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Alquinilación

En química orgánica , la alquinilación es una reacción de adición en la que un alquino terminal ( −C≡CR' ) se agrega a un grupo carbonilo ( C=O ) para formar un alcohol propargí...

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En química orgánica , la alquinilación es una reacción de adición en la que un alquino terminal ( −C≡CR' ) se agrega a un grupo carbonilo ( C=O ) para formar un alcohol propargílico ( R 2 C(−OH)−C≡C−R' ). [ 1 ] [ 2 ]

Cuando el acetiluro se forma a partir del acetileno ( HC≡CH₃ ), la reacción produce un alcohol α- etinílico . Este proceso se conoce comúnmente como etinilación . Dichos procesos suelen involucrar intermedios de acetiluro metálico .

Implementación

La reacción principal de interés implica la adición del acetileno ( HC≡CR' ) a una cetona ( R2C =O ) o aldehído ( R−CH=O ) :

R 2 C=O + HC≡CR' → R 2 C(OH)C≡CR'

La reacción se produce con retención del triple enlace . En el caso de aldehídos y cetonas asimétricas, el producto es quiral , por lo que existe interés en las variantes asimétricas. Estas reacciones invariablemente involucran intermedios metal- acetiluro .

Esta reacción fue descubierta por el químico John Ulric Nef en 1899 mientras experimentaba con reacciones de sodio elemental , fenilacetileno y acetofenona . [ 3 ] [ 4 ] Por esta razón, a veces se la denomina síntesis de Nef . En ocasiones, esta reacción se llama erróneamente reacción de Nef, un nombre que se usa con más frecuencia para describir una reacción diferente (véase reacción de Nef ). [ 1 ] [ 3 ] [ 5 ] Walter Reppe acuñó el término etinilación durante su trabajo con acetileno y compuestos carbonílicos. [ 1 ]

En una implementación típica, un alquino terminal, por ejemplo, el propiolato de etilo, es desprotonado por el n -butillitio para formar acetilenuro de litio, que se adiciona a las cetonas.

R≡CH + BuLi → RC≡CLi + BuH
R≡CLi + R' 2 C=O → RC≡C−C(OLi)R' 2

Se pueden emplear diversas bases en lugar de alquil litios, por ejemplo, reactivos de Grignard [ 1 ].

Un tratamiento ácido proporciona el alcohol alquinílico: [ 6 ] [ 7 ]

RC≡C−C(OLi)R' 2 + H + → RC≡C−C(OH)R' 2 + Li +

Los disolventes comunes para la reacción son éteres , acetales , dimetilformamida , [ 1 ] y dimetilsulfóxido . [ 8 ]

Modificaciones

Se conocen varias modificaciones de las reacciones de alquilación:

Usos

La alquilación se utiliza en la síntesis de productos farmacéuticos , particularmente en la preparación de hormonas esteroides . [ 14 ] Por ejemplo, la etinilación de 17-cetosteroides produce importantes anticonceptivos conocidos como progestinas . Algunos ejemplos son fármacos como la noretisterona , la etisterona y el linestrenol . [ 15 ] La hidrogenación de estos compuestos produce esteroides anabólicos con biodisponibilidad oral , como la noretandrolona . [ 16 ]

La alquilación se utiliza para preparar productos químicos básicos como el alcohol propargílico , [ 1 ] [ 17 ] butinediol , 2-metilbut-3-in-2-ol (un precursor de isoprenos como la vitamina A ), 3-hexino-2,5-diol (un precursor del furaneol ), [ 18 ] y sulcatona (un precursor del linalol ).

Variaciones

Reacción de Favorskii

La reacción de Favorskii es un conjunto alternativo de condiciones de reacción que implica la prereacción del acetileno con un hidróxido de metal alcalino como el KOH. [ 1 ] La reacción se desarrolla a través de equilibrios , lo que la hace reversible :

  1. HC≡CH+KOH↽−−⇀HC≡CK+H2O{\displaystyle {\ce {HC#CH + KOH <=> HC#CK + H2O}}}
  2. RR′do=O+HC≡CK↽−−⇀RR′do(DE ACUERDO)do≡CH{\displaystyle {\ce {RR'C=O + HC#CK <=> RR'C(OK)C#CH}}}

Para superar esta reversibilidad, la reacción a menudo utiliza un exceso de base para atrapar el agua en forma de hidratos . [ 1 ]

Química de Reppe

El químico Walter Reppe fue pionero en las etinilaciones catalíticas a escala industrial utilizando acetileno con acetiluros de metales alcalinos y cobre(I) : [ 1 ]

Estas reacciones se utilizan para fabricar alcohol propargílico y butinediol . [ 17 ] Los acetiluros de metales alcalinos, que suelen ser más eficaces para las adiciones de cetonas, se utilizan para producir 2-metil-3-butin-2-ol a partir de acetileno y acetona .

Véase también

Reacciones de acoplamiento de alquinos

Referencias

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Viehe, Heinz Günter (1969). Química de los acetilenos (1.ª  ed.). Nueva York: Marcel Dekker, inc. págs. 169 y 207–241. doi : 10.1002/ange.19720840843 . 
  2. ↑ Trost, BM; Li, C.-J. (2014). Química moderna de alquinos: transformaciones catalíticas y de economía atómica . Weinheim: Wiley VCH.
  3. 1 2 Wolfrom, Melville L. (1960). "John Ulric Nef: 1862—1915" (PDF) . Memorias biográficas (1.ª ed.). Washington, DC: Academia Nacional de Ciencias. pág. 218. Recuperado el 24 de febrero de 2016 .  
  4. ^ Nef, John Ulric (1899). "Ueber das Phenylacetylen, seine Salze und seine Halogensubstitutionsproducte" . Justus Liebigs Annalen der Chemie . 308 (3): 264– 328. doi : 10.1002/jlac.18993080303 .
  5. ↑ Smith, Michael B.; March, Jerry (2007). «Capítulo 16. Adición a enlaces múltiples carbono-hetero». Química orgánica avanzada de March: reacciones, mecanismos y estructura (6.ª ed.). Hoboken, Nueva Jersey: John Wiley & Sons, Inc. pp. 1359-1360 . doi : 10.1002/9780470084960.ch16 . ISBN   9780471720911.
  6. ↑ Midland, M. Mark; Tramontano, Alfonso; Cable, John R. (1980). "Síntesis de 4-hidroxi-2-alquinoatos de alquilo". The Journal of Organic Chemistry . 45 (1): 28– 29. doi : 10.1021/jo01289a006 .
  7. ↑ Coffman, Donald D. (1940). "Dimetiletinilcarbinol". Organic Syntheses . 40 : 20. doi : 10.15227/orgsyn.020.0040 .
  8. ↑ Sobenina, LN; Tomilín, DN; Petrova, OV; Mikhaleva, AI; Trofimov, BA (2013). "Síntesis de alcoholes propargílicos secundarios a partir de aldehídos aromáticos y heteroaromáticos y acetileno en el sistema KOH-H 2 O-DMSO". Revista Rusa de Química Orgánica . 49 (3): 356– 359. doi : 10.1134/S107042801303007X . S2CID 94135082 . 
  9. ↑ Jones, ERH; Eglinton, Geoffrey ; Whiting, MC; Shaw, BL (1954). "Etoxiacetileno". Organic Syntheses . 34 : 46. doi : 10.15227/orgsyn.034.0046 .
  10. 1 2 Wang, Zerong, ed. (2009). "Reacción de Arens-Van Dorp (Modificación de Isler)". Reacciones y reactivos orgánicos con nombre completo (1.ª ed.). Hoboken, NJ: Wiley-Interscience. doi : 10.1002/9780470638859.conrr023 . ISBN  9780471704508.
  11. ↑ Van Dorp, DA; Arens, JF (1947). "Síntesis de aldehído de vitamina A" . Nature . 160 (4058): 189. Bibcode : 1947Natur.160..189V . doi : 10.1038/160189a0 . PMID 20256189. S2CID 4137483 .  
  12. ↑ Trost, Barry M.; Weiss, Andrew H. (2009). "La adición enantioselectiva de nucleófilos de alquino a grupos carbonilo" . Advanced Synthesis & Catalysis . 351 ( 7–8 ): 963–983 . doi : 10.1002/adsc.200800776 . PMC 3864370. PMID 24353484 .  
  13. ↑ Li, C.-J. (2010). "El desarrollo de adiciones nucleofílicas catalíticas de alquinos terminales en agua". Acc. Chem. Res . 43 (4): 581– 590. doi : 10.1021/ar9002587 . PMID 20095650 . 
  14. ↑ Sandow, Jürgen; Scheiffele, Ekkehard; Haring, Michael; Neef, Günter; Prezewowsky, Klaus; Stache, Ulrich (2000). "Hormonas". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . doi : 10.1002/14356007.a13_089 . ISBN 3527306730.
  15. ↑ Sondheimer, Franz; Rosenkranz, G.; Miramontes, L.; Djerassi, Carl (1954). "Esteroides. LIV. Síntesis de 19-Nor-17α-etiniltestosterona y 19-Nor-17α-metiltestosterona". Journal of the American Chemical Society . 76 (16): 4092– 4094. Bibcode : 1954JAChS..76.4092D . doi : 10.1021/ja01645a010 .
  16. ↑ Hershberg, EB; Oliveto, Eugene P.; Gerold, Corinne; Johnson, Lois (1951). "Reducción selectiva e hidrogenación de esteroides insaturados". Journal of the American Chemical Society . 73 (11): 5073– 5076. Bibcode : 1951JAChS..73.5073H . doi : 10.1021/ja01155a015 .
  17. 1 2 Passler, Peter; Hefner, Werner; Hebilla, Klaus; Meinass, Helmut; Meiswinkel, Andreas; Wernicke, Hans-Jürgen; Ebersberg, Günter; Müller, Richard; Bässler, Jürgen; Behringer, Hartmut; Mayer, Dieter (2008). "Acetileno". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . doi : 10.1002/14356007.a01_097.pub3 . ISBN 978-3527306732.
  18. ↑ Fahlbusch, Karl-Georg; Hammerschmidt, Franz-Josef; Panten, Johannes; Pickenhagen, Wilhelm; Schatkowski, Dietmar; Bauer, Kurt; Garbe, Dorotea; Surburg, Horst (2003). "Sabores y Fragancias". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . doi : 10.1002/14356007.a11_141 . ISBN 3527306730.