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Reordenamiento de Meyer-Schuster

El reordenamiento de Meyer-Schuster es la reacción química descrita como un reordenamiento catalizado por ácido de alcoholes propargílicos secundarios y terciarios a cetonas α,β-insaturadas si el grupo alquino es interno y aldehídos α,β-insaturados si el grupo alquino es terminal. [1] Swaminathan y Narayan, [2] Vartanyan y Banbanyan, [3] y Engel y Dudley han publicado reseñas , [4] la última de las cuales describe formas de promover el reordenamiento de Meyer-Schuster sobre otras reacciones disponibles para los alcoholes propargílicos. .

El reordenamiento de Meyer-Schuster
El reordenamiento de Meyer-Schuster

Mecanismo

Reordenamiento de Meyer-Schuster
Reordenamiento de Meyer-Schuster

El mecanismo de reacción [5] comienza con la protonación del alcohol que sale en una reacción E1 para formar el aleno a partir del alquino . Al ataque de una molécula de agua sobre el carbocatión y a la desprotonación le sigue la tautomerización para dar el compuesto carbonílico α,β-insaturado .

Edens et al. han investigado el mecanismo de reacción. [6] Descubrieron que se caracterizaba por tres pasos principales: (1) la rápida protonación del oxígeno, (2) el paso lento que determina la velocidad , que comprende el desplazamiento 1,3 del grupo hidroxi protonado, y (3) la Tautomerismo cetoenol seguido de una rápida desprotonación.

En un estudio del paso limitante de la velocidad de la reacción de Meyer-Schuster, Andrés et al. demostró que la fuerza impulsora de la reacción es la formación irreversible de compuestos carbonílicos insaturados a través de iones carbonio . [7] También descubrieron que la reacción era asistida por el disolvente. Esto fue investigado más a fondo por Tapia et al. quienes demostraron que la jaula de solvente estabiliza el estado de transición. [8]

Reordenamiento de rupias

La reacción de alcoholes terciarios que contienen un grupo α- acetilénico no produce los aldehídos esperados, sino más bien metilcetonas α,β-insaturadas a través de un intermedio enino . [9] [10] Esta reacción alternativa se llama reacción de Rupe y compite con el reordenamiento de Meyer-Schuster en el caso de los alcoholes terciarios.

El reordenamiento de la rupa
El reordenamiento de la rupa
Mecanismo de reordenamiento de la rupa
Mecanismo de reordenamiento de la rupa

Uso de catalizadores

Si bien el reordenamiento tradicional de Meyer-Schuster utiliza condiciones duras con un ácido fuerte como catalizador, esto introduce competencia con la reacción de Rupe si el alcohol es terciario. [2] Se han utilizado con éxito condiciones más suaves con catalizadores basados ​​en metales de transición y ácidos de Lewis (por ejemplo, catalizadores basados ​​en Ru- [11] y Ag [12] ). Cadierno et al. informan el uso de radiación de microondas con InCl como catalizador para obtener excelentes rendimientos con tiempos de reacción cortos y una estereoselectividad notable . [13] A continuación se ofrece un ejemplo de su artículo:

Catálisis asistida por microondas de Cadierno et al.
Catálisis asistida por microondas de Cadierno et al.

Aplicaciones

El reordenamiento de Meyer-Schuster se ha utilizado en una variedad de aplicaciones, desde la conversión de ω-alquinil-ω-carbinol lactamas en enamidas usando PTSA catalítico [14] hasta la síntesis de tioésteres α,β-insaturados a partir de propargilo sustituido con γ-azufre. alcoholes [15] a la transposición de 3-alquinil-3-hidroxil-1H - isoindoles en condiciones ligeramente ácidas para dar compuestos carbonílicos α,β-insaturados. [16] Sin embargo, una de las aplicaciones más interesantes es la síntesis de una parte de paclitaxel de forma diastereoméricamente selectiva que conduce únicamente al E -alqueno. [17]

Parte de la síntesis de taxol mediante el reordenamiento de Meyer-Schuster.
Parte de la síntesis de taxol mediante el reordenamiento de Meyer-Schuster.

El paso mostrado anteriormente tuvo un rendimiento del 70 % (91 % cuando el subproducto se convirtió en el producto Meyer-Schuster en otro paso). Los autores utilizaron el reordenamiento de Meyer-Schuster porque querían convertir una cetona impedida en un alqueno sin destruir el resto de su molécula.

Referencias

  1. ^ Meyer, KH; Schuster, K. Ber. 1922 , 55 , 819.( doi :10.1002/cber.19220550403)
  2. ^ ab Swaminathan, S.; Narayan, KV "Los reordenamientos de Rupe y Meyer-Schuster" Chem. Rev. 1971 , 71 , 429–438. (Revisar)
  3. ^ Vartanyan, SA; Banbanyan, SO Russ. Química. Rev. 1967 , 36 , 670. (Revisión)
  4. ^ Engel, DA; Dudley, GB Química orgánica y biomolecular 2009 , 7 , 4149–4158. (Revisar)
  5. ^ Li, JJ En el reordenamiento de Meyer-Schuster ; Nombre Reacciones: una colección de mecanismos de reacción detallados; Springer: Berlín, 2006; págs. 380–381.( doi :10.1007/978-3-642-01053-8_159)
  6. ^ Edén, M.; Boerner, D.; Chase, CR; Nass, D.; Schiavelli, MD J. Org. Química. 1977 , 42 , 3403–3408. ( doi :10.1021/jo00441a017)
  7. ^ Andrés, J.; Cárdenas, R.; Silla, E.; Tapia, O. J. Am. Química. Soc. 1988 , 110 , 666–674. ( doi :10.1021/ja00211a002)
  8. ^ Tapia, O.; Lluch, JM; Cárdena, R.; Andrés, J. J. Am. Química. Soc. 1989 , 111 , 829–835. ( doi :10.1021/ja00185a007)
  9. ^ Rupa, H.; Kambli, E. Helv. Chim. Acta 1926 , 9 , 672. ( doi :10.1002/hlca.19260090185)
  10. ^ Li, JJ En reordenamiento de rupias ; Nombre Reacciones: una colección de mecanismos de reacción detallados; Springer: Berlín, 2006; págs. 513–514.( doi :10.1007/978-3-642-01053-8_224)
  11. ^ Cadierno, V.; Ganchillo, P.; Gimeno, J. Synlett 2008 , 1105–1124. ( doi :10.1055/s-2008-1072593)
  12. ^ Sugawara, Y.; Yamada, W.; Yoshida, S.; Ikeno, T.; Yamada, TJ Am. Química. Soc. 2007 , 129 , 12902-12903. ( doi :10.1021/ja074350y)
  13. ^ Cadierno, V.; Francos, J.; Gimeno, J. Tetraedro Lett. 2009 , 50 , 4773–4776.( doi :10.1016/j.tetlet.2009.06.040)
  14. ^ Chihab-Eddine, A.; Daich, A.; Jilale, A.; Decroix, B. J. Heterocicl. Química. 2000 , 37 , 1543–1548.( doi :10.1002/jhet.5570370622)
  15. ^ Yoshimatsu, M.; Naito, M.; Kawahigashi, M.; Shimizu, H.; Kataoka, TJ Org. Química. 1995 , 60 , 4798–4802.( doi :10.1021/jo00120a024)
  16. ^ Omar, EA; Tu, C.; Wigal, CT; Braun, LL J. Heterocicl. Química. 1992 , 29 , 947–951.( doi :10.1002/jhet.5570290445)
  17. ^ Crich, D.; Natarajan, S.; Crich, JZ Tetrahedron 1997 , 53 , 7139–7158.( doi :10.1016/S0040-4020(97)00411-0)