alquinos terminales en agua". Acc. Chem. Res . 43 (4): 581–590. doi :10.1021/ar9002587. PMID  20095650.
  12. ^ Sandow, Jürgen; Scheiffele, Ekkehard; Haring, Michael; Neef, Günter; Prezewowsky, Klaus; Stache, Ulrich (2000). "Hormonas". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . doi :10.1002/14356007.a13_089. ISBN 3527306730.
  13. ^ Sondheimer, Franz; Rosenkranz, G.; Miramontes, L.; Djerassi, Carl (1954). "Esteroides. LIV. Síntesis de 19-Nor-17α-etiniltestosterona y 19-Nor-17α-metiltestosterona". Revista de la Sociedad Química Americana . 76 (16): 4092–4094. doi :10.1021/ja01645a010.
  14. ^ Hershberg, EB; Oliveto, Eugene P.; Gerold, Corinne; Johnson, Lois (1951). "Reducción selectiva e hidrogenación de esteroides insaturados". Revista de la Sociedad Química Americana . 73 (11): 5073–5076. doi :10.1021/ja01155a015.
  15. ^ ab Pässler, Peter; Hefner, Werner; Hebilla, Klaus; Meinass, Helmut; Meiswinkel, Andreas; Wernicke, Hans-Jürgen; Ebersberg, Günter; Müller, Richard; Bässler, Jürgen; Behringer, Hartmut; Mayer, Dieter (2008). "Acetileno". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . doi :10.1002/14356007.a01_097.pub3. ISBN 978-3527306732.
  16. ^ Fahlbusch, Karl-Georg; Hammerschmidt, Franz-Josef; Panten, Johannes; Pickenhagen, Wilhelm; Schatkowski, Dietmar; Bauer, Kurt; Garbe, Dorotea; Surburg, Horst (2003). "Sabores y Fragancias". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . doi :10.1002/14356007.a11_141. ISBN 3527306730.
  17. ^ Coffman, Donald D. (1940). "Dimetiletinilcarbinol". Síntesis orgánicas . 40 : 20. doi :10.15227/orgsyn.020.0040.
  18. ^ Sobenina, LN; Tomilín, DN; Petrova, OV; Mikhaleva, AI; Trofimov, BA (2013). "Síntesis de alcoholes propargílicos secundarios a partir de aldehídos aromáticos y heteroaromáticos y acetileno en el sistema KOH-H 2 O-DMSO". Revista Rusa de Química Orgánica . 49 (3): 356–359. doi :10.1134/S107042801303007X. S2CID  94135082.