Unidad 3: Reacciones en Carbono alfa en Carbonilos y Derivados de Ácido

Transcripción

1 Unidad 3: Reacciones en Carbono alfa en Carbonilos y Derivados de Ácido Química Orgánica II Facultad de CC.QQ y Farmacia USAC Segundo semestre Thomson Higher Education

2 Reacciones de aldehidos y cetonas: un recordatorio Reactivo nucleófilo Producto(s) Comentario Agua Hidrato Poco estable Alcohol Hemiacetal 2 x Alcohol Acetal Poco estable, excepto los cíclicos provenientes de azúcares. Muy estable. Grupo protector de aldehídos y cetonas Amoníaco Imina no sustituída Poco estable Amina 1ª Imina N-sustituída Estabilidad variable Amina 2ª Enaminas Muy estable Hidroxilamina Oximas Muy estable Cianuro Cianhidrinas Estabilidad variable Organolíticos u organomagnásicos Enolatos Alcoholes Alcoholes u olefinas Diversas reacciones de condensación con "nombre" Iluros de fósforo Olefinas Reacción de Wittig Hidruros Alcoholes Reducción de aldehídos y cetonas

3 Reducción Oxidación del enlace C=O Adición al doble enlace C=O Sustitución del hidrógeno del carbono α Reactividad en compuestos carbonilo

4 Reacciones de Sustitución en el Carbono a de Compuestos Carbonilo Reacciones de sustitución en Alfa ocurrren en el carbono inmediato al carbono carbonilo: la posición a Un hidrógeno a es sustituido por un electrófilo El intermediario es un enol o un ion enolato

5 Reacciones de Sustitución en el Carbono a de Compuestos Carbonilo Dos compuestos carbonilo se condensan por Combinación de una sustitución a y una adición nucleofílica El producto es un compuesto carbonilo b- hidroxilado

6 3.1 Tautomería Ceto-Enol Los carbonilos con hidrógenos a rápidamente se equilibran con el enol (alqueno + alcohol) correspondiente La interconversión se conoce como tautomerismo ceto-enol Del Griego tauto, el mismo, y meros, parte Los isómeros individuales se llaman tautómeros

7 Tautomerismo Ceto-Enol El equilibrio está generalmente muy desplazado hacia la forma ceto en aldehídos y cetonas "normales". La acetona y el 2-hidroxipropeno son tautómeros y están en rápido equilibrio.

8 Tautomerismo Ceto-Enol Los Tautómeros son isómeros constitucionales La mayoría de compuestos carbonilo en equilibrio existen casi exclusivamente en la forma ceto

9 Tautomerismo Ceto-Enol: Mecanismo con catálisis ácida 1. Protonación del oxígeno carbonilo por HA produce un catión que puede ser representado por dos estructuras de resonancia 2. Pérdida de H + de la posición alfa, por reacción con la base A - produce el tautómero enol y la regeneración del catalítico.

10 Tautomerismo Ceto-Enol: Mecanismo con catálisis básica 1. La base remueve un hidrógeno ácido de la posición α del carbonilo, produciendo un anión enolato que tiene dos estructuras de resonancia. 2. Protonación del anión enolato en el oxígeno, produce un enol y regenera el catalítico.

11 Tautomerismo Ceto-Enol Solo los hidrógenos a- son ácidos Debido a que el ion enolato que resulta de la desprotonación está estabilizado por resonancia con el oxígeno electronegativo del carbonilo. Hidrógenos b-, g-, d- no son ácidos debido a que el ion que resulta de la desprotonación no puede ser estabilizado por resonancia

12 3.1.a Reactividad de Enoles: Reacciones de Sustitución en a- Los Enoles son nucleófilos que reaccionan con electrófilos Hay una acumulación de densidad electrónica importante en el carbono a del enol

13 Reactividad de Enoles: Reacciones de Sustitución en a- El catalítico ácido contribuye a la formación del enol. El par de electrones π ataca al electrófilo formando un carbocatión estabilizado por resonancia. La desprotonación del oxígeno lleva a la formación del producto de sustitución en alfa.

14 3.1.b Mecanismo de la bromación de acetona catalizada por ácido Protonación del oxígeno carbonilo por un catalítico ácido Pérdida del protón alfa ácido y formación del enol Ataque de los electrones pi sobre el bromo y formación del catión intermediario estabilizado por resonancia. Desprotonación del oxígeno, regeneración del catalítico y formación del producto de sustitución

15 Reactividad de Enoles: Reacciones de Sustitución en a- La halogenación a de aldehidos y cetonas catalizdada por ácido (Cl 2, Br 2, y I 2 ), es una reacción común en el laboratorio que también puede darse en sistemas biológicos. Productos de Halogenación a- de cetonas encontrados en algas marinas

16 Reactividad de Enoles: Reacciones de Sustitución en a- La investigación sobre la composición del aceite esencial del alga Asparagopsis taxiformis (Burreson, Moore y Roller, 1976; Woolard, Moore, Roller, 1979) demostró que contiene un 80% de bromoformo además de otros compuestos carbonilo alfa-halogenados. El alga es comestible y muy apreciada en Hawaii, así como por las personas con acuarios de agua salada, por su aspecto atractivo. Es considerada invasiva en el Mediterráneo.

17 Halogenación en α catalizada por ácido Se puede lograr una monohalogenación (o si añadimos más reactivo, una dihalogenación). El ácido acético sirve como disolvente y como catalítico para la reacción.

18 Reactividad de Enoles: Reacciones de Sustitución en a- Experimentos con marcado isotópico apoyan el mecanismo de reacción propuesto para la halogenación catalizada por ácido. Para una cetona dada, la velocidad de intercambio de deuterio es igual a la velocidad de halogenación. En ambos procesos, hay un enol intermediario

19 Reactividad de Enoles: Reacciones de Sustitución en a- a-bromocetonas sufren eliminación en presencia de una base para dar cetonas a,b-insaturadas, por un mecanismo E2 2-Metilciclohexanona da 2-metilciclohexa-2-enona por calentamiento en piridina (una base)

20 Reacción de Hell-Volhard-Zelinsky (HVZ) Es una monohalogenación en el carbono α El ácido carboxílico se trata con Br 2 en presencia de PBr 3 o una pequeña cantidad de fósforo rojo. El bromo después puede sufrir reacciones SN y así, se introduce nuevos grupos funcionales a la molécula

21 Reacción de Hell-Volhard-Zelinsky (HVZ): mecanismo El último paso de la reacción (no ilustrado acá) es la hidrólisis del bromuro de acilo, con lo que se regenera la función ácido carboxílico.

22 Ejemplos

23 => Reacciones de iones enolato: Halogenación en α promovida por base La base se consume en la reacción. Siempre se da una polihalogenación. Los otros productos de reacción son agua e iones halogenuro. O H H OH _ O _ H Cl Cl O Cl H

24 Halogenación en α promovida por base El hidrógeno α restante es más ácido debido al efecto inductivo del halógeno recién introducido y reacciona con más facilidad, por lo que la polihalogenación es el resultado de la reacción: O Cl H Cl _ 2 OH, H 2 O O Cl Cl Cl O Cl Cl Cl Cl O Cl Cl =>

25 3.1.c Reacción del haloformo Específica para metil cetonas. Los tres hidrógenos del grupo metilo son reemplazados por halógeno. O O O OH X-X OH O C H 3 C H 2 C H 2 X C H X X-X O O H, X-X O C X 3 C H X 2

26 Reacción del haloformo El carbonilo de la cetona se torna más reactivo por la presencia de los átomos de halógeno en el carbono α y reacciona rápidamente con otro equivalente de OH. O O C X 3 OH C X 3 O H El producto de adición elimina el grupo - CX 3 que es un buen grupo saliente, ya que los átomos de halógeno contribuyen a estabilizar la carga, y se forma un ácido carboxílico

27 Reacción del haloformo El ácido carboxílico cede su protón para estabilizar al carbanión CX 3, formándose así el haloformo O O H - CX 3 + HCX 3 O O Si el halógeno es cloro, se forma cloroformo (líquido volátil), si el bromo, bromoformo (también líquido) y si es yodo, yodoformo (sólido amarillo pálido, de olor desagradable)

28 Reacción del haloformo y metil cetonas Su utilidad radica en que es una forma fácil de distinguir entre una metil cetona y otra clase de cetonas. El producto será un ácido carboxílico con un átomo de carbono MENOS que la cetona original y una molécula de haloformo. O O O + CHI 3 O + I 2 /N ao H xs O I I I I

29 Alcoholes y la reacción del haloformo Si el halógeno oxida el alcohol a una metil cetona, el alcohol ya oxidado dará positiva la prueba, observándose la formación de un precipitado de yodoformo: =>

30 Aldehídos y halógenos en medio alcalino Los halógenos son agentes oxidantes y los aldehídos se oxidan con facilidad: O C O H + Br 2 H 2 O C OH + 2 HBr Aunque transforman el halógeno en halogenuro, no forman el haloformo y en consecuencia, dan negativa la prueba, con la excepción del acetaldehido.

31 3.1.d Acidez de Hidrógenos a : Formación de Iones Enolato La presencia del grupo carbonilo aumenta la acidez de la cetona comparada con el alcano La abstracción del protón del carbonilo ocurre cuando el enlace C-H a está orientado paralelamente a los orbitales p del grupo carbonilo. El carbono del ion enolato tiene un orbital p que se traslapa con los orbitales p del carbonilo vecino. La carga negativa se comparte con el oxígeno por resonancia

32 Acidez de Hidrógenos a : Formación de Iones Enolato Se requiere una base fuerte para la formación del enolato Si se usa NaOCH 2 CH 3 se forma + 0.1% del enolato Si se emplea hidruro de sodio, NaH, o diisopropilamida de litio (LDA), [LiN(i-C 3 H 7 ) 2 ], el carbonilo se convierte completamente a su forma enolato LDA se prepara por reacción de butil litio con diisopropilamina

33 Acidez de Hidrógenos a : Formación de Iones Enolato Un enlace C-H entre dos grupos carbonilo es todavía más ácido El ion enolato se estabiliza por deslocalización de la carga negativa entre ambos grupos carbonilo Pentano-2,4-diona tiene tres formas de resonancia

34 Acidez de Hidrógenos a : Formación de Iones Enolato No forma iones enolato { La acidez del hidrógeno del OH enmascara por completo la acidez del -Hα

35 Acidez de Hidrógenos a : Formación de Iones Enolato

36 Ejemplo Identifcar los Hidrógenos Acidos en un Compuesto Identifique los hidrógenos más ácidos en cada uno de los siguientes compuestos, y ordénelos en forma crecente de acidez:

37 Ejemplo Identifcar los Hidrógenos Acidos en un Compuesto Recordar Los hidrógenos en el carbono vecino al grupo carbonilo son ácidos. En general, un compuesto b-dicarbonilo es más ácido. Los aldehidos/cetonas son más ácidos que los derivados de ácido. Recuerde que alcoholes, fenoles, y ácidos carboxílicos son también ácidos debido a los hidrógenos del grupo OH

38 Ejemplo Identifcar los Hidrógenos Acidos en un Compuesto Respuesta El orden de acidez es (a) > (c) > (b). Los hidrógenos ácidos se muestran en rojo:

39 3.2.b Alquilación de Iones Enolato Los iones enolato son híbridos de resonancia de dos contribuyentes no equivalentes Iones enolato son alcóxidos vinílicos (C=C O - ) Reaccion en el oxígeno da un derivado de enol Iones enolato son carbaniones α-ceto ( - C C=O) Reaccion en el carbono da un compuesto carbonilo a-sustituido

40 Alquilación de Iones Enolato Los iones enolato son buenos nucleófilos, que pueden reaccionar con centros deficientes en electrones. Si reaccionan con un carbono deficiente en electrones formarán un nuevo enlace C-C, alargando así la cadena carbonada. A esta reacción se le conoce como alquilación, ya que se forma un nuevo enlace con un grupo alquilo.

41 Alquilación de iones enolato Un enolato puede reaccionar con un halogenuro de alquilo o con un tosilato de alquilo mediante un mecanismo S N 2.

42 Consideraciones sobre la reacción de alquilación de iones enolato Como es una S N 2, está sujeta a todas las restricciones de esta reacción: El halogenuro debe ser primario o metílico, o bien alílico o bencílico, para obtener buenos rendimientos

43 Síntesis del éster malónico Se conoce también como síntesis malónica. Produce ácidos carboxílicos a partir de halogenuros de alquilo (sustrato). La cadena del halogenuro AUMENTA en 2 carbonos.

44 Síntesis malónica El malonato de dietilo o éster malónico tiene hidrógenos α particularmente ácidos (pka 13) al estar entre dos grupos C=O. Se convierte fácilmente en el ion enolato por reacción con NaOEt (etóxido de sodio).

45 Síntesis malónica Como el éster malónico tiene dos hidrógenos ácidos, puede alquilarse dos veces: El grupo más voluminoso se introduce primero

46 Hidrólisis del diéster Una vez terminada la reacción de alquilación, se hidroliza el producto y se descarboxila para dar el ácido monocarboxílico:

47 Mecanismo de la descarboxilación

48 Síntesis Malónica Podemos enfocarla desde el punto de vista del producto obtenido: un ácido acético con uno o dos sustituyentes en C-2.

49 Síntesis Malónica Si se emplea un dihalogenuro de alquilo, se puede obtener ácidos cicloalcanocarboxílicos de 3 a 6 miembros:

50 Ejemplo Cómo puede obtener el siguiente compuesto mediante una síntesis malónica? H 2 C C H 2 O O H Esta parte de la molécula proviene del éster malónico Esta parte de la molécula proviene de un halogenuro de alquilo

51 Solución: O O N aoet O O EtO C H 2 O Et EtO C H O Et O O EtO C H O Et C H 2 Br O O H 3 O + EtO H C H 2 O Et calor C O 2 H + CO 2 + EtO H

52 Síntesis Acetoacética Es otra reacción de alquilación de iones enolato, pero en este caso se usa un β-ceto éster como fuente del ion enolato. La reacción se nombra a partir del acetoacetato de etilo, que es el reactivo generador del enolato nucleofílico. El producto es una metil cetona.

53 Síntesis Acetoacética Al igual que el éster malónico, el éster acetoacético tiene dos hidrógenos ácidos por lo que puede alquilarse dos veces. El grupo alquilo mas voluminoso se introduce primero

54 Obtención del producto final: una metilcetona Después de sufrir la alquilación, el acetoacetato se hidroliza y se descarboxila

55 Ejemplo Cómo puede sintetizar la 2-pentantona mediante la síntesis acetoacética? O Recuerde que la síntesis acetoacética forma una metilcetona añadiendo tres carbonos a la cadena de un halogenuro de alquilo. Nuevo enlace El grupo R viene del halogenuro de alquilo Estos tres carbonos provienen del éster acetoacético

56 Solución Paso 1: generación del ion enolato a partir del éster acetoacético Paso 2: ataque del enolato al halogenuro de alquilo (SN2) Paso 3: hidrólisis y descarboxilación

57 Alquilación de otros β-cetoésteres La secuencia anterior es aplicable a todos los β-cetoésteres, por ejemplo, β-cetoésteres cíclicos, que producirán cetonas cíclicas con sustituyentes en posición 2:

58 Alquilaciones Biológicas No son comunes en sistemas biológicos La metilación en a se da en la biosíntesis del antibiotico indolmycina a partir de indolilpiruvato

59 3.3.a Condensaciones en el Carbonilo:La Reacción Aldólica

60 Condensaciones en el Carbonilo:La Reacción Aldólica La condensación aldólica se da en Aldehídos y cetonas con al menos un átomo de hidrógeno a, en presencia de una base como catalítico. El tratamiento de acetaldehído con etóxido de sodio produce 3-hidroxibutanal (un aldol) NaOEt

61 Condensaciones en el Carbonilo:La Reacción Aldólica La posición del equilibrio depende tanto de las condiciones de reacción como de la estructura del sustrato. El equilibrio favorece el producto de condensación en el caso de aldehídos sin sustituyentes en a (RCH 2 CHO) NaOEt

62 Condensaciones en el Carbonilo:La Reacción Aldólica El equilibrio favorece los reactivos en aldehídos disustituidos (R 2 CHCHO) y en la mayoría de cetonas

63 Mecanismo de la Condensación Aldólica Una base abstrae un hidrógeno ácido del aldehído formando un anión enolato estabilizado por resonancia. El enolato ataca como nuleófilo a una segunda molécula de aldehído, formando el producto de adición. La protonacón del alcóxido genera el alcohol y regenera el catalítico.

64 Ejemplo Predecir el Producto de una condensación aldólica Cuál es la estructura del producto de la condensación aldólica de dos moles de propanal? Recordar La condensación aldólica combina los dos moles de reactivo, formando un enlace entre el carbono a de una molécula y el carbono carbonilo de la otra.

65 Ejemplo Predecir el Producto de una condensación aldólica Solución Base

66 Condensación aldólica La condensación de Carbonilos requiere solo una cantidad catalítica de una base relativamente débil El ion enolato se genera en presencia de compuesto carbonilo que no ha reaccionado.

67 Deshidratación de Aldoles b-hidroxi aldehídos o cetonas (aldoles) formados en condensaciones aldólicas pueden deshidratarse a productos α,β-insaturados, o enonas conjugadas Las reacciones aldólicas se nombraron como condensaciones debido a la pérdida de agua al deshidratarse el producto.

68 Deshidratación de Aldoles Los productos aldólicos se deshidratan con facilidad. En condiciones alcalinas, un hidrógeno a ácido se elimina, produciendo un ion enolato que expulsa el grupo OH por un mecanismo E1cB En condiciones ácidas se forma un enol, el grupo OH se protona, y se expulsa agua por un mecanismo E1 o E2

69 Deshidratación de Aldoles Las condiciones de reacción necesarias para la deshidratación de aldoles son solamente un poco más vigorosas que las condiciones para la formaión del aldol. Enonas conjugadas se obtienen a menudo directamente de las reacciones aldólicas sin aislar el compuesto b-hidroxi carbonilo intermediario Enonas conjugadas son más estables que las no conjugadas Interacción entre los electrones p del enlace C=C y los electrones p del enlace C=O

70 Deshidratación de Aldoles La remoción de agua del medio de reacción empuja el equilibrio hacia el producto

71 Ejemplo Predecir el Producto de una Condensación Aldólica Cuál es la estructura del producto obtenido de la condensación aldólica del acetaldehído? Recordar En la condensación aldólica, se elimina H 2 O y se forma un doble enlace en posición α,βrespecto al carbonilo.

72 Ejemplo Predecir el Producto de una Condensación Aldólica Solución Producto aldólico No aislado

73 Condensaciones Aldólicas Intramoleculares Algunos compuestos dicarbonilo reaccionan al ser tratados con base en una reacción intramolecular, que conduce a la formación de un producto cíclico.

74 Condensaciones Aldólicas Intramoleculares Pueden dar mezclas de productos Se forma selectivamente el producto más estable (termodinámico) Todos los pasos de la reacción son reversibles

75 Condensación aldólica cruzada Dos compuestos carbonilo. Uno de ellos NO debe tener hidrógenos alfa =>

76 Como distinguir los reactivos a partir del producto

77 Algunas Reacciones Biológicas Condensación en el Carbonilo de Condensaciones Aldólicas Biológicas Son particularmente importantes en el metabolismo de carbohidratos Enzimas llamadas aldolasas catalizan la adición del ion enolato de una cetona a un aldehído Aldolasas Tipo I ocurren principalmente en animales y plantas superiores Operan a través de un ion enolato Aldolasas Tipo II ocurren principalmente en hongos y bacterias

78 Algunas Reacciones Biológicas de Condensación en el Carbonilo Mecanismo de aldolasa Tipo I en biosíntesis de glucosa Dihidroxiacetona fosfato se convierte primero en una enamina por reacción con el grupo NH 2 en un residuo de lisina en la enzima La enamina se une al gliceraldehído 3-fosfato El ion iminio resultante se hidroliza

79 Algunas Reacciones Biológicas de Condensación en el Carbonilo Mecanismo de la aldolasa Tipo II en biosíntesis de glucosa La condensación aldólica se da directamente El grupo cetona del gliceraldehído 3-fosfato se acompleja con un ion Zn 2+ para hacerlo un mejor aceptor

80 3.3.b Condensación de Claisen Ésteres con hidrógenos α ácidos pueden sufrir reacciones de condensación similares a la condensación aldólica (reversibles), al formar el enolato por reacción equimolar con una base, como un alcóxido.

81 Mecanismo de la Condensación de Claisen Formación del ion enolato por acción de la base. Ataque del enolato nucleofílico al C=O del sustrato. Formación del intermediario tetraédrico

82 Mecanismo de la Condensación de Claisen El intermediario tetraédrico expulsa un grupo alcoxi, regenerando el enlace C=O. El alcoxi, al ser una base fuerte, abstrae un protón α- ácido, formando un enolato y desplazando el equilibrio hacia el producto.

83 Mecanismo de la Condensación de Claisen Finalmente, una vez concluida la reacción, se acidifica el medio para obtener el producto, un β- cetoéster.

84 Ejemplo Cuál será el producto que se obtendrá de la condensación de propanoato de etilo, cuya estructura se muestra, en presencia de etóxido de sodio? O O Et Sitio de formación del enolato que una vez formado ataca al carbono (C=O) de la otra molécula de éster.

85 Solución El producto de una condensación de Claisen es un β-cetoéster.

86 Ciclación de Dieckman: una condensación de Claisen intramolecular 1,6-diésteres y 1,7-diésteres pueden sufrir una condensación intramolecular para producir una cetona cíclica con una función éster en la posición 2. El mecanismo de la reacción es igual al de la condensación de Claisen: 1. formación del enolato 2. ataque del nucleófilo y formación del intermediario tetraédrico 3. liberación del grupo saliente y regeneración del grupo carbonilo.

87 Ciclación de Dieckman: mecanismo

88 Ejemplos

89 Condensación de Claisen cruzada En este caso, no son dos moléculas del mismo éster las que se condensan, sino son dos ésteres diferentes: Un éster con hidrógenos α- será el que forme el reactivo nucleofílico: el ion enolato. Un éster SIN hidrógenos ácidos será el sustrato aceptor, el que al final dará la parte cetónica del producto β-ceto éster. También puede darse entre una cetona y un éster SIN hidrógenos α

90 Ejemplos O O O O O Et + N ao Et NaOMe

91 Utilidad de las condensaciones de Claisen y Dieckman En ambos casos, se obtienen β-cetoésteres, que al poseer hidrógenos α- ácidos, pueden reaccionar sufriendo alquilaciones en esa posición:

92 Condensaciones biológicas Ocurren en numerosas reacciones biológicas, como en la biosíntesis de ácidos grasos:

93 Condensaciones biológicas En este ejemplo, como en el anterior, los ésteres que participan son S- ésteres, ya que en estos casos el grupo azufrado es un mucho mejor grupo saliente que un grupo oxigenado y por lo mismo, no son necesarias condiciones drásticas.

94 3.3.c Adición Conjugada a Carbonilos: La Reacción de Michael La adición conjugada de un ion enolato nucleofílico a un carbonilo a,b-insaturado se conoce como la reacción de Michael Las mejores reacciones se dan entre un enolato derivado de un b-ceto éster u otro compuesto 1,3-dicarbonilo y una cetona a,binsaturada sin impedimento estérico El acetoacetato de etilo reacciona con buta-3-en-2-ona en presencia de etóxido de sodio para dar el producto de adición de Michael.

95 Adición Conjugada a Carbonilos: La Reacción de Michael La base remueve un hidrógeno ácido del β ceto éster para generar el ion enolato nucleofílico El nucleófilo se adiciona al sitio electrofílico de la cetona α,β-insaturada para generar un nuevo enolato como producto El nuevo enolato abstrae un protón ácido, ya se del disolvente o del cetoéster inicial para dar el producto final de adición

96 Adición Conjugada a Carbonilos: La Reacción de Michael En esta reacción se puede distinguir: El sustrato: los compuestos carbonilo α,βinsaturados que sufrirán el ataque nucleofílico y que se conocen como aceptores de Michael, y El reactivo: los compuestos carbonilo (o similares a carbonilos) que presentan hidrógenos ácidos, capaces de generar iones enolato estables, buenos nucleófilos, que se conocen como donadores de Michael.

97 Adición Conjugada a Carbonilos: La Reacción de Michael

98 Ejemplo Usar la Reacción de Michael Cómo puede obtener el siguientes compuesto por medio de una reacción de Michael?

99 Ejemplo Usar la Reacción de Michael Recuerde La reacción de Michael es la adición conjugada de un enolato estable (donador) a un carbonilo a,binsaturado (aceptor),generando un producto 1,5- dicarbonilo Por lo general, el enolato estable se deriva de una b- dicetona, b-ceto éster, éster malónico o un compuesto similar El enlace C-C formado en el paso de adición conjugada se forma entre el carbono a del donador y el carbono b del aceptor insaturado

100 Ejemplo Usar la Reacción de Michael Solución

101 Reacción de condensación con enaminas: Síntesis de Stork La reacción general comprende tres pasos: primero, generar la enamina haciendo reaccionar una cetona (por lo general) con una amina secundaria cíclica (por lo general) La enamina se adicionan a un carbonilo α,βinsaturado en una reacción de Michael. La enamina se hidroliza en ácido acuoso para dar el producto: un compuesto 1,5-dicarbonilo.

102 qué clase de compuestos son las enaminas? Las enaminas son electrónicamente similares a los enolatos:

103 Cómo se obtienen las enaminas? Se obtienen por reacción entre un carbonilo y una amina secundaria, generalmente heterocíclica:

104 Mecanismo de formación de una enamina Una vez formada la enamina, ésta puede reaccionar como nucleófilo frente a sitios deficientes en electrones.

105 Síntesis de Stork: adición conjugada a un carbonilo α,β-insaturado

106 Síntesis de Stork: reacción de condensación con enaminas Dos factores hacen ventajosa la reacción de enaminas en procesos biológicos: La enamina es neutra y de fácil obtención, mientras que los enolatos son iónicos y difíciles de obtener y manejar. Se puede usar la enamina de una monocetona en una síntesis de Michael.

107 Ejemplo Cómo puede sintetizar el siguiente compuesto usando una reacción de Stork?

108 Recordar que La reacción de Stork es una reacción de Michael en la cual el donador es la enamina de una cetona y el aceptor, un compuesto carbonilo α,β-insaturado. El producto es un compuesto 1,5-dicarbonilo y el enlace C-C formado es entre el carbono α del donador (enamina proveniente de una cetona) y el carbono β-del aceptor insaturado.

109 Solución 1. Formación de la enamina por reacción entre una monocetona y una amina secundaria 2. Reacción con un aceptor de Michael Nuevo enlace carbono-carbono 3. Obtención del producto deseado

110 Anelación o anillación de Robinson Es una reacción que combina dos condensaciones: una condensación de Michael y una condensación aldólica intramolecular, donde se forma el anillo. El producto es una 2-ciclohexenona sustituida:

111 Ejemplo Uno de los pasos de la síntesis de la hormona esteroidal estrona es una reacción de anillación de Robinson: base producto Michael base H2O producto de anelación de Robinson

112 Ejercicio Cómo puede obtener el siguiente compuesto mediante una reacción de anelación de Robinson?

113 Recordar: El último paso de la reacción es la condensación aldólica, que produce un carbonilo α,β-insaturado, así que al localizar este enlace se puede abrir el anillo formado en la reacción:

114 Recordar El primer paso de la reacción, es una condensación de Michael entre un donador de electrones, el compuesto dicarbonilo, y un aceptor el carbonilo α,β-insaturado

115 Referencias McMurry. (2008) Química Orgánica. 7ª. Edición. Cengage Learning. Wade.(2012) Química Orgánica. 7ª. Edición. Pearson. Morrison y Boyd. (1990) Química Orgánica. 5ª. Edición. Addison Wesley Latinoamericana