En química orgánica , una reacción de reordenamiento es una clase amplia de reacciones orgánicas en las que el esqueleto de carbono de una molécula se reordena para dar un isómero estructural de la molécula original. [1] A menudo, un sustituyente se mueve de un átomo a otro átomo en la misma molécula, por lo que estas reacciones suelen ser intramoleculares. En el siguiente ejemplo, el sustituyente R pasa del átomo de carbono 1 al átomo de carbono 2:
También se producen reordenamientos intermoleculares.
Un reordenamiento no está bien representado por transferencias de electrones simples y discretas (representadas por flechas curvas en los textos de química orgánica). El mecanismo real por el que los grupos alquilo se mueven, como en el reordenamiento de Wagner-Meerwein , probablemente implica la transferencia fluida del grupo alquilo en movimiento a lo largo de un enlace, no la ruptura y formación de un enlace iónico . En las reacciones pericíclicas , la explicación mediante interacciones orbitales da una mejor imagen que las simples transferencias discretas de electrones. Sin embargo, es posible dibujar flechas curvas para una secuencia de transferencias discretas de electrones que den el mismo resultado que una reacción de reordenamiento, aunque no son necesariamente realistas. En el reordenamiento alílico , la reacción es efectivamente iónica.
Tres reacciones de reordenamiento clave son los reordenamientos 1,2 , las reacciones pericíclicas y la metátesis de olefinas .
Un reordenamiento 1,2 es una reacción orgánica en la que un sustituyente se mueve de un átomo a otro átomo en un compuesto químico. En un desplazamiento de 1,2, el movimiento involucra dos átomos adyacentes, pero son posibles movimientos a distancias mayores. La isomerización esquelética normalmente no se encuentra en el laboratorio, pero es la base de grandes aplicaciones en refinerías de petróleo . En general, los alcanos de cadena lineal se convierten en isómeros ramificados mediante calentamiento en presencia de un catalizador. Los ejemplos incluyen la isomerización de n-butano a isobutano y pentano a isopentano . Los alcanos altamente ramificados tienen características de combustión favorables para los motores de combustión interna. [2]
Otros ejemplos son el reordenamiento de Wagner-Meerwein :
y el reordenamiento de Beckmann , [3] que es relevante para la producción de ciertos nailon : [4]
Una reacción pericíclica es un tipo de reacción con formación y ruptura de múltiples enlaces carbono-carbono en la que el estado de transición de la molécula tiene una geometría cíclica y la reacción progresa de forma concertada. Algunos ejemplos son los cambios de hidruro.
y el reordenamiento de Claisen : [5]
La metátesis de olefinas es un intercambio formal de fragmentos de alquilideno en dos alquenos. Es una reacción catalítica con carbeno , o más exactamente, intermedios del complejo carbeno de metal de transición .
En este ejemplo ( etenólisis) , un par de compuestos vinílicos forman un nuevo alqueno simétrico con expulsión de etileno .
Los reordenamientos 1,3 tienen lugar sobre 3 átomos de carbono. Ejemplos:
