Las reglas de Baldwin en química orgánica son una serie de pautas que describen las ventajas relativas de las reacciones de cierre de anillo en compuestos alicíclicos . Fueron propuestos por primera vez por Jack Baldwin en 1976. [1] [2]
Las reglas de Baldwin analizan las tasas relativas de cierres de anillos de estos distintos tipos. Estos términos no pretenden describir la probabilidad absoluta de que se produzca o no una reacción, sino que se utilizan en un sentido relativo. Una reacción desfavorecida (lenta) no tiene una velocidad que pueda competir eficazmente con una reacción alternativa favorecida (rápida). Sin embargo, se podrá observar el producto desfavorecido si no hay reacciones alternativas más favorables.
La normativa clasifica los cierres de anillas de tres formas:
el número de átomos en el anillo recién formado
en cierres de anillo exo y endo , dependiendo de si el enlace roto durante el cierre del anillo está dentro ( endo ) o fuera ( exo ) del anillo que se está formando.
en la geometría tet , trig y dig del átomo que se ataca, dependiendo de si este carbono electrófilo es tetraédrico ( hibridado sp 3 ), trigonal ( hibridado sp 2 ) o diagonal ( hibridado sp ).
Por tanto, una reacción de cierre de anillo podría clasificarse, por ejemplo, como 5- exo-trig .
Baldwin descubrió que los requisitos de superposición orbital para la formación de enlaces favorecen sólo ciertas combinaciones de tamaño de anillo y los parámetros exo/endo/dig/trig/tet . Aquí se pueden ver modelos 3D interactivos de varios de estos estados de transición (se requiere JavaScript).
A veces existen excepciones a las reglas de Baldwin. Por ejemplo, los cationes a menudo desobedecen las reglas de Baldwin, al igual que las reacciones en las que se incluye un átomo de la tercera fila en el anillo. Una versión ampliada y revisada de las reglas está disponible: [3]
Las reglas se aplican cuando el nucleófilo puede atacar el enlace en cuestión en un ángulo ideal. Estos ángulos son de 180° ( inversión de Walden ) para reacciones exo-tet , 109° ( ángulo de Bürgi-Dunitz ) para reacciones exo-trig y 120° para reacciones endo-dig . Recientemente se revisaron y redefinieron los ángulos de ataque nucleofílico a los alquinos. [4] El "ángulo agudo" de ataque postulado por Baldwin fue reemplazado por una trayectoria similar al ángulo Bürgi-Dunitz. [5]
Una reacción de cierre de anillo 5- endo-digestor fue parte de una síntesis de (+)-Preussin: [8]
Reglas para enolatos
Las reglas de Baldwin también se aplican a las ciclaciones aldólicas que involucran enolatos . [9] [10] Es necesario definir dos nuevos descriptores: enolendo y enolexo , que se refieren a si ambos carbonos del fragmento CC enolato están incorporados al anillo formado o no, respectivamente.
Las reglas son las siguientes: [11]
Excepciones
Estas reglas se basan en evidencia empírica y se conocen numerosas "excepciones". [12] [13] [14] Los ejemplos incluyen:
reacciones que involucran átomos de la tercera fila, como el azufre
Catálisis de metales de transición
Referencias
^ Jack E. Baldwin (1976). "Reglas para el cierre de anillos". J. química. Soc., Química. Comunitario. (18): 734–736. doi :10.1039/C39760000734.( Acceso abierto )
^ Baldwin, JE; et al. (1977). "Reglas para el cierre del anillo: formación de anillos mediante adición conjugada de nucleófilos de oxígeno". J. Org. Química. 42 (24): 3846. doi : 10.1021/jo00444a011.
^ Las reglas de Baldwin: revisadas y ampliadas. Gilmore, K; Mohamed, RK; Alabugin, IV CABLES: Comput. Mol. Ciencia. 2016, 6, 487–514. http://wires.wiley.com/WileyCDA/WiresArticle/wisId-WCMS1261.html doi :10.1002/wcms.1261
^ Gilmore, K.; Alabugin, IV Ciclizaciones de alquinos: revisando las reglas de Baldwin para el cierre de anillos. Química. Rev. 2011. 111, 6513–6556. doi :10.1021/cr200164y
^ Alabugin, I. Gilmore, K.; Manoharan, M. Reglas para el cierre de anillos aniónicos y radicales de alquinos. Mermelada. Chem.Soc. 2011, 133, 12608-12623, doi :10.1021/ja203191f
^ Li, X.; Kyne, RE; Ovaska, Síntesis de TV de anillos carbocíclicos de siete miembros mediante un proceso de reordenamiento de Claisen de ciclación-exo dig 5-exo oxianiónico en tándem asistido por microondas, J. Org. Química. , 2007 , 72 , 6624 doi :10.1021/jo0710432
^ Guan-You Lin, Chun-Yao Yang y Rai-Shung Liu. Síntesis catalizada por oro de derivados de biciclo[4.3.0]nonadieno mediante ciclación en tándem de 6- endo-dig /Nazarov de 1,6-Allenynes J. Org. Química. 2007 , 72, 6753-6757 doi :10.1021/jo0707939
^ Por encima de la cabeza, Mark; Hecht, Sidney M. (1994). "Una síntesis concisa del agente antifúngico (+) -Preussin". Revista de Química Orgánica . 59 (17): 4721–4722. doi :10.1021/jo00096a007.
^ Baldwin, Jack E.; Kruse, Lawrence I. (1977). "Reglas para el cierre de anillos. Control estereoelectrónico en la alquilación endocíclica de enolatos de cetonas". Revista de la Sociedad Química, Comunicaciones Químicas (7): 233. doi :10.1039/C39770000233.
^ Baldwin, J (1982). "Reglas para el cierre de anillos: aplicación a condensaciones aldólicas intramoleculares en sustratos policetónicos". Tetraedro . 38 (19): 2939–2947. doi :10.1016/0040-4020(82)85023-0.
^ MB Smith, J. March, Química orgánica avanzada de March: reacciones, mecanismos y estructura , 6ª ed., Wiley-Interscience, 2007 , ISBN 978-0-471-72091-1
^ J. Clayden, N. Greeves, S. Warren, Química orgánica , 2ª ed., OUP Oxford, 2012 , ISBN 978-0199270293
^ Encontrar el camino correcto: "Reglas para el cierre de anillos" de Baldwin y control estereoelectrónico de ciclizaciones. Alabugina, IV; Gilmore, K. Chem. Commun., 2013, 49, 11246 – 11250. http://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2013/cc/c3cc43872d
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