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Hidroximetilación

La hidroximetilación es una reacción química que instala el grupo CH2OH . La transformación se puede implementar de muchas maneras y se aplica tanto a procesos industriales como bioquímicos.

Hidroximetilación con formaldehído

Un método común para la hidroximetilación implica la reacción del formaldehído con enlaces CH y NH activos:

R3C - H + CH2OR3C - CH2OH
R2NH + CH2OR2NCH2OH

Un enlace CH activo típico lo proporciona un acetileno terminal [1] o los protones alfa de un aldehído. [2] En la industria, la hidroximetilación del acetaldehído con formaldehído se utiliza en la producción de pentaeritritol :

Los enlaces PH también son propensos a reaccionar con formaldehído. El cloruro de tetrakis(hidroximetil)fosfonio ([P(CH 2 OH) 4 ]Cl) se produce de esta manera a partir de fosfina (PH 3 ). [3]

Hidroximetilación en la desmetilación

La 5-metilcitosina es un marcador epigenético común. El grupo metilo se modifica por oxidación del grupo metilo en un proceso llamado hidroximetilación: [4]

RCH3 + O RCH2OH

Se cree que esta oxidación es un preludio a la eliminación y regeneración de la citosina.

Reacciones representativas

Una hidroximetilación de aldehídos en dos pasos implica la metilenación seguida de hidroboración-oxidación : [5]

RCHO + Ph 3 P = CH 2 → RCH = CH 2 + Ph 3 PO
RCH = CH2 + R2BHRCH2 - CH2BR2
RCH2 - CH2BR2 + H2O2 RCH2 - CH2OH + " HOBR2 "

Los reactivos de Grignard de sililmetilo son reactivos nucleofílicos para la hidroximetilación de cetonas: [6]

R2C = O + ClMgCH2SiR'3R2C ( OMgCl ) CH2SiR'3
R2C ( OMgCl ) CH2SiR'3 + H2O + H2O2 R2C ( OH ) CH2OH + " HOSiR'3 "

Reacciones de compuestos hidroximetilados

Una reacción común de los compuestos hidroximetilados es una reacción adicional con un segundo equivalente de un enlace XH activo:

hidroximetilación: XH + CH 2 O → X-CH 2 OH
reticulación: XH + X-CH 2 OH → X-CH 2 -X + H 2 O

Este patrón se ilustra con el uso de formaldehído en la producción de diversos polímeros y resinas a partir de condensaciones de fenol-formaldehído ( baquelita , novolaca y calixarenos ). Una reticulación similar ocurre en las resinas de urea-formaldehído .

La hidroximetilación de los enlaces NH y PH puede revertirse con frecuencia mediante una base. Esta reacción se ilustra con la preparación de tris(hidroximetil)fosfina: [7]

[P(CH2OH ) 4 ] Cl + NaOH → P(CH2OH ) 3 + H2O + H2C = O + NaCl

Cuando se realiza en presencia de agentes clorantes, la hidroximetilación conduce a la clorometilación, como lo ilustra la clorometilación de Blanc .

Relacionado

Referencias

  1. ^ Juan Hooz; Jorge Cabezas; Sergio Musmanni; José Calzada (1990). "Propargilación de haluros de alquilo: (E)-6,10-Dimetil-5,9-Undecadien-1-Yne y (E)-7,11-Dimetil-6,10-Dodecadien-2-yn-1-ol" . Síntesis orgánicas . 69 : 120. doi : 10.15227/orgsyn.069.0120. hdl : 10669/87920 .
  2. ^ Robert K. Boeckman Jr; Douglas J. Tusch; Kyle F. Biegasiewicz (2015). "α-Hidroximetilación asimétrica directa organocatalizada de aldehídos". Organic Syntheses . 92 : 320–327. doi : 10.15227/orgsyn.092.0320 .
  3. ^ Svara, Jürgen; Weferling, Norberto; Hofmann, Thomas (2006). "Compuestos de fósforo orgánicos". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi :10.1002/14356007.a19_545.pub2. ISBN 3527306730.
  4. ^ Greco, Carolina M.; Kunderfranco, Paolo; Rubino, Marcello; Larcher, Veronica; Carullo, Pierluigi; Anselmo, Achille; Kurz, Kerstin; Carell, Thomas; Angius, Andrea; Latronico, Michael VG; Papait, Roberto; Condorelli, Gianluigi (2016). "La hidroximetilación del ADN controla la expresión génica de los cardiomiocitos en el desarrollo y la hipertrofia". Nature Communications . 7 : 12418. Bibcode :2016NatCo...712418G. doi :10.1038/ncomms12418. PMC 4976219 . PMID  27489048. 
  5. ^ Eric J. Leopold (1986). "Hidroboración selectiva de un 1,3,7-trieno: homogeraniol". Organic Syntheses . 64 : 164. doi :10.15227/orgsyn.064.0164.
  6. ^ Kohei Tamao; Neyoshi Ishida; Yoshihiko Ito; Makoto Kumada (1990). "Hidroximetilación nucleofílica por el reactivo de Grignard (isopropoxidimetilsilil)metilo: 1-(hidroximetil)ciclohexanol a partir de ciclohexanona". Organic Syntheses . 69 : 96. doi :10.15227/orgsyn.069.0096.
  7. ^ M. Caporali, L. Gonsalvi, F. Zanobini, M. Peruzzini (2011). Síntesis del ligando bidentado (P,N) soluble en agua PTN(Me) . Síntesis inorgánica. Vol. 35. págs. 92–108. doi :10.1002/9780470651568.ch5.{{cite book}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  8. ^ Gaudry, Michel; Jasor, Yves; Khac, Trung Bui (1979). "Condensación de Mannich regioselectiva con trifluoroacetato de dimetil(metileno)amonio: 1-(dimetilamino)-4-metil-3-pentanona". Organic Syntheses . 59 : 153. doi :10.15227/orgsyn.059.0153.