Reacción de Rothmund

La reacción de Rothemund es un proceso de condensación / oxidación que convierte cuatro pirroles y cuatro aldehídos en una porfirina . Se basa en el trabajo de Paul Rothemund , quien la describió por primera vez en 1936. ^{[ 1 ]} Este método sirve de base para síntesis más modernas, como las descritas por Adler y Longo y por Lindsey. La reacción de Rothemund es común en los laboratorios de enseñanza universitaria. ^{[ 2 ]}

La reacción emplea un medio ácido orgánico como el ácido acético o el ácido propiónico como disolventes típicos de reacción. Alternativamente, se puede usar ácido p _{-toluenosulfónico o varios ácidos de Lewis con disolventes clorados. El aldehído y el pirrol se calientan en este medio para obtener rendimientos modestos de las porfirinas meso tetrasustituidas [RCC 4} H ₂ N] ₄ H ₂ . La reacción implica tanto la condensación de los aldehídos con las posiciones 2,5 del pirrol como la deshidrogenación oxidativa del porfirinógeno [RCC ₄ H ₂ NH] ₄ .

Las síntesis en múltiples pasos de hemina y clorofila por Hans Fischer fueron galardonadas con el Premio Nobel de Química . ^{[ 3 ] [ 4 ]} Esto inspiró el trabajo de su estudiante Paul Rothemund para desarrollar una síntesis simple en un solo recipiente de porfirinas. En 1935, Paul Rothemund informó sobre la formación de porfirina, a partir de una simple reacción de pirrol con acetaldehído o formaldehído gaseoso en metanol seguido de un tratamiento con varias concentraciones de ácido clorhídrico . ^{[ 5 ]} Un año después, Paul Rothemund anunció la aplicabilidad de su reacción a otros aldehídos , mediante la cual pudo explorar un gran número de porfirinas. ^{[ 6 ]} Aquí detalló la síntesis de porfina , el sistema de anillo fundamental en todas las porfirinas. Realizó la síntesis de porfina a una temperatura de 90-95 °C y alta presión en tubos de vidrio Pyrex sellados , haciendo reaccionar pirrol,  formaldehído al 2 % y piridina en metanol durante 30 horas. ^{[ 7 ]}

Alan D. Adler y Frederick R. Longo describieron en 1966 una versión simplificada de la síntesis de porfirinas de Rothemund. Esta utiliza ácidos orgánicos suaves como catalizadores y medio de reacción, y se lleva a cabo al aire libre. Setenta aldehídos dieron las correspondientes porfirinas meso -sustituidas. El tiempo de reacción se redujo a 30 minutos y los rendimientos mejoraron hasta el 20 %. ^{[ 8 ]} El protocolo de reacción de Alder-Logo fue modificado posteriormente por Lindsey et al. Utilizando un catalizador ácido de Lewis ( trifluoruro de boro ) o ácidos orgánicos fuertes ( ácido trifluoroacético ) en disolventes clorados , los rendimientos mejoraron hasta el 30-40 %. ^{[ 9 ]}

Se han desarrollado variantes de química verde en las que la reacción se lleva a cabo con irradiación de microondas utilizando reactivos adsorbidos en gel de sílice ácido ^{[ 10 ]} o a alta temperatura en fase gaseosa . ^{[ 11 ]}