Clase 11: Reacciones de condensación, formación del Ión Enolato y reacciones que de esto derivan

Transcripción

1 Clase 11: Reacciones de condensación, formación del Ión Enolato y reacciones que de esto derivan Mario Manuel Rodas Morán Departamento de Química Orgánica Facultad de Ciencias Químicas y Farmacia Universidad de San Carlos de Guatemala

2 Acidez de Enoles El enol es minoritario en eq. con aldehídos y cetonas El enol se Es mayoritario En β- carbonilos. β α

3 La resonancia es el factor Este ion enolato, puede resonar, por ello se forma una base conjugada bastante estable.

4 Datos e ideas El pka de los hidrógenos alfa de aldehídos y cetonas es más o menos 20. Son menos ácidos que el agua o que un alcohol. Sin embargo en hidróxido de sodio se da un leve equilibrio. Suficiente para realizar reacciones.

5 Equilibrio y reacción Este equilibrio provee un sitio nucleofílico en la molécula bastante reactivo, es decir, un electrófilo puede atacar

6 También en medio ácido Este equilibrio puede darse también, En que notas la diferencia: Quién será mejor nucleófilo el enol en medio básico o el del medio ácido?

7 Sin embargo este equilibrio puede ser total. Bases Súper fuertes utilizadas para generar aniones enolatos.

8 Adición de Halógeno Recoredemos el nucleófilo de la reacción:

9 Veamos el mecanismo

10 La formación del enol es favorecida entonces Bajo condiciones ácidas el Enol es el nucleófilo La adición del halógeno hace que se favorezca la formación del Enol, pero esa misma adición hace que el producto ya no se enolice.

11 Más Ejemplos En medio ácido o neutro existe solamente la monohalogenación:

12 Ejercicio

13 Halogenación en medio Básico En este caso el nucleófilo es un anión: Esto puede llevarnos a no sólo la monohalogenación:

14 Reacción de Haloformo Está polihalogenación se puede dar hasta lograr la sustitución de todos los hidrógenos por halógenos.

15 Test de Iodoformo: Esto nos lleva a una prueba interesante

16 Revisión del Mecanismo

17 Ejemplo

18 Condensación Aldólica Veamos que en una molécula misma podemos tener un nucleófilo y un electrófilo a la vez:

19 Mecanismo

20 Condensación aldólica El enolato se adiciona al C=O del aldehído o cetona. El producto es un β-hidroxi aldehído o cetona. Por lo regular se forma un C=C al perderse agua.

21 Condensación Aldólica Por ello la estequiometría es 2 a 1, es decir por cada dos moles de carbonilo agregado se logra 1 mol de aldol:

22 Pérdida de Agua. Esta es una eliminación como las que ya platicamos, sin embargo está es fácil ya que ahora se tiene un producto estable:

23 Ejercicio:

24 Condensación Aldólica Cruzada Si se mezclan dos aldehídos o cetonas con hidrógenos en alfa, se tiene la siguiente mezcla:

25 Condensación Aldólica Cruzada La condensación que funciona es teniendo un carbonilo con hidrógenos en alfa y otro sin hidrógenos en alfa.

26 Aldol intramolecular. La condensación aldólica puede realizarse en la misma molécula, como los acetales, Por qué se calienta?.

27 Mecanismo Por lo regular cuando se pueden obtener ciclos de 5 o 6 carbonos, y hay en la molécula una cetona y un aldehído.

28 Resolviendo problemas Cuando se tiene un α,β-insaturado, se puede encontrar los carbonilos que le dieron origen.

29 Ejercicio Cómo pueden sintetizarse los siguientes carbonilos.

30 Formación de β -cetoésteres. Las condensaciones aldólicas se pueden dar entre ésteres. Solamente que el producto cambia. Esta es conocida como la condensación de Claisen:

31 Mecanismo de Condensación de Claisen. Ya formado el ión enolato, ya se tiene el nucleófilo de la reacción: Pka = 11

32 Comparación Comparemos la condensación aldólica con la condensación de Claisen para no confundirnos:

33 Y el medio básico queeee Cómo se observó el medio básico hace que ahora se tenga un hidrógeno muy ácido, por ello como segundo paso va ácido:

34 A manera de ejercicio De los productos de condensación de Claisen, formados en las siguientes reacciones:

35 Claisen Cruzada. Cuando se tienen dos ésteres la reacción puede ser cruzada, es importante tomar en cuenta las recomendaciones de la condensación aldólica.

36 Otros sustratos Si se tiene una cetona o aldehído con hidrógenos en alfa y un ester, se pueden dar varias combinaciones de productos de síntesis: El primer caso se si colocamos una cetona y un éster distinto a un formeato.

37 Adición de formeato Si se usa Formeato como agente acilante, entonces se puede obtener un aldehído. El aldehído da otras posibilidades.

38 Y para tener un éster Si se requiere tener un grupo éster, se parte de un derivado diéster. Se logra un derivado de ácido

39 Ejercicio De los productos de las siguientes reacciones:

40 Dieckman Está es una condensación intramolecular de Claisen, solamente que recibe el nombre de Dieckman. Se da con 1,6-diésteres o 1,7 diésteres.

41 Mecanismo Clave!!! El mecanismo es igual que todos.

42 Ejemplo De el producto de condensación de Dieckman de la siguiente reacción: COOCH 3 COOCH 3 COOCH 3 CH 3 O HCl O

43 Descarboxilaciones Las Descarboxilaciones para β-cetoésteres o β -cetoácidos:

44 Reacción de Michael Se basa en la acidez de hidrógenos en alfa a grupos atractores: No olvidar el sitio electrofílico:

45 Aceptores y Donadores de Michael

46 Reacción general Michael tiene una reacción general, fácil de identificar:

47 Reacción de Michael Lo importante es que la adición sigue siendo conjugada (1,4)

48 Mecanismo

49 Una Aplicación Cuándo un Beta-cetoéster es formado por adición de Michael, es puede lograr la descarboxilación y obtener un producto interesante.

50 Anulación de Robinsón Es un tipo especial de Adición de Michael, donde se logra una ciclación:

51 Anulación de Robinson El mecanismo pasa por una adición de Michael y luego una condensación aldólica:

52 Como Identificarlos Es sencillo si se entiende que es una adición 1,4 y después una aldólica.

53 Ejercicio Encuentre el producto de Anulación de Robinson de la siguiente reacción.

54 Al revés Encuentre el material de partida para lograr sintetizar el siguiente compuesto si se sintetiza a partir de una Anulación de Robinson:

55 Otro ejemplo

56 Ejercicio Muestre como los siguientes productos pueden ser sintetizados usando donadores y aceptores de Michael

57 Tabla Resumen

58 Condensación de Mannich Mannich Ejemplo:

59 Mecanismo:

60 Mannich Asimétrica La reacción de Mannich no sólamente se basa en una reacción de una amina con formaldehído.

61 Y como varios El producto es: pensaron Cuál es el truco de la estereoquímica?

62 Condensación Benzoínica Es una condensación de aldehídos, se requiere en la Benzoínica Clásica dos Benzaldehídos.

63 Mecanismo

64 Condensación de Stobbe Es la condensación de un succinato y un aldehído o cetona, mejor si no cuenta con hidrógenos en alfa:

65 Mecanismo

66 Algunos trabajos para discutir Journal Org. Chem 2004 Tetrahedron Lett 2005

67 Knoevenagel Usando ácido Malónico y un aldehído se logra la síntesis de un ácido alfa, beta insaturado:

68 Mecanismo:

69 Aplicaciones En el departamento lo hemos utilizado para la síntesis de ácidos cinámicos: O O CHO ácido Malónico Piridina O O COOH Utilizando un solvente poco polar y no prótico: Hu et al (2005) Synth Commun

70 Síntesis de Perkin Muy parecida a la Síntesis de Knoevenagel solo que utiliza anhídrido acético y es una síntesis para ácidos cinámicos: Ácido Cinámico

71 Mecanismo:

72 Algunas cosas Interesantes Gaukorguer J. Org. Chem 2001 Sevenard, D.V. Tetrahedron Lett 2003

73 Reacción de Stork Es una variante de una adición de Michael, además que puede ser una variante de la reacción de Anulación de Robinson.

74 Un poco de Mecanismo

75 No es el único producto

76 Darzens Es una condensación entre un carbonilo y un éster bromado para formar un α,β-epoxi éster. Recordar que en el curso se cubrió algunas aperturas de epóxidos importantes.

77 El mecanismo es muy lógico. Mecanismo:

78 Unos trabajos: Algunos ejemplos

79 Síntesis de Quinolina de Doebner Es un acoplamiento de 3 componentes: Anilina, un Aldehído y ácido pirúvico. Para formar quinolinas:

80 Un largo mecanismo

81 A manera de Ejemplo:

82 Reacciones de Nitrilos En el programa se encuentran las reacciones para convertir un nitrilo en distintos grupos funcionales: amida acido 1 amina cetona

83 Formación de Amidas Las amidas son poco reactivas, sin embargo por lo que en varios casos, controlando el ph y el tiempo de reacción puede obtenerse amidas y no llevar la hidrólisis hasta ácido carboxílico: CH 3 CN H 2 O, NaOH H 2 O 2 CH 3 CONH 2 92% C 6 H 5 C 6 H 5 H C C H CN CN H 2 O H 3 O + C 6 H 5 H C CONH 2 90% C 6 H 5 C H CONH 2

84 A manera de mecanismo El mecanismo es una hidrólisis normal:

85 Reacción de Ritter Es una formación de Amidas a partir de un nitrilo. Es la única forma que se verá para obtener una amida a partir de un nitrilo.

86 mecanismo

87 Algunos Trabajos: N O H 3 CO H 2 SO 4 AcOtBu 42 o C 2h H 3 CO N H K.L. Reddy, Tetrahedron Letters, 2003, 44,