Hispanopedia WikiLa desoxigenación de Barton-McCombie es una reacción orgánica en la que un grupo funcional hidroxilo en un compuesto orgánico se reemplaza por un hidrógeno para dar un grupo alquilo . [ 1 ] [ 2 ] Recibe su nombre de los químicos británicos Sir Derek Harold Richard Barton y Stuart W. McCombie.
Esta reacción de desoxigenación es una sustitución radicalaria . En la descarboxilación de Barton relacionada, el reactivo es un ácido carboxílico .
Mecanismo
El mecanismo de reacción consiste en una etapa de iniciación radicalaria catalítica y una etapa de propagación. [ 3 ] El alcohol ( 1 ) se convierte primero en un intermedio carbonotioilo reactivo como un tionoéster o xantato 2 . El calentamiento de AIBN produce su ruptura homolítica, generando dos radicales 2-cianoprop-2-ilo 9 , que abstraen cada uno un hidrógeno del tributilestannano 3 para generar radicales tributilestannilo 4 e inactivo 10 . El radical tributilestaño abstrae el grupo xantato de 2 por ataque de 4 al átomo de azufre con ruptura homolítica simultánea del enlace π CS . Esto deja un radical centrado en carbono que forma un enlace π CO a través de la ruptura homolítica del enlace σ RO , dando el radical alquilo 5 y el xantato de tributilestaño 7 . El enlace azufre -estaño en este compuesto es muy estable y proporciona la fuerza impulsora para esta reacción. El radical alquilo 5 luego abstrae un átomo de hidrógeno de una nueva molécula de tributilestannano generando el producto desoxigenado deseado ( 6 ) y una nueva especie radical lista para propagarse.
Variaciones
Los grupos estabilizadores de radicales cercanos pueden capturar el intermedio radical de la fisión del tionoéster, como en una síntesis total de azadiractina : [ 4 ]
Tiocarbonilos alternativos
Otros reactivos de tiocarbonilo pueden reemplazar al cloruro de tioacilo . En una variante, el reactivo es el imidazol 1,1'-tiocarbonildiimidazol (TCDI), por ejemplo, en la síntesis total de pallescensina B. [ 5 ] El TCDI es especialmente bueno para alcoholes primarios porque no hay estabilización por resonancia del tiocarbamato ; el par solitario de nitrógeno está involucrado en el sexteto aromático.
La reacción también se aplica a los S -alquilxantatos. [ 6 ]
Fuentes alternativas de hidrógeno
La principal desventaja de la desoxigenación de Barton-McCombie es el tributilestaño, un compuesto tóxico y costoso, cuyos productos finales son difíciles de eliminar de la mezcla de reacción. Una alternativa es el óxido de tributilestaño como fuente de radicales y el poli(metilhidridesiloxano) (PMHS) como fuente de hidrógeno . [ 7 ]
Ambos roles se combinan en los trialquilboranos , que pueden abstraer los átomos de hidrógeno necesarios de disolventes próticos, la pared del reactor o incluso (en condiciones estrictamente anhidras) del propio borano. [ 6 ] Típicamente, los reactivos son trimetilborano o trietilborano contaminados con pequeñas cantidades de agua. [ 8 ]
El ciclo catalítico comienza cuando el aire oxida el trialquilborano 3 al ácido borínico y al radical metilo 4. Este radical metila el xantato 2 , que se fragmenta en S-metil-S-metil ditiocarbonato 7 y el intermedio radicalario 5. 5 abstrae un hidrógeno del borano 3 para reformar 4 y producir el alcano 6 .
Los cálculos teóricos sugieren que la homólisis del grupo OH en un complejo borano-agua es endotérmica , pero la barrera de energía es comparable a la del tributilestannano y no a la de la homólisis del agua pura.
Reacciones relacionadas: dioles vecinales a alquenos
Los 1,2-dioles se pueden convertir en el bis(xantato), que reacciona con hidruro de tributilestaño para dar el alqueno: [ 9 ]
- RCH(OH)−CH(OH)R' + 2 CS 2 + 2 NaH → RCH(OCS 2 Na)−CH(OCS 2 Na)R' + 2 H 2
- RCH(OCS₂Na ) −CH (OCS₂Na ) R' + 2 CH₃I → RCH(OCS₂CH₃ ) −CH (OCS₂CH₃ ) R ' + 2 NaI
- RCH(OCS2CH3 ) −CH ( OCS2CH3 ) R ' + 2 Bu3SnH → RCH = CHR ' + 2 Bu3SnOCS2CH3 ,
donde Bu = −C 4 H 9 . La identidad del producto final de estaño no está bien definida.
Véase también
Referencias
- ↑ Barton, DHR ; McCombie, SW (1975). "Un nuevo método para la desoxigenación de alcoholes secundarios". J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1. 16 ( 16): 1574– 1585. doi : 10.1039/P19750001574 .
- ↑ Crich, D.; Quintero, L. (1989). "Química radical asociada al grupo tiocarbonilo". Chem. Rev. 89 (7): 1413– 1432. doi : 10.1021/cr00097a001 .
- ↑ Forbes, JE; Zard, SZ (enero de 1989). "Una nueva reacción en cadena de radicales de anhídridos xánticos. Observaciones adicionales sobre la intermediación de radicales alcoxi-tiocarbonilo en la reacción de Barton-McCombie". Tetrahedron Letters . 30 (33): 4367– 4370. doi : 10.1016/s0040-4039(00)99362-6 .
- ↑ Síntesis de azadiractina: un largo pero exitoso camino. Gemma E. Veitch, Edith Beckmann, Brenda J. Burke, Alistair Boyer, Sarah L. Maslen y Steven V. Ley . Angew. Chem. Int. Ed. 2007 , doi : 10.1002/anie.200703027
- ↑ Liu, Wen-Cheng; Liao, Chun-Chen (1999). "La primera síntesis total de (±)-pallescensina B" . Chemical Communications (2): 117–118 . doi : 10.1039/a808714h .
- 1 2 Parte 2. Aspectos mecanísticos de la reducción de S -alquil-tionocarbonatos en presencia de trietilborano y aire Allais F, Boivin J, Nguyen V Beilstein J. Org. Chem. , 2007 3:45 ( 12 de diciembre de 2007 ) doi : 10.1186/1860-5397-3-46
- ^ Tormo, J.; Fu, GC (2002). "α-D-Ribo-hexofuranosa, 3-desoxi-1,2:5,6-bis-O-(1-metiletilideno)". Org. Sintetizador . 78 : 239. doi : 10.15227/orgsyn.078.0239 .
- ↑ Desoxigenación de alcoholes empleando agua como fuente de átomos de hidrógeno. David A. Spiegel, Kenneth B. Wiberg , Laura N. Schacherer, Matthew R. Medeiros y John L. Wood. J. Am. Chem. Soc. 2005 , 127 , 12513-12515. ( doi : 10.1021/ja052185l )
- ↑ Smith, Michael B.; March, Jerry (2007), Química orgánica avanzada: reacciones, mecanismos y estructura (6.ª ed.), Nueva York: Wiley-Interscience, pág. 1535, ISBN 978-0-471-72091-1
Enlaces externos
- Barton-McCombie @ organic-chemistry.org
- Artículo de Chemical & Engineering News sobre la reacción del alquilborano.
- Reacciones de radicales libres
- Reacciones redox orgánicas
- Reacciones de nombres