Metilenación

El metileno singlete ( ¹ [:CH2 _] ), producido por fotólisis de diazometano bajo irradiación ultravioleta, ^{[ 1 ]} metilena los hidrocarburos. Los arenos y olefinas experimentan metilenación para dar productos ciclopropanados. En el caso de los arenos, el producto de ciclopropanación experimenta una apertura de anillo electrocíclica adicional para dar productos de cicloheptatrieno ( expansión de anillo de Buchner ). ^{[ 2 ]} Los alquenos experimentan tanto metilenación C=C como inserción de metilenación C–H para dar una mezcla de productos de ciclopropanación y homologación .

Como reflejo de la reactividad excepcionalmente alta del metileno singlete, los alcanos normalmente no reactivos experimentan metilenación para dar productos de homologación, incluso a –75  °C. ^{[ 3 ]}

${\displaystyle {\ce {RH}}+{\color {rojo}{\ce {CH2}}}\longrightarrow {\ce {R}}{\color {rojo}{\ce {-CH2}}}{\ce {H}}}$

La fotólisis de una solución de diazometano en n- pentano produce una mezcla de hexanos y homólogos superiores. A –75  °C, la proporción de productos es una mezcla de n -hexano, 2-metilpentano y 3-metilpentano en una proporción de 48:35:17. Esta proporción es notablemente cercana a la proporción estadística de productos de 6:4:2 (~50:33:17) basada en el número de enlaces C–H disponibles en cada posición que podrían sufrir una inserción de metileno. Como resultado, Doering y colaboradores concluyeron:

El metileno debe clasificarse como el reactivo menos selectivo conocido en química orgánica.

Un método común para la metilenación implica la _reacción de Wittig utilizando metilenotrifenilfosforano con un aldehído (Ph = _fenilo , C6H5 ) : ^{[ 4 ]}

${\displaystyle {\ce {RCHO + Ph3P=CH2 -> RCH=CH2 + Ph3PO}}}$

Una reacción relacionada se puede realizar con el reactivo de Tebbe , que es suficientemente versátil como para permitir la metilenación de ésteres : ^{[ 5 ]}

${\displaystyle {\ce {RCO2R' + Cp2Ti(Cl)CH2AlMe2 -> RC(OR')=CH2 + Cp2TiOAlMe2Cl}}}$

Otros reactivos de titanio menos definidos, por ejemplo, el reactivo de Lombardo , producen transformaciones similares. ^{[ 6 ] [ 7 ]}

También se han empleado carbaniones derivados de metilsulfonas, de forma equivalente a la reacción de Wittig. ^{[ 8 ]}

Las cetonas y ésteres pueden metilenarse en la posición α para dar productos carbonílicos α,β-insaturados que contienen un grupo CH₂ terminal adicional _en un proceso de tres pasos conocido como metilenación de Eschenmoser . ^{[ 9 ]} Se genera un enolato por desprotonación del enlace α-C–H usando una base de amida de litio impedida (LiNR₂) (p. ej., LDA, LHMDS). Posteriormente, el enolato reacciona con la sal de Eschenmoser ([Me₂N=CH₂]⁺I⁻) para dar un compuesto _carbonílico β - dimetilamino ( base de Mannich ) _. La _base de ^{Mannich se} somete luego a metilación u N-oxidación para dar una sal de trimetilamonio o N- óxido de amina , que luego se somete a eliminación de Hofmann o eliminación de Cope , respectivamente, para dar el compuesto carbonílico α-metileno. Si se utiliza la eliminación de Hofmann, el proceso se puede representar de la siguiente manera:

${\displaystyle {\ce {RC(=O)CH2R' -> RC(=O) CH(CH2NMe2)R' -> [RC(=O) CH(CH2NMe3)R']+I- -> RC(=O) C(=CH2)(R')}}}$

La etenólisis es un método para la metilenación de alquenos internos, como se ilustra en el siguiente ejemplo:

${\displaystyle {\ce {RCH=CHR}}+{\color {red}{\ce {CH2=CH2}}}\longrightarrow {\ce {2 RCH=}}{\color {red}{\ce {CH2}}}}$

En principio, la adición de CH ₂ a través de un doble enlace C=C podría clasificarse como una metilenación, pero tales transformaciones se describen comúnmente como ciclopropanaciones .