En química orgánica , una reacción de reordenamiento es una amplia clase de reacciones orgánicas en las que el esqueleto carbonado 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 se mueve 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 textos de química orgánica). El mecanismo real de los grupos alquilo en movimiento, como en el reordenamiento de Wagner-Meerwein , probablemente involucra la transferencia del grupo alquilo en movimiento de manera fluida a lo largo de un enlace, no la ruptura y formación de enlaces iónicos . En las reacciones pericíclicas , la explicación por interacciones orbitales da una mejor imagen que las transferencias de electrones discretas simples. Sin embargo, es posible dibujar las flechas curvas para una secuencia de transferencias de electrones discretas que dan el mismo resultado que una reacción de reordenamiento, aunque estas no son necesariamente realistas. En el reordenamiento alílico , la reacción es de hecho iónica.
Las 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 en un compuesto químico. En un desplazamiento 1,2, el movimiento involucra a dos átomos adyacentes, pero es posible que se muevan a distancias mayores. La isomerización esquelética no se encuentra normalmente en el laboratorio, pero es la base de grandes aplicaciones en las 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 de 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 ciertas medias de nailon : [4]
Una reacción pericíclica es un tipo de reacción en la que se forman y rompen múltiples enlaces carbono-carbono, en la que el estado de transición de la molécula tiene una geometría cíclica y la reacción progresa de manera coordinada. Algunos ejemplos son los cambios de hidruro .
y el reordenamiento de Claisen : [5]
La metátesis de olefinas es un intercambio formal de los fragmentos de alquilideno en dos alquenos. Es una reacción catalítica con carbeno o, más precisamente, con intermediarios complejos de carbeno de metales de transición .
En este ejemplo ( etenólisis ), un par de compuestos de vinilo forman un nuevo alqueno simétrico con expulsión de etileno .
Los reordenamientos 1,3 se producen en tres átomos de carbono. Ejemplos:
