El reordenamiento de Claisen es una reacción pericíclica exotérmica y concertada (escisión de enlaces y recombinación) . Las reglas de Woodward-Hoffmann muestran una vía de reacción estereoespecífica suprafacial. La cinética es de primer orden y toda la transformación transcurre a través de un estado de transición cíclico altamente ordenado y es intramolecular. Los experimentos cruzados eliminan la posibilidad de que el reordenamiento se produzca mediante un mecanismo de reacción intermolecular y son consistentes con un proceso intramolecular. [6] [7]
Se observan efectos sustanciales de los disolventes en el reordenamiento de Claisen, donde los disolventes polares tienden a acelerar la reacción en mayor medida. Los disolventes con enlaces de hidrógeno dieron las constantes de velocidad más altas. Por ejemplo, las mezclas de disolventes de etanol y agua dan constantes de velocidad 10 veces superiores a las del sulfolano . [8] [9] Se ha demostrado que los reactivos de organoaluminio trivalente, como el trimetilaluminio , aceleran esta reacción. [10] [11]
El reordenamiento de Claisen puede ocurrir en forma de dominó con un reordenamiento de Cope , en cuyo caso el grupo alilo parece atacar la posición para en el anillo: [12]
Claisen aromático con posición orto sustituida
La metasustitución afecta la regioselectividad de este reordenamiento. [13] [14] Por ejemplo, los grupos aceptores de electrones (como el bromuro) en la posición meta dirigen el reordenamiento a la posición orto (71 % del producto orto ), mientras que los grupos donadores de electrones (como el metoxi) dirigen el reordenamiento a la posición para (69% para producto). Además, la presencia de sustituyentes orto conduce exclusivamente a productos de reordenamiento sustituidos en para. [12] Si un aldehído o ácido carboxílico ocupa las posiciones orto o para , la cadena lateral alilo desplaza al grupo, liberándolo como monóxido de carbono o dióxido de carbono , respectivamente. [15] [16]
Reordenamiento de Bellus-Claisen
El reordenamiento de Bellus-Claisen es la reacción de éteres alílicos, aminas y tioéteres con cetenas para dar ésteres, amidas y tioésteres γ,δ-insaturados. [17] [18] [19] Esta transformación fue observada fortuitamente por Bellus en 1979 mediante la síntesis de un intermedio a un insecticida, el piretroide. Las cetenas sustituidas con halógeno (R 1 , R 2 ) se utilizan a menudo en esta reacción por su alta electrofilia. Se han desarrollado numerosos métodos reductores para la eliminación de los α-haloésteres, amidas y tioésteres resultantes. [20] [21] Bellus-Claisen ofrece a los químicos sintéticos una oportunidad única para estrategias de expansión de anillos.
El reordenamiento de Bellus-Claisen
Reordenamiento de Eschenmoser-Claisen
El reordenamiento de Eschenmoser-Claisen se produce calentando alcoholes alílicos en presencia de N , N -dimetilacetamida dimetil acetal para formar una amida γ,δ-insaturada. Esto fue desarrollado por Albert Eschenmoser en 1964. [22] [23] El reordenamiento de Eschenmoser-Claisen se utilizó como un paso clave en la síntesis total de morfina. [24]
El reordenamiento de Eschenmoser-Claisen
Mecanismo: [12]
Mecanismo de Eschenmoser-Claisen
Reordenamiento Irlanda-Claisen
El reordenamiento de Irlanda-Claisen es la reacción de un carboxilato alílico con una base fuerte (como la diisopropilamida de litio ) para dar un ácido carboxílico γ,δ-insaturado . [25] [26] [27] La transposición se produce a través de sililceteno acetal, que se forma atrapando el enolato de litio con clorotrimetilsilano. Al igual que el Bellus-Claisen (arriba), el reordenamiento Irlanda-Claisen puede tener lugar a temperatura ambiente y superior. Los acetales de sililceteno configurados E y Z conducen a productos reordenados anti y syn, respectivamente. [28] Hay numerosos ejemplos de reordenamientos enantioselectivos de Irlanda-Claisen que se encuentran en la literatura para incluir reactivos de boro quirales y el uso de auxiliares quirales. [29] [30]
El reordenamiento Irlanda-Claisen
Reordenamiento de Johnson-Claisen
El reordenamiento de Johnson-Claisen es la reacción de un alcohol alílico con un ortoéster para producir un éster γ,δ-insaturado . [31] Se han utilizado ácidos débiles, como el ácido propiónico, para catalizar esta reacción. Esta reorganización a menudo requiere altas temperaturas (100 a 200 °C) y puede tardar entre 10 y 120 horas en completarse. [32] Sin embargo, el calentamiento asistido por microondas en presencia de arcilla KSF o ácido propiónico ha demostrado aumentos dramáticos en la velocidad de reacción y los rendimientos. [33] [34]
El reordenamiento Johnson-Claisen
Mecanismo: [12]
Mecanismo de Johnson-Claisen
Reordenamiento de Kazmaier-Claisen
El reordenamiento de Kazmaier-Claisen es la reacción de un éster de aminoácido insaturado con una base fuerte (como la diisopropilamida de litio ) y una sal metálica a –78 °C para dar un enolato quelado como intermedio. [35] [36] Si bien se pueden usar diferentes sales metálicas para formar el enolato, el uso de cloruro de zinc da como resultado el mayor rendimiento y la mejor estereoespecificidad. [37] La especie de enolato se reorganiza a –20 °C para formar un aminoácido con una cadena lateral alílica en posición α. Este método fue descrito por Uli Kazmaier en 1993. [38]
El reordenamiento Kazmaier-Claisen
Reordenamiento de Foto-Claisen
La transposición de Claisen de éteres arílicos también se puede realizar como reacción fotoquímica . Además del producto orto tradicional obtenido en condiciones térmicas (el producto de reordenamiento [3,3]), la variación fotoquímica también da el producto para (producto [3,5]), isómeros alternativos del grupo alilo (por ejemplo, [ 1,3] y [1,5]), y simple pérdida del grupo éter, e incluso pueden transponer éteres alquílicos además de éteres alílicos. La reacción fotoquímica se produce mediante un proceso gradual de escisión de radicales seguido de formación de enlaces en lugar de una reacción pericíclica concertada , lo que por lo tanto permite la oportunidad de una mayor variedad de posibles sustratos e isómeros de productos. [39] Los resultados [1,3] y [1,5] del foto-reordenamiento de Claisen son análogos al foto-reordenamiento de Fries de ésteres arílicos y compuestos acilo relacionados. [40]
Hetero-Claisens
Aza–Claisen
Un iminio puede servir como uno de los restos unidos por pi en el reordenamiento. [41]
Un ejemplo del reordenamiento de Aza-Claisen
Reacción de Chen-Mapp
La reacción de Chen-Mapp, también conocida como reordenamiento de [3,3]-fosforimidato o reacción de Staudinger-Claisen, instala un fosfito en lugar de un alcohol y aprovecha la reducción de Staudinger para convertirlo en una imina. El Claisen posterior está impulsado por el hecho de que un doble enlace P=O es energéticamente más favorable que un doble enlace P=N. [42]
La reacción de Mapp
Reordenamiento de Overman
El reordenamiento de Overman (llamado así en honor a Larry Overman ) es un reordenamiento de Claisen de tricloroacetimidatos alílicos a tricloroacetamidas alílicas. [43] [44] [45]
El reordenamiento de Overman
El reordenamiento de Overman es aplicable a la síntesis de compuestos diamino vecinales a partir de dioles alílicos 1,2-vicinales.
Reordenamiento zwitteriónico de Claisen
A diferencia de los reordenamientos de Claisen típicos que requieren calentamiento, los reordenamientos zwitteriónicos de Claisen tienen lugar a temperatura ambiente o por debajo de ella. Los iones acil -amonio son altamente selectivos para los Z - enolatos en condiciones suaves. [46] [47]
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