La reacción de Reimer-Tiemann es una reacción química utilizada para la ortoformilación de fenoles . [1] [2] [3] [4] siendo el ejemplo más simple la conversión de fenol en salicilaldehído . La reacción fue descrita por primera vez por Karl Reimer y Ferdinand Tiemann . [5]
El cloroformo ( 1 ) es desprotonado por una base fuerte (normalmente hidróxido ) para formar el carbanión cloroformo ( 2 ), que se eliminará rápidamente en forma alfa para dar diclorocarbeno ( 3 ); esta es la principal especie reactiva. El hidróxido también desprotonará el fenol ( 4 ) para dar un fenóxido cargado negativamente ( 5 ). La carga negativa se deslocaliza en el anillo aromático, lo que lo hace mucho más nucleofílico. El ataque nucleofílico al diclorocarbeno da como resultado un fenol intermedio sustituido con diclorometilo ( 7 ). Después de la hidrólisis básica, se forma el producto deseado ( 9 ). [6]
En virtud de sus dos grupos cloro que atraen electrones , el carbeno ( 3 ) es altamente deficiente en electrones y es atraído por el fenóxido rico en electrones ( 5 ). Esta interacción favorece la orto -formilación selectiva , en consonancia con otras reacciones de sustitución aromática electrofílica .
Los hidróxidos no son fácilmente solubles en cloroformo, por lo que la reacción generalmente se lleva a cabo en un sistema de disolventes bifásico . En el sentido más simple, esto consiste en una solución acuosa de hidróxido y una fase orgánica que contiene el cloroformo. Por lo tanto, los dos reactivos están separados y deben unirse para que se produzca la reacción. Esto se puede lograr mediante una mezcla rápida, catalizadores de transferencia de fase o un agente emulsionante como el 1,4-dioxano como disolvente.
Por lo general, es necesario calentar la reacción para iniciar el proceso; sin embargo, una vez iniciada, la reacción de Reimer-Tiemann puede ser altamente exotérmica. Esta combinación de propiedades la hace propensa a descontroles térmicos .
La reacción de Reimer-Tiemann es eficaz para otros compuestos hidroxiaromáticos, como los naftoles . [7] También se sabe que reaccionan los heterociclos ricos en electrones, como los pirroles y los indoles .
Los diclorocarbenos pueden reaccionar con alquenos y aminas para formar diclorociclopropanos e isocianuros respectivamente. Por ello, la reacción de Reimer-Tiemann puede resultar inadecuada para sustratos que contengan estos grupos funcionales. Además, muchos compuestos no pueden soportar el calentamiento con hidróxido.
La formilación directa de compuestos aromáticos se puede lograr mediante varios métodos, como la reacción de Gattermann , la reacción de Gattermann-Koch , la reacción de Vilsmeier-Haack o la reacción de Duff ; sin embargo, en términos de facilidad y seguridad de las operaciones, la reacción de Reimer-Tiemann es a menudo la ruta más ventajosa elegida en la síntesis química. De las reacciones mencionadas anteriormente, la reacción de Reimer-Tiemann es la única ruta que no requiere condiciones ácidas y/o anhidras . [2] Además, la reacción de Gattermann-Koch no es aplicable a sustratos fenólicos .
El uso de tetracloruro de carbono en lugar de cloroformo produce un producto de ácido carboxílico en lugar de un aldehído. [8] Por ejemplo, esta variante de reacción con fenol produciría ácido salicílico .
Reimer y Tiemann publicaron varios artículos sobre el tema. [9] [10] [5] [11] Se han revisado los primeros trabajos. [12]