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Articulo de referencia

azodicarboxilato de dietilo

[http://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C1972287&Mask=80 Diethyl azodiformate]. Webbook.nist.gov (1972-07-28). Retrieved on 2011-03-15. }}"},"SystematicName":{"wt":"Ethyl ''N'...

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El azodicarboxilato de dietilo , convencionalmente abreviado como DEAD y a veces como DEADCAT , [ 6 ] [ 7 ] es un compuesto orgánico con la fórmula estructural CH₃CH₂ − O −C(=O)−N=N−C(=O)−O−CH₂CH₃ . Su estructura molecular consiste en un grupo funcional azo central , RN=NR, flanqueado por dos grupos éster etílico. Este líquido rojo anaranjado es un reactivo valioso, pero también bastante peligroso y explota al calentarse. Por lo tanto, el envío comercial de azodicarboxilato de dietilo puro está prohibido en los Estados Unidos y se realiza en solución o sobre partículas de poliestireno .

El DEAD es un aza- dienófilo y un agente deshidrogenante eficiente, que convierte alcoholes en aldehídos , tioles en disulfuros y grupos hidrazo en grupos azo ; también es un buen aceptor de electrones. Si bien el DEAD se utiliza en numerosas reacciones químicas, es conocido principalmente como un componente clave de la reacción de Mitsunobu , una estrategia común para la preparación de una amina, azida, éter, tioéter o éster a partir del alcohol correspondiente. [ 8 ] Se utiliza en la síntesis de varios productos naturales y fármacos como la zidovudina , un medicamento contra el SIDA ; el FdUMP , un potente agente antitumoral; y la procarbazina , un fármaco de quimioterapia.

Propiedades

DEAD es un líquido rojo anaranjado que se torna amarillo o incoloro al diluirse o reaccionar químicamente . Este cambio de color se utiliza habitualmente para el seguimiento visual de la síntesis. DEAD se disuelve en la mayoría de los disolventes orgánicos comunes, como tolueno, cloroformo , etanol , [ 9 ] tetrahidrofurano y diclorometano [ 3 ] [ 10 ] pero tiene baja solubilidad en agua o tetracloruro de carbono ; la solubilidad en agua es mayor para el compuesto azoico relacionado, el azodicarboxilato de dimetilo . [ 4 ]

DEAD es un fuerte aceptor de electrones y oxida fácilmente una solución de yoduro de sodio en ácido acético glacial . También reacciona vigorosamente con hidrato de hidrazina produciendo hidrazodicarboxilato de dietilo y desprendiendo nitrógeno. Los cálculos del método de orbitales moleculares de combinación lineal de orbitales atómicos (LCAO-MO) sugieren que la molécula de DEAD es inusual por tener un orbital de enlace vacante de alta energía, y por lo tanto tiende a extraer átomos de hidrógeno de varios donadores de hidrógeno. Se demostró la eliminación fotoasistida de hidrógeno por DEAD para alcohol isopropílico , dando como resultado pinacol y tetraetil tetrazanetacetracarboxilato, y para acetaldehído produciendo diacetilo y dietil hidrazodicarboxilato. De manera similar, la reacción de DEAD con etanol y ciclohexanol extrae hidrógeno produciendo acetaldehído y ciclohexanona . Estas reacciones también se llevan a cabo sin luz, aunque con rendimientos mucho menores. [ 9 ] Por lo tanto, en general, el DEAD es un aza- dienófilo y agente deshidrogenante, que convierte alcoholes en aldehídos , tioles en disulfuros y grupos hidrazo en grupos azo . [ 11 ] También experimenta reacciones pericíclicas con alquenos y dienos a través de mecanismos eno y de Diels-Alder . [ 12 ]

Preparación

Aunque está disponible comercialmente, el azodicarboxilato de dietilo se puede preparar fresco en el laboratorio, especialmente si se requiere en forma pura y sin diluir. Una síntesis en dos pasos parte de la hidrazina , primero mediante alquilación con cloroformiato de etilo , seguida del tratamiento del hidrazodicarboxilato de dietilo resultante con cloro (burbujeando a través de la solución), ácido hipocloroso , ácido nítrico concentrado o ácido nítrico fumante rojo . La reacción se lleva a cabo en un baño de hielo y los reactivos se añaden gota a gota para que la temperatura no supere los 20  °C. El hidrazodicarboxilato de dietilo es un sólido con un punto de fusión de 131–133  °C que se recoge como residuo; es significativamente más estable al calentamiento que el DEAD y se seca convencionalmente a una temperatura de aproximadamente 80  °C. [ 4 ] [ 13 ]

Aplicaciones

Reacción de Mitsunobu

DEAD es un reactivo en la reacción de Mitsunobu donde forma un aducto con fosfinas (generalmente trifenilfosfina ) y ayuda en la síntesis de ésteres, éteres, aminas y tioéteres a partir de alcoholes. Las reacciones normalmente dan como resultado la inversión de la simetría molecular .

Mecanismo de la reacción de Mitsunobu

DEAD se utilizó en el artículo original de 1967 de Oyo Mitsunobu , [ 14 ] y su revisión de 1981 sobre el uso de azodicarboxilato de dietilo es un artículo de química muy citado. [ 15 ] [ 16 ] La reacción de Mitsunobu tiene varias aplicaciones en la síntesis de productos naturales y farmacéuticos.

Síntesis de AZT a partir de timidina

En la reacción anterior, que es asistida por DEAD o DIAD (azodicarboxilato de diisopropilo), la timidina 1 se transforma en el derivado 2. Este último se convierte fácilmente en zidovudina 4 (también conocida como azidotimidina o AZT), un importante fármaco antiviral , utilizado, entre otros, en el tratamiento del SIDA . [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] Otro ejemplo de aplicación farmacéutica de la reacción de Mitsunobu asistida por DEAD es la síntesis del derivado bis[(pivaloiloxi)metil [PIVz] del 2'-desoxi-5-fluorouridina 5'-monofosfato (FdUMP), que es un potente agente antitumoral. [ 20 ]

Reacción de Michael

El grupo azo en DEAD es un aceptor de Michael . En presencia de un catalizador de cobre(II), DEAD facilita la conversión de β-cetoésteres en los correspondientes derivados de hidrazina. [ 21 ]

MUERTO como Michael Acceptor

La sustitución de ésteres de ácido borónico procede de manera similar: [ 22 ]

MUERTO como aceptor de Michael en la sustitución de ésteres borónicos

Otras reacciones

DEAD es un componente eficiente en reacciones de Diels-Alder y en química click , por ejemplo, en la síntesis de biciclo[2.1.0]pentano, que se originó con Otto Diels . [ 23 ] También se ha utilizado para generar aductos de aza- Baylis-Hillman con acrilatos. [ 24 ]

DEAD se puede utilizar para la síntesis de compuestos heterocíclicos . Así, los derivados de pirazolina se convierten por condensación en cetonas α,β-insaturadas : [ 25 ]

Reacción de DEAD/trifenilfosfina con chalconas

Otra aplicación es el uso de DEAD como enófilo en reacciones ene:

Seguridad

El DEAD es tóxico, sensible a los golpes y a la luz; puede explotar violentamente cuando su forma no diluida se calienta por encima de 100  °C. [ 2 ] [ 3 ] [ 26 ] El envío por vía aérea de azodicarboxilato de dietilo puro está prohibido en los Estados Unidos y se realiza en solución, típicamente alrededor de 40 % de DEAD en tolueno. [ 27 ] Alternativamente, el DEAD se transporta y almacena en partículas de poliestireno de 100 a 300 mallas a una concentración de aproximadamente 1 mmol /g. [ 3 ] El valor límite umbral promedio ponderado en el tiempo para la exposición al DEAD durante una semana laboral típica de 40 horas es de 50 partes por millón; es decir, el DEAD es la mitad de tóxico que, por ejemplo, el monóxido de carbono . [ 28 ] Los riesgos para la seguridad han dado como resultado una rápida disminución del uso de DEAD y su reemplazo por DIAD y otros compuestos similares.

Referencias

  1. ↑ Azodiformiato de dietilo . Webbook.nist.gov (28 de julio de 1972). Consultado el 15 de marzo de 2011.
  2. 1 2 Datos de seguridad (MSDS) para el azodicarboxilato de dietilo Archivado el 09-12-2010 en Wayback Machine . Msds.chem.ox.ac.uk. Recuperado el 15-03-2011.
  3. 1 2 3 4 5 6 W. LF Armarego; Christina Li Lin Chai (22 de mayo de 2009). Purificación de productos químicos de laboratorio . Butterworth-Heinemann. págs.  124–. ISBN 978-1-85617-567-8Consultado el 12 de marzo de 2011 .
  4. 1 2 3 Kauer, JC "Azodicarboxilato de dietilo" . Síntesis orgánicas; Volúmenes recopilados , vol. 4, pág. 411  .
  5. ↑ L19348 Azodicarboxilato de dietilo, 97% – Alfa Aesar – Una empresa de Johnson Matthey . Alfa.com (28 de julio de 1972). Consultado el 15 de marzo de 2011.
  6. ↑ Caroline Cooper (23 de julio de 2010). Organic Chemist's Desk Reference . CRC Press. págs. 109–. ISBN  978-1-4398-1164-1Consultado el 12 de marzo de 2011 .
  7. ↑ DEAD se usa a veces para otro compuesto químico, el acetilendicarboxilato de dietilo. PN Preston (1980). Benzimidazoles and congeneric tricyclic compounds . John Wiley and Sons. pp. 475–. ISBN  978-0-471-08189-0Consultado el 12 de marzo de 2011 .
  8. ↑ Barbara., Czakó (2009). Aplicaciones estratégicas de reacciones con nombre en síntesis orgánica: antecedentes y mecanismos detallados; 250 reacciones con nombre . Elsevier. ISBN 978-0-12-369483-6OCLC 634820219​​ 
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