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Reordenamiento de Pummerer

La transposición de Pummerer es una reacción orgánica en la que un sulfóxido de alquilo se transpone a un α- aciloxi - tioéter (monotioacetal - éster) en presencia de anhídrido acético . [1] [2] [3]

La reorganización de Pummerer
La reorganización de Pummerer

La estequiometría de la reacción es:

RS(O)CHR'2 + Ac2O RSC(OAc)R'2 + AcOH

Implementación sintética

Además del anhídrido acético , se han empleado como activadores el anhídrido trifluoroacético y el anhídrido trifluorometanosulfónico . [4] Los nucleófilos comunes además de los acetatos son los arenos, los alquenos, las amidas y los fenoles.

El uso de α-acilosulfóxidos y ácidos de Lewis , como TiCl 4 y SnCl 4 , permite que la reacción se lleve a cabo a temperaturas más bajas (0 °C). [5]

Se puede utilizar cloruro de tionilo en lugar de anhídrido acético para desencadenar la eliminación para formar el intermedio electrofílico y suministrar cloruro como nucleófilo para dar un α-cloro-tioéter: [6]

Ejemplo de transposición de Pummerer utilizando cloruro de tionilo
Ejemplo de transposición de Pummerer utilizando cloruro de tionilo

Otros anhídridos y haluros de acilo pueden dar productos similares. Los ácidos inorgánicos también pueden dar lugar a esta reacción. Este producto puede convertirse en aldehído o cetona por hidrólisis . [7]

Mecanismo

El mecanismo de la transposición de Pummerer comienza con la acilación del sulfóxido ( estructuras de resonancia 1 y 2 ) por anhídrido acético para dar 3 , con acetato como subproducto. El acetato actúa entonces como catalizador para inducir una reacción de eliminación para producir la estructura tial catiónica 4 , con ácido acético como subproducto. Finalmente, el acetato ataca al tial para dar el producto final 5 .

El mecanismo de la reestructuración de Pummerer
El mecanismo de la reestructuración de Pummerer

El electrófilo tial activado puede ser atrapado por varios nucleófilos intramoleculares e intermoleculares para formar enlaces carbono -carbono y enlaces carbono-heteroátomo.

El intermedio es tan electrofílico que incluso se pueden utilizar nucleófilos neutros, incluidos anillos aromáticos con grupos donadores de electrones como el 1,3-benzodioxol : [8]

Ejemplo de la transposición de Pummerer utilizando veratrol
Ejemplo de la transposición de Pummerer utilizando veratrol

Es posible realizar la reorganización utilizando selenio en lugar de azufre. [9]

Fragmentación de Pummerer

Cuando un sustituyente en la posición α puede formar un carbocatión estable , este grupo, en lugar del átomo de hidrógeno α, se eliminará en el paso intermedio. Esta variación se denomina fragmentación de Pummerer . [10] Este tipo de reacción se demuestra a continuación con un conjunto de sulfóxidos y anhídrido trifluoroacético (TFAA):

Fragmentación de Pummerer
Fragmentación de Pummerer

El grupo orgánico "R2" que se muestra en el diagrama de arriba en la parte inferior derecha es el carbocatión violeta de metilo , cuyo pK R+ de 9,4 no es suficiente para compensar la pérdida de H + y, por lo tanto, se produce una reorganización clásica de Pummerer. La reacción de la izquierda es una fragmentación porque el grupo saliente con pK R+ = 23,7 es particularmente estable.

Historia

La reacción fue descubierta por Rudolf Pummerer  [de] , quien la informó en 1909. [11] [12]

Véase también

Referencias

  1. ^ de Lucchi, Ottorino; Miotti, Umberto; Módena, Giorgio (1991). "La reacción de Pummerer de los compuestos sulfinílicos" . vol. 40, págs. 157–184. doi :10.1002/0471264180.o040.03. ISBN 978-0471264187. {{cite book}}: |journal=ignorado ( ayuda )
  2. ^ Padwa, Albert; Gunn, David E. Jr.; Osterhout, Martin H. (1997). "Aplicación de la reacción de Pummerer a la síntesis de carbociclos y heterociclos complejos". Síntesis . 1997 (12): 1353–1377. doi :10.1055/s-1997-1384.
  3. ^ Padwa, Albert; Bur, Scott K.; Danca, Diana M.; Ginn, John D.; Lynch, Stephen M. (2002). "Ciclizaciones iónicas de Pummerer-Mannich enlazadas para la química heterocíclica". Synlett . 2002 (6): 851–862. doi :10.1055/s-2002-31891.
  4. ^ Smith, Laura HS; Coote, Susannah C.; Sneddon, Helen F.; Procter, David J. (2010). "Más allá de la reacción de Pummerer: desarrollos recientes en la química del ion tionio". Angewandte Chemie International Edition . 49 (34): 5832–44. doi :10.1002/anie.201000517. PMID  20583014.
  5. ^ Stamos, Ioannis K. (1986). "Arilación de sulfuros de α-fosforilo a través de sus intermediarios de reordenamiento de Pummerer generados a partir de los sulfóxidos correspondientes". Tetrahedron Letters . 27 (51): 6261–6262. doi :10.1016/S0040-4039(00)85447-7.
  6. ^ Kosugi, Hiroshi; Watanabe, Yasuyuki; Uda, Hisashi (1989). "Reacción de formación de enlaces carbono-carbono mediada por ácido de Lewis utilizando los productos de reordenamiento de Pummerer a partir de beta-hidroxisulfóxidos quirales". Chemistry Letters . 18 (10): 1865–1868. doi :10.1246/cl.1989.1865.
  7. ^ Meffre, Patrick; Durand, Philippe; Le Goffic, François (1999). "Metil (S)-2-ftalimido-4-metiltiobutanoato". Síntesis orgánicas . 76 : 123. doi :10.15227/orgsyn.076.0123.
  8. ^ Ishibashi, Hiroyuki; Miki, Yumiko; Ikeda, Yoshiaki; Kiriyama, Akiko; Ikeda, Masazumi (1989). "Síntesis de α-(metiltio)arilacetamidas y su conversión en algunas aril-etilaminas biológicamente activas". Boletín Biológico y Farmacéutico . 37 (12): 3396–3398. doi : 10.1248/cpb.37.3396 .
  9. ^ Gilmour, Ryan; Prior, Timothy J.; Burton, Jonathan W.; Holmes, Andrew B. (2007). "Un enfoque organocatalítico para el núcleo de la eunicelina". Chemical Communications (38): 3954–6. doi :10.1039/B709322E. PMID  17896044.
  10. ^ Laleu, Benoît; Santarém Machado, Marco; Lacour, Jérôme (25 de mayo de 2006). "Fragmentación de Pummerer frente a reordenamiento de Pummerer: un análisis mecanicista". Chemical Communications (26): 2786–2788. doi :10.1039/b605187a. PMID  17009463.
  11. ^ Pummerer, Rudolph (1909). "Superfenil-sulfoxiessigsäure". Chemische Berichte . 42 (2): 2282–2291. doi :10.1002/cber.190904202126.
  12. ^ Pummerer, Rudolph (1910). "Über Phenylsulfoxy-essigsäure. (II.)". Chemische Berichte . 43 (2): 1401-1412. doi :10.1002/cber.19100430241.