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Descarboxilación de Barton

La descarboxilación de Barton es una reacción radicalaria en la que un ácido carboxílico se convierte en un éster de tiohidroxamato (comúnmente denominado éster de Barton). A continuación, el producto se calienta en presencia de un iniciador de radicales y un donante de hidrógeno adecuado para producir el producto descarboxilado. [1] [2] Este es un ejemplo de descarboxilación reductora. Mediante esta reacción es posible eliminar fracciones de ácido carboxílico de los grupos alquilo y reemplazarlas por otros grupos funcionales . [3] [4] (Ver Esquema 1) Esta reacción recibe el nombre de su desarrollador, el químico británico y premio Nobel Sir Derek Barton (1918-1998).

Esquema 1

Mecanismo

La reacción se inicia por escisión homolítica de un iniciador radical, en este caso 2,2'-azobisisobutironitrilo ( AIBN ), al calentar. Luego se abstrae un hidrógeno de la fuente de hidrógeno ( tributilestannano en este caso) para dejar un radical tributilestannilo que ataca al átomo de azufre del éster de tiohidroxamato. El enlace NO del éster de tiohidroxamato sufre homólisis para formar un radical carboxilo que luego sufre descarboxilación y se pierde dióxido de carbono (CO 2 ). El radical alquilo restante (R·) luego abstrae un átomo de hidrógeno del tributilestannano restante para formar el alcano reducido (RH). (Ver Esquema 2) El radical tributilestaño entra en otro ciclo de la reacción hasta que se consume todo el éster de tiohidroxamato.

La ruptura del enlace NO del éster de Barton también puede ocurrir espontáneamente al calentar o por irradiación con luz para iniciar la reacción. En este caso no se requiere un iniciador de radicales, pero sí es necesario un donante de átomos de hidrógeno (átomo de H) para formar el alcano reducido (RH). Los donantes de átomos de H alternativos al tributilestanano incluyen tioles terciarios y organosilanos. [5] El gasto relativo, el olor y la toxicidad asociados con los reactivos de estaño, tiol o silano se pueden evitar llevando a cabo la reacción utilizando cloroformo como disolvente y donante de átomos de H. [6]

También es posible funcionalizar el radical alquilo mediante el uso de otras especies que atrapan radicales (XY + R· -> RX + Y·). [7] La ​​reacción se produce debido a la formación del enlace S-Sn estable y al aumento de la aromaticidad del éster de tiohidroxamato. También hay un aumento general de la entropía debido a la formación de gas que impulsa la reacción.

Véase también

Referencias

  1. ^ Barton, DHR ; Crich, D.; Motherwell, WB (1983). "Métodos nuevos y mejorados para la descarboxilación radical de ácidos". J. Chem. Soc., Chem. Commun. (17): 939. doi :10.1039/C39830000939.
  2. ^ Barton, DHR ; Crich, D.; Motherwell, WB (1983). "Una alternativa práctica a la reacción de Hunsdiecker". Tetrahedron Letters . 24 (45): 4979. doi :10.1016/S0040-4039(01)99826-0.
  3. ^ Barton, DHR ; Crich, D.; Motherwell, WB (1985). "La invención de nuevas reacciones en cadena de radicales. Parte VIII. Química radical de ésteres tiohidroxámicos; Un nuevo método para la generación de radicales de carbono a partir de ácidos carboxílicos". Tetrahedron Letters . 41 (19): 3901. doi :10.1016/S0040-4020(01)97173-X.
  4. ^ Barton, DHR ; Bridon, D.; Zard, SZ; Fernandaz-Picot, I. (1987). "La invención de reacciones radicalarias Parte XV.1 Algunos aspectos mecanísticos de la reorganización descarboxilativa de ésteres tiohidroxámicos". Tetrahedron . 43 (12): 2733. doi :10.1016/S0040-4020(01)86878-2.
  5. ^ Baguley, PA; Walton, JC (4 de diciembre de 1998). "Huida de la tiranía del estaño: la búsqueda de fuentes radicales prácticas libres de cargas metálicas". Angewandte Chemie International Edition . 37 (22): 3072–3082. doi :10.1002/(SICI)1521-3773(19981204)37:22<3072::AID-ANIE3072>3.0.CO;2-9. PMID  29711327.
  6. ^ Ko, EJ; Savage, GP; Williams, CM; Tsanaktsidis, J. (15 de abril de 2011). "Reducción del coste, el olor y la toxicidad de la descarboxilación reductiva de Barton: el cloroformo como fuente de átomos de hidrógeno". Organic Letters . 13 (8): 1944–1947. doi :10.1021/ol200290m. PMID  21438514.
  7. ^ Saraiva, MF; Couri, MRC; Hyaric, ML (2009). "La reacción de radicales libres del éster de Barton: una breve revisión de las aplicaciones". Tetrahedron . 65 (18): 3563. doi :10.1016/j.tet.2009.01.103.

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