La eliminación de selenóxido (también llamada α-selenación) [1] es un método para la síntesis química de alquenos a partir de selenóxidos . Se utiliza más comúnmente para sintetizar compuestos carbonílicos α,β-insaturados a partir de los análogos saturados correspondientes. [2] Está mecanísticamente relacionado con la reacción de Cope .
Después del desarrollo de la eliminación de sulfóxidos como un método eficaz para generar dobles enlaces carbono - carbono , [3] se descubrió que los selenóxidos experimentan un proceso similar, aunque mucho más rápido. La mayoría de los selenóxidos se descomponen en los alquenos correspondientes a temperaturas entre -50 y 40 °C. La evidencia sugiere que la eliminación es sinóptica ; sin embargo, durante la reacción puede producirse epimerización tanto en carbono como en selenio (ambos estereogénicos ). Como los selenóxidos se pueden preparar fácilmente a partir de derivados carbonílicos nucleofílicos ( enoles y enolatos ), [4] la eliminación de selenóxido se ha convertido en un método general para la preparación de compuestos carbonílicos α,β-insaturados.
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La eliminación de los selenóxidos se realiza a través de una vía de eliminación intramolecular de síntesis . Los enlaces carbono- hidrógeno y carbono- selenio son coplanares en el estado de transición. [5]
(2)
La reacción es altamente transselectiva cuando se emplean compuestos de α-fenilselenocarbonilo acíclicos . Se favorece la formación de dobles enlaces conjugados. Los dobles enlaces endocíclicos tienden a predominar sobre los exocíclicos , a menos que no haya hidrógeno sintético disponible en el anillo. El selenio en estas reacciones es casi siempre estereogénico y el efecto de la epimerización del selenio (que está catalizado por ácido y ocurre fácilmente) sobre la reacción de eliminación es casi desconocido. En un ejemplo, la separación y el calentamiento de los selenóxidos 1 y 2 revelaron que 2 se descompone a 0 °C, mientras que 1 , que presumiblemente tiene más dificultades para acceder a la conformación syn necesaria para la eliminación, es estable a 5 °C. [6]
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Los estudios del efecto isotópico cinético han encontrado una proporción de factores preexponenciales de A H / A D de 0,092 para las reacciones de eliminación de sulfóxido, lo que indica que la tunelización cuántica juega un papel importante en el proceso de transferencia de hidrógeno. [7] [8]
La α-sellanilación de compuestos carbonílicos se puede lograr con reactivos selanilantes electrófilos o nucleófilos . Normalmente, en las reacciones de eliminación se utilizan compuestos de fenilseleno simples; Aunque los 2-nitrofenilselenuros reaccionan más rápidamente, su preparación es más costosa y los fenilselenuros suelen reaccionar en minutos. Los reactivos selanilantes electrófilos se pueden utilizar junto con enoles , enolatos o éteres enólicos . Los reactivos fenilselanantes incluyen:
El agente oxidante más común empleado es el peróxido de hidrógeno (H 2 O 2 ). [9] A veces se utiliza en exceso para superar la descomposición catalítica del H 2 O 2 por el selenio; sin embargo, en estas condiciones se ha observado una oxidación no deseada del material de partida. También se ha observado oxidación de productos (a través de la reacción de Baeyer-Villiger , por ejemplo). [10]
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Para sustratos cuyos productos olefinas son sensibles a la oxidación, se puede emplear ácido metacloroperoxibenzoico (mCPBA) como oxidante. Oxida los seleniuros por debajo de la temperatura a la que se descomponen en alquenos; por tanto, todo el oxidante se consume antes de que comience la eliminación. Es necesario amortiguar con una base de amina antes del calentamiento para evitar reacciones secundarias mediadas por ácidos. [11]
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El ozono , que sólo proporciona dioxígeno como subproducto después de la oxidación, se utiliza para oxidar seleniuros cuando se requieren condiciones especiales para la termólisis o cuando se necesita un cuidado extremo durante el procesamiento. Las quinonas se pueden sintetizar a partir de los correspondientes compuestos carbonílicos insaturados cíclicos utilizando este método. [12]
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Los α-fenilselenoaldehídos , que normalmente se obtienen a partir de los correspondientes éteres enólicos , suelen oxidarse con mCPBA u ozono, ya que el peróxido de hidrógeno provoca una sobreoxidación. Las α-fenilselenocetonas se pueden preparar mediante la formación de enolato controlada cinéticamente y atrapando con un reactivo selanilante electrófilo como el cloruro de benceneselenilo. Una segunda desprotonación, que forma un enolato sustituido con selenio, permite la alquilación o hidroxialquilación de estos sustratos. [13]
(7)
Los sustratos sensibles a las bases se pueden selanilar en condiciones catalizadas por ácido (como enoles) usando cloruro de bencenesenilo. El ácido clorhídrico generado durante la selanilación de enol transitorio cataliza la tautomerización . [14]
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La reacción de seleno-Pummerer es una reacción secundaria importante que puede ocurrir en condiciones en las que hay ácido presente. [15] La protonación del intermedio de selenóxido, seguida de la eliminación del hidróxido y la hidrólisis , conduce a compuestos α-dicarbonilo. La reacción no es un problema para los carbonilos más ricos en electrones; generalmente, se observan menos reacciones secundarias en las eliminaciones de ésteres y amidas . [15]
(9)
Una segunda reacción secundaria importante en las reacciones de cetonas y aldehídos es la selanilación del intermedio selenóxido. Este proceso conduce a que los productos de eliminación retengan un enlace carbono-selenio [16] y es más difícil de prevenir que la reacción seleno-Pummerer. Los selenóxidos terciarios, que no pueden sufrir enolización, no reaccionan más con los electrófilos de selenio.
(10)
Las eliminaciones análogas de sulfóxido son generalmente más difíciles de implementar que las eliminaciones de selenóxido. La formación del enlace carbono- azufre generalmente se logra con cloruros de sulfenilo altamente reactivos , que deben prepararse para su uso inmediato. Sin embargo, los sulfóxidos son más estables que los correspondientes selenóxidos y la eliminación suele realizarse como una operación distinta. Esto permite optimizar las condiciones de termólisis (aunque las altas temperaturas requeridas pueden provocar otros procesos térmicos). Además, los sulfóxidos pueden pasar por múltiples etapas sintéticas antes de que se lleve a cabo la eliminación. [17]
(11)
La combinación de silil enol éteres con acetato de paladio (II) (Pd(OAc) 2 ), la oxidación de Saegusa , da enonas . Sin embargo, la reacción requiere cantidades estequiométricas de Pd(OAc) 2 y, por tanto, no es susceptible de síntesis a gran escala. [18] Se han desarrollado variantes catalíticas. [19]
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Para los compuestos β-dicarbonilo, el DDQ se puede utilizar como agente oxidante en la síntesis de enediones. Además, algunos sistemas especializados ofrecen mejores rendimientos tras la oxidación del DDQ. [20]
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{{cite journal}}: Mantenimiento CS1: DOI inactivo a partir de marzo de 2024 ( enlace )