La reducción de compuestos nitro es una reacción química de gran interés en química orgánica. La conversión puede verse afectada por diversos reactivos. El grupo nitro fue uno de los primeros grupos funcionales en ser reducidos . Los compuestos nitro alquilo y arilo se comportan de manera diferente. La reducción de compuestos nitro arílicos es la más útil.
Compuestos nitro aromáticos
Reducción a anilinas
La reducción de nitroaromáticos se lleva a cabo a escala industrial. [ 1 ] Existen muchos métodos, tales como:
- Hidrogenación catalítica utilizando: níquel Raney [ 2 ] o paladio sobre carbono , [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] óxido de platino(IV) , o níquel Urushibara . [ 6 ]
- Hierro en medios ácidos. [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]
- Hidrosulfito de sodio [ 12 ]
- Sulfuro de sodio (o sulfuro de hidrógeno y base). Ilustrado por la reducción selectiva del dinitrofenol al nitroaminofenol. [ 13 ]
- Cloruro de estaño(II) [ 14 ]
- cloruro de titanio(III)
- Samario [ 15 ]
- Ácido yodhídrico [ 16 ]
Los hidruros metálicos no suelen utilizarse para reducir compuestos arilnitro a anilinas , ya que tienden a producir compuestos azoicos. (Véase más abajo)
Reducción a hidroxilaminas
Se han descrito varios métodos para la producción de arilhidroxilaminas a partir de compuestos arilnitro:
- Níquel Raney e hidrazina a 0-10 °C [ 17 ]
- Reducción electrolítica [ 18 ]
- Zinc metálico en cloruro de amonio acuoso [ 19 ]
- Rodio catalítico sobre carbono con exceso de monohidrato de hidrazina a temperatura ambiente [ 20 ]
Reducción a compuestos de hidrazina
El tratamiento de nitroarenos con exceso de zinc metálico da como resultado la formación de N , N' -diarilhidrazina. [ 21 ]
Reducción a compuestos azoicos
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El tratamiento de compuestos nitroaromáticos con hidruros metálicos produce buenos rendimientos de compuestos azoicos . Por ejemplo, se podría utilizar:
- Hidruro de litio y aluminio [ 22 ]
- Zinc metálico con hidróxido de sodio . [ 21 ] (El exceso de zinc reducirá el grupo azo a un compuesto hidrazino).
compuestos nitro alifáticos
Reducción a hidrocarburos
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La hidrodesnitración (sustitución de un grupo nitro por hidrógeno ) es difícil de lograr, pero puede llevarse a cabo mediante hidrogenación catalítica sobre platino en gel de sílice a altas temperaturas. [ 23 ] La reacción también puede efectuarse mediante reacción radicalaria con hidruro de tributilestaño y un iniciador radicalario, como el AIBN . [ 24 ]
Reducción a aminas
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Los compuestos nitro alifáticos pueden reducirse a aminas alifáticas mediante diversos reactivos:
- Hidrogenación catalítica utilizando óxido de platino(IV) (PtO 2 ) [ 25 ] o níquel Raney [ 26 ]
- Hierro metálico en ácido acético en reflujo [ 27 ]
- Diyoduro de samario [ 28 ]
- níquel Raney , platino sobre carbono o polvo de zinc y ácido fórmico o formiato de amonio [ 6 ]
Los compuestos nitro α,β-insaturados pueden reducirse a aminas saturadas mediante:
- Hidrogenación catalítica sobre paladio sobre carbono
- Metal de hierro
- Hidruro de litio y aluminio [ 29 ] (Nota: Las hidroxilaminas y las oximas son impurezas típicas).
- Borohidruro de litio o borohidruro de sodio y cloruro de trimetilsililo [ 30 ]
- Rojo-Al [ 31 ]
Reducción a hidroxilaminas
Los compuestos nitro alifáticos pueden reducirse a hidroxilaminas alifáticas utilizando diborano . [ 32 ]
La reacción también puede llevarse a cabo con polvo de zinc y cloruro de amonio : [ 33 ] [ 34 ] [ 35 ]
- R-NO 2 + 4 NH 4 Cl + 2 Zn → R-NH-OH + 2 ZnCl 2 + 4 NH 3 + H 2 O
Reducción a oximas
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Los compuestos nitro se reducen típicamente a oximas utilizando sales metálicas, como el cloruro de estaño(II) [ 36 ] o el cloruro de cromo(II) [ 37 ] . Además, la hidrogenación catalítica utilizando una cantidad controlada de hidrógeno puede generar oximas [ 38 ] .
Referencias
- ↑ Gerald Booth (2007). «Compuestos nitro, aromáticos». Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi : 10.1002/14356007.a17_411 . ISBN 978-3527306732.
- ↑ Allen, CFH; VanAllan, J. (1955). "2-Amino- p -cimeno" . Síntesis orgánicas.
{{cite journal}}: CS1 maint: nombres múltiples: lista de autores ( enlace ) ; Collected Volumes , vol. 3, pág. 63 . - ↑ Bavin, PMG (1973). "2-Aminofluoreno" . Síntesis orgánicas.; Volúmenes recopilados , vol. 5, pág. 30 .
- ↑ Smith, Michael B.; March, Jerry (2007). Química orgánica avanzada de March (6.ª ed.). John Wiley & Sons. pág. 1816. ISBN 978-0-471-72091-1.
- ↑ Ram, Siya; Ehrenkaufer, Richard E. (1984). "Un procedimiento general para la reducción suave y rápida de compuestos nitro alifáticos y aromáticos utilizando formiato de amonio como agente catalítico de transferencia de hidrógeno". Tetrahedron Letters . 25 (32): 3415– 3418. doi : 10.1016/S0040-4039(01)91034-2 . hdl : 2027.42/25034 .
- 1 2 Adams, JP (2002). "Nitro y grupos relacionados". Journal of the Chemical Society, Perkin Transactions 1 (23): 2586– 2597. doi : 10.1039/b009711j .
- ↑ Fox, BA; Threlfall, TL (1964). "2,3-Diaminopiridina". Organic Syntheses . 44 : 34. doi : 10.15227/orgsyn.044.0034
{{cite journal}}: CS1 maint: nombres múltiples: lista de autores ( enlace ) . - ^ Mahood, SA; Schaffner\doi=10.15227/orgsyn.011.0032, PVL (1931). "2,4-Diaminotolueno". Síntesis orgánicas . 11 : 32. doi : 10.15227/orgsyn.011.0032 .
{{cite journal}}: CS1 maint: nombres numéricos: lista de autores ( enlace ) - ↑ "O-aminobenzaldehído, formación de aminal redox-neutro y síntesis de desoxivasicinona" . Organic Syntheses . 89 : 274. 2012. doi : 10.15227/orgsyn.089.0274 .
- ↑ Campbell, Craig D.; Stewart, Malcolm I. (12 de septiembre de 2023). "Reflexiones sobre las prácticas docentes para la reducción de nitroarenos: actualización de metodologías y consideraciones del mecanismo" . Journal of Chemical Education . 100 (9): 3171– 3178. doi : 10.1021/acs.jchemed.3c00283 .
- ↑ Campbell, Craig D.; Birkett, Thomas C.; Stewart, Malcolm I. (13 de agosto de 2024). "Aplicación de un enfoque de indagación guiada a una práctica clásica sobre reducción quimioselectiva" . Journal of Chemical Education . 101 (8): 3434– 3444. doi : 10.1021/acs.jchemed.4c00331 .
- ↑ Redemann, CT; Redemann, CE (1955). "5-Amino-2,3-dihidro-1,4-ftalazinediona" . Síntesis orgánicas
{{cite journal}}: CS1 maint: nombres múltiples: lista de autores ( enlace ) ; Collected Volumes , vol. 3, pág. 69 . - ↑ Hartman, WW; Silloway, HL (1945). "2-Amino-4-nitrofenol". Organic Syntheses . 25 : 5. doi : 10.15227/orgsyn.025.0005.
- ↑ Faul, Margaret M.; Thiel, Oliver R. (2005). "Cloruro de estaño(II)". Enciclopedia de reactivos para síntesis orgánica . doi : 10.1002/047084289X.rt112.pub2 . ISBN 9780470842898.
- ↑ Basu, MK (2000). "Reducción altamente eficiente de compuestos nitroaromáticos a aminas aromáticas mediante cloruro de samario/amonio promovida por ultrasonido". Tetrahedron Lett. 41 (30): 5603– 5606. doi : 10.1016/S0040-4039(00)00917-5 .
- ↑ Kumar, JS Dileep; Ho, ManKit M.; Toyokuni, Tatsushi (2001). "Reducción simple y quimioselectiva de compuestos nitroaromáticos a aminas aromáticas: revisión de la reducción con ácido yodhídrico". Tetrahedron Letters . 42 (33): 5601– 5603. doi : 10.1016/s0040-4039(01)01083-8 .
- ↑ Ayyangar, NR; Brahme, KC; Kalkote, UR; Srinivasan, KV (1984). "Reducción por transferencia sencilla de nitroarenos a N-arilhidroxilaminas con hidrazina en presencia de níquel Raney". Synthesis . 1984 (11): 938. doi : 10.1055/s-1984-31027 .
- ↑ Harman, RE (1963). "Cloro- p -benzoquinona" . Síntesis orgánicas; Volúmenes recopilados , vol. 4, pág. 148 .
- ^ Kamm, O. (1941). "β-Fenilhidroxilamina" . Síntesis orgánicas; Volúmenes recopilados , vol. 1, pág. 445 .
- ↑ Ichikawa, S.; Zhu, S.; Buchwald, S. (2018). "Un sistema modificado para la síntesis de N-arilaminas enantioméricamente enriquecidas mediante hidroaminación catalizada por cobre" . Angewandte Chemie International Edition . 57 (28): 8714– 8718. doi : 10.1002/anie.201803026 . hdl : 1721.1/125726 . PMC 6033674. PMID 29847002 .
- 1 2 Bigelow, HE; Robinson, DB (1955). "Azobenceno" . Síntesis orgánicas
{{cite journal}}: CS1 maint: nombres múltiples: lista de autores ( enlace ) ; Collected Volumes , vol. 3, pág. 103 . - ↑ RF Nystrom y WG Brown (1948). "Reducción de compuestos orgánicos mediante hidruro de litio y aluminio. III. Haluros, quinonas y compuestos nitrogenados diversos". J. Am. Chem. Soc. 70 (11): 3738–3740 . doi : 10.1021/ja01191a057 . PMID 18102934 .
- ↑ MJ Guttieri y WF Maier (1984). "Ruptura selectiva de enlaces carbono-nitrógeno con platino". J. Org. Chem. 49 (16): 2875– 2880. doi : 10.1021/jo00190a006 .
- ↑ TV (Babu) RajanBabu, Philip C. Bulman Page, Benjamin R. Buckley, "Tri-n-butilestannano" Enciclopedia de reactivos para síntesis orgánica 2004, John Wiley & Sons. doi:10.1002/047084289X.rt181.pub2
- ↑ AT Nielsen (1962). "Los dinitrociclohexanos isoméricos. II. Estereoquímica". J. Org. Chem. 27 (6): 1998– 2001. doi : 10.1021/jo01053a019 .
- ^ Dauben, Jr., HJ; Ringold, HJ; Wade, RH; Pearson, DL; Anderson, Jr., AG (1963). "Cicloheptanona" . Síntesis orgánicas
{{cite journal}}: CS1 maint: nombres múltiples: lista de autores ( enlace ) ; Collected Volumes , vol. 4, pág. 221 . - ↑ Senkus, M. (1948). "Reducción de hierro de algunos compuestos nitroalifáticos". Ind. Eng. Chem . 40 : 506. doi : 10.1021/ie50459a035 .
- ↑ AS Kende y JS Mendoza (1991). "Reducción controlada de nitroalcanos a alquilhidroxilaminas o aminas mediante diyoduro de samario" . Tetrahedron Letters . 32 (14): 1699– 1702. doi : 10.1016/S0040-4039(00)74307-3 .
- ↑ A. Burger, ML Stein y JB Clements (1957). "Algunos piridilnitroalquenos, nitroalcanoles y alquilaminas". J. Org. Chem. 22 (2): 143– 144. doi : 10.1021/jo01353a010 .
- ↑ Giannis, A.; Sandhoff, K. (1989). "LiBH4(NaBH4)/Me3SiCl, un agente reductor inusualmente fuerte y versátil". Angewandte Chemie International Edition in English . 28 (2): 218– 220. doi : 10.1002/anie.198902181 .
- ↑ Butterick, John R.; Unrau, AM (1974). "Reducción de β-nitrostireno con bis-(2-metoxietoxi)-aluminio dihidruro de sodio. Una ruta conveniente para fenilisopropilaminas sustituidas". J. Chem. Soc., Chem. Commun. (8): 307–308 . doi : 10.1039/c39740000307 .
- ↑ H. Feuer, RS Bartlett, BF Vincent y RS Anderson (1965). "Reducción de sales de nitro con diborano. Una nueva síntesis de hidroxilaminas N-monosustituidas". J. Org. Chem . 30 (9): 2880– 2882. doi : 10.1021/jo01020a002 .
{{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace ) - ↑ Smith, PWG; Tatchell, AR (1965), "Compuestos nitro alifáticos y aminas" , Química alifática fundamental , Elsevier, págs. 245–266 , doi : 10.1016/b978-0-08-010746-2.50016-8 , ISBN 978-0-08-010746-2, consultado el 27/01/2021
- ↑ Kelly, Sean M.; Lipshutz, Bruce H. (2014-01-03). "Reducciones quimioselectivas de nitroaromáticos en agua a temperatura ambiente" . Organic Letters . 16 (1): 98– 101. doi : 10.1021/ol403079x . ISSN 1523-7060 . PMC 4013784. PMID 24341483 .
- ↑ Ung, Stéphane; Falguières, Annie; Guy, Alain; Ferroud, Clotilde (agosto de 2005). "Reducción activada por ultrasonidos de nitrobencenos sustituidos a las correspondientes N-arilhidroxilaminas" . Tetrahedron Letters . 46 (35): 5913– 5917. doi : 10.1016/j.tetlet.2005.06.126 .
- ^ Braun, VJ; Sobecki, W. (1911). "Über primäre Dinitro-, Nitronitrit- und Dialdoxim-Verbindungen der Fettreihe" . Chemische Berichte . 44 (3): 2526– 2534. doi : 10.1002/cber.19110440377 .
- ↑ JR Hanson y E. Premuzic (1967). "Aplicaciones del cloruro cromoso--II : La reducción de algunos nitrocompuestos esteroideos". Tetrahedron . 23 (10): 4105– 4110. doi : 10.1016/S0040-4020(01)97921-9 .
- ↑ C. Grundmann (1950). "Über die partelle Reduktion von Nitro-ciclohexano". Angewandte Chemie . 62 ( 23– 24): 558– 560. Bibcode : 1950AngCh..62..558G . doi : 10.1002/ange.19500622304 .
- Reacciones redox orgánicas