cloruro de acilo

La ruta industrial para obtener cloruro de acetilo implica la reacción del anhídrido acético con cloruro de hidrógeno : ^{[ 5 ]}

${\displaystyle {\ce {(CH3CO)2O + HCl -> CH3COCl + CH3CO2H}}}$

El cloruro de propionilo se produce por cloración del ácido propiónico con fosgeno : ^{[ 6 ]}

${\displaystyle {\ce {CH3CH2CO2H + COCl2 -> CH3CH2COCl + HCl + CO2}}}$

El cloruro de benzoílo se produce por hidrólisis parcial del tricloruro de benzoilo : ^{[ 7 ]}

${\displaystyle {\ce {C6H5CCl3 + H2O -> C6H5C(O)Cl + 2 HCl}}}$

De forma similar, los benzotricloruros reaccionan con ácidos carboxílicos para formar el cloruro de ácido. Esta conversión se practica en la reacción del 1,4-bis(triclorometil)benceno para dar cloruro de tereftaloílo :

${\displaystyle {\ce {C6H4(CCl3)2 + C6H4(CO2H)2 -> 2 C6H4(COCl)2 + 2 HCl}}}$

Los cloruros de ácido son útiles para la preparación de amidas, ésteres y anhídridos. Estas reacciones generan cloruro, que puede ser indeseable. Los cloruros de acilo se utilizan para preparar anhídridos de ácido , amidas y ésteres , haciéndolos reaccionar con una sal de un ácido carboxílico , una amina o un alcohol , respectivamente.

Los haluros de ácido son los derivados de acilo más reactivos y pueden convertirse fácilmente en cualquiera de los otros. Los haluros de ácido reaccionan con ácidos carboxílicos para formar anhídridos. Si la estructura del ácido y del cloruro de ácido son diferentes, el producto es un anhídrido mixto. Primero, el ácido carboxílico ataca al cloruro de ácido ( 1 ) para dar el intermedio tetraédrico 2. El intermedio tetraédrico colapsa, expulsando el ion cloruro como grupo saliente y formando la especie oxonio 3. La desprotonación da el anhídrido mixto, 4 , y un equivalente de HCl.

Los alcoholes y las aminas reaccionan con haluros de ácido para producir ésteres y amidas , respectivamente, en una reacción formalmente conocida como reacción de Schotten-Baumann . ^{[ 19 ]} Los haluros de ácido se hidrolizan en presencia de agua para producir ácidos carboxílicos, pero este tipo de reacción rara vez es útil, ya que los ácidos carboxílicos se utilizan típicamente para sintetizar haluros de ácido. La mayoría de las reacciones con haluros de ácido se llevan a cabo en presencia de una base no nucleofílica, como la piridina , para neutralizar el ácido hidrácido que se forma como subproducto.

Los haluros de ácido reaccionan con nucleófilos de carbono, como los reactivos de Grignard y los enolatos , aunque pueden formarse mezclas de productos. Si bien un nucleófilo de carbono reacciona primero con el haluro de ácido para producir una cetona, esta también es susceptible al ataque nucleofílico y puede convertirse en un alcohol terciario. Por ejemplo, cuando el cloruro de benzoílo ( 1 ) se trata con dos equivalentes de un reactivo de Grignard, como el bromuro de metilmagnesio (MeMgBr), se obtiene 2-fenil-2-propanol ( 3 ) con un excelente rendimiento. Aunque la acetofenona ( 2 ) es un intermedio en esta reacción, es imposible aislarla porque reacciona rápidamente con un segundo equivalente de MeMgBr tras su formación. ^{[ 25 ]}

A diferencia de la mayoría de los demás nucleófilos de carbono, los dialquilcupratos de litio —a menudo llamados reactivos de Gilman— pueden adicionarse a los haluros de ácido una sola vez para dar cetonas. Sin embargo, la reacción entre un haluro de ácido y un reactivo de Gilman no es una reacción de sustitución acílica nucleofílica, y se cree que procede a través de una vía radicalaria. ^{[ 26 ]} La síntesis de cetonas de Weinreb también puede utilizarse para convertir haluros de ácido en cetonas. En esta reacción, el haluro de ácido se convierte primero en una N-metoxi-N-metilamida, conocida como amida de Weinreb. Cuando un nucleófilo de carbono —como un reactivo de Grignard o de organolitio— se adiciona a una amida de Weinreb, el metal se quelata mediante los oxígenos del carbonilo y del N-metoxi, lo que impide adiciones nucleofílicas posteriores. ^{[ 27 ]}

Los nucleófilos de carbono, como los reactivos de Grignard , convierten los cloruros de acilo en cetonas , las cuales, a su vez, son susceptibles al ataque del segundo equivalente para producir el alcohol terciario . La reacción de los haluros de acilo con ciertos reactivos de organocadmio se detiene en la etapa de cetona. ^{[ 28 ]} La reacción con reactivos de Gilman también produce cetonas, lo que refleja la baja nucleofilicidad de estos compuestos de diorganocobre de litio. ^{[ 14 ]}

Los cloruros de acilo se reducen con hidruro de litio y aluminio e hidruro de diisobutilaluminio para dar alcoholes primarios. El hidruro de tri-terc-butoxialuminio y litio , un donador de hidruro voluminoso, reduce los cloruros de acilo a aldehídos, al igual que la reducción de Rosenmund utilizando hidrógeno gaseoso sobre un catalizador de paladio envenenado. ^{[ 29 ]}

En la acilación de Friedel-Crafts , los haluros de ácido actúan como electrófilos para _la sustitución aromática electrófila . Un ácido de Lewis —como el cloruro de zinc (ZnCl₂ ₎ , el cloruro de hierro(III) (FeCl₃ ₎ o el cloruro de aluminio (AlCl₃ )— se coordina con el halógeno del haluro de ácido, activando el compuesto hacia el ataque nucleofílico por un anillo aromático activado . Para anillos aromáticos especialmente ricos en electrones, la reacción se produce sin un ácido de Lewis. ^{[ 30 ] [ 12 ] [ 14 ]}

Debido a las duras condiciones y a la reactividad de los intermediarios, esta reacción, que por lo demás resulta bastante útil, tiende a ser engorrosa y perjudicial para el medio ambiente.

Los cloruros de acilo reaccionan con centros metálicos de baja valencia para dar complejos de acilo de metales de transición . Un ejemplo ilustrativo es la adición oxidativa de cloruro de acetilo al complejo de Vaska , que convierte el Ir(I) plano cuadrado en Ir(III) octaédrico: ^{[ 31 ]}

${\displaystyle {\ce {IrCl(CO)(PPh3)2 + CH3COCl -> CH3COIrCl2(CO)(PPh3)2}}}$