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Cianación

En síntesis orgánica , la cianación es la unión o sustitución de un grupo cianuro en varios sustratos . Estas transformaciones son de gran valor porque generan bonos CC. Además, los nitrilos son grupos funcionales versátiles.

Cianación para formar nitrilos sp 3

Normalmente, los alquilnitrilos se forman mediante cianación de tipo SN 1 o SN 2 con alquil electrófilos. Es ilustrativa la síntesis de cianuro de bencilo mediante la reacción de cloruro de bencilo y cianuro de sodio. [1] En algunos casos se utiliza cianuro cuproso en lugar de cianuro de sodio. [2]

La cianación de cetonas o aldehídos produce las cianhidrinas correspondientes , que se pueden realizar directamente con el ion cianuro (la reacción de cianhidrina ) o usando bisulfito, seguido del desplazamiento del sulfito: [3] [4]

Cianación de aldehído con bisulfito.

Una reacción relacionada es la hidrocianación , que instala los elementos de H-CN.

Cianación de arenos

La cianación de arenos ofrece acceso a derivados del ácido benzoico , así como la utilidad de los propios arilnitrilos como productos químicos finos:

Se conocen una variedad de vías mecánicamente distintas para los cianato arenos:

Con areno como electrófilo de dos electrones

Mientras que la reacción clásica de Rosenmund Von-Braun utiliza cianuro estequiométrico de cobre (I) como fuente de cianación, [5] se han desarrollado variantes más nuevas que son catalíticas en cobre : ​​[6]

Además, se han explorado ampliamente las cianaciones de haluros de arilo catalizadas por paladio . Generalmente, el KCN o su sustituto menos tóxico Zn(CN) 2 se utilizan como fuentes de cianuro nucleófilo . Para disminuir aún más los problemas de toxicidad , también se ha utilizado ferricianuro de potasio como fuente de cianuro. Se cree que los ciclos catalíticos proceden a través de una vía estándar de Pd (0/II) con eliminación reductiva que forja el enlace CC clave. La desactivación de Pd(II) con exceso de cianuro es un problema común. [7] Se han desarrollado condiciones de catálisis de paladio para yoduros, bromuros e incluso cloruros de arilo: [8]

Las cianuraciones catalizadas por níquel evitan el uso de metales preciosos y pueden aprovechar el cianuro de bencilo o el acetonitrilo como fuente de cianuro, mediante la escisión reductora del enlace CC: [9]

La cianación de Sandmeyer es un medio para convertir derivados de anilina en benzonitrilos. [10] Generalmente se postula que la cianación es de dos electrones, mientras que con mediadores radicales en ausencia de metales, la reacción probablemente sea radical. [11]

Con areno como nucleófilo de dos electrones

Los arenos metalados se pueden cianar con fuentes de cianuro electrófilo , incluidas cianamidas , cianatos , dimetilmalononitrilo o (etoximetileno)cianoacetato de etilo. Estos métodos pueden proceder con o sin mediación de metales de transición: [12]

Con areno como electrófilo radical

Se conocen enfoques radicales para la cianación de areno CH . Los mediadores fotoredox (metálicos u orgánicos) son los más comunes: [13] [14]

Referencias

  1. ^ Adams, Roger; Thal, AF (1922). "Cianuro de bencilo". Síntesis orgánicas . 2 : 9. doi : 10.15227/orgsyn.002.0009.
  2. ^ JV Supniewski; PL Salzberg (1928). "Cianuro de alilo". Org. Sintetizador . 8 : 4. doi : 10.15227/orgsyn.008.0004.
  3. ^ Mowry, David T. (1948). "La preparación de nitrilos". Reseñas químicas . 42 (2): 189–283. doi :10.1021/cr60132a001. ISSN  0009-2665. PMID  18914000.
  4. ^ Corson, BB; Esquivar, RA; Harris, SA; Sí, JS (1926). "Ácido mandélico". Org. Sintetizador . 6 : 58. doi : 10.15227/orgsyn.006.0058.
  5. ^ Warzecha, Klaus-Dieter. "Sustitución por cianuro de bromobenceno".
  6. ^ Wu, Jeff (2002). "Reacción catalítica de Rosenmund-von Braun en líquidos iónicos a base de haluros". Letras de tetraedro . 43 (3): 387–389. doi :10.1016/s0040-4039(01)02168-2.
  7. ^ Cohen, Daniel (2015). "Cianación suave catalizada por paladio de haluros y triflatos de (hetero) arilo en medios acuosos". Cartas Orgánicas . 17 (2): 202–205. doi : 10.1021/ol5032359 . PMC 4301087 . PMID  25555140. 
  8. ^ Jin, Fuqiang (2000). "Reacciones de cianación de cloruros de arilo catalizadas por paladio". Letras de tetraedro . 41 (18): 3271–3273. doi :10.1016/s0040-4039(00)00384-1.
  9. ^ Ueda, Yohei (2019). "Cianación catalizada por níquel de haluros y triflatos de arilo utilizando acetonitrilo mediante escisión del enlace C-CN asistida por 1,4-bis (trimetilsilil) -2,3,5,6-tetrametil-1,4-dihidropirazina". Ciencia Química . 10 (4): 994–999. doi : 10.1039/c8sc04437f . PMC 6349056 . PMID  30774893. 
  10. ^ HT Clarke; RR Leer (1925). "o-Tolunitrilo y p-Tolunitrilo". Org. Sintetizador . 4 : 69. doi : 10.15227/orgsyn.004.0069.
  11. ^ Barbero, Margarita (2016). "Cianación Sandmeyer sin cobre de o-bencenodisulfonimidas de arendiazonio". Química Orgánica y Biomolecular . 14 (4): 1437-1441. doi :10.1039/c5ob02321a. hdl : 2318/1554335 . PMID  26676962.
  12. ^ Reeves, Jonathan (2015). "Transnitrilación de dimetilmalononitrilo a reactivos de aril Grignard y litio: un método práctico para la síntesis de aril nitrilo". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 137 (29): 9481–9488. doi :10.1021/jacs.5b06136. PMID  26151426.
  13. ^ Ravelli, Davide; Protti, Stefano; Fagnoni, Maurizio (2016). "Reacciones de formación de enlaces carbono-carbono a través de intermedios fotogenerados". Reseñas químicas . 116 (17): 9850–9913. doi : 10.1021/acs.chemrev.5b00662. PMID  27070820.
  14. ^ Li, Jie Jack (2015). Activación del enlace CH en síntesis orgánica . Prensa CRC, Grupo Taylor & Francis.