REACCIONES VIA CARBANION-ENOLATO

Transcripción

1 REACCIONES VIA CARBANION-ENOLATO sch/virttxtjml/intro1.htm 2 1

2 Z -H aldehído -R Cetona -OH Ácido -OR Ester -CN Nitrilo -NH 2 Amida -NO 2 Nitro 3 Los aldehídos y cetonas tienen la propiedad de estar en rápido equilibrio con su forma enólica. A los equilibrios donde un hidrógeno cambia de lugar, se les denomina equilibrios tautoméricos Generalmente el equilibrio está desplazado hacia la forma ceto. 4 2

3 En presencia de una base fuerte tanto la forma ceto como la enol pierden un protón formándose un anión (ión enolato) que está estabilizado por resonancia. Las formas ceto y enol son diferentes pero cuando pierden un protón dan lugar al mismo compuesto ión enolato 5 La reacción más común de un ion enolato se produce en posición a. Algunas reacciones se producen por el oxígeno y permiten capturar el enolato. Mecanismo de sustitución en a 6 3

4 Estabilización de enolatos 7 H alcano pk a >> 50 H ácido carboxílico pka = 5 H alcohol pka =

5 Características de enolatos 9 Con 1 grupo atractor pka = 19 pka = 17 Con 2 grupos atractores 10 5

6 Acidez de H-a 11 Acidez de Hidrogenos en α en Compuestos Mono- y Di-Activados Mono- Activacion Compuesto RCH 2 NO 2 RCH 2 COR RCH 2 CO 2 CH 3 RCH 2 C N RCH 2 SO 2 R RCH 2 CON(CH 3 ) 2 pk a Di- Activacion Compuesto CH 2 (NO 2 ) 2 (CH 3 CO) 2 CH 2 CH 3 COCH 2 C O 2 C 2 H 5 CH 2 (C N) 2 CH 2 (CO 2 C 2 H 5 ) 2 CH 2 (SO 2 CH 3 ) 2 pk a Los compuestos con dos grupos electrón atrayentes son más ácidos debido a la mayor estabilización del carbanión 12 6

7 Bases 13 para recordar Los hidróxidos causan hidrólisis de los ésteres. Los alcóxidos podrían provocar transesterificación NaH y LDA se usan usualemente en THF. NaH y LDA son bases muy fuertes 14 7

8 LDA Es una base fuerte, pero un nucleofilo pobre, estericamente impedido. Es muy bueno para hacer enolatos de ésteres, aldehídos y cetonas, ya que da 100% del enolato. Así el enolato puede ser alquilado o acilado con muy baja chance de reacciones de autocondensación 15 CONDENSACIÓN ALDÓLICA 16 8

9 CONDENSACIÓN DE CLAISEN 17 Condensación de Claisen 18 9

10 MECHANISM OF THE CLAISEN CONDENSATION Step 1: First, an acid-base reaction. The alkoxide functions as a base and removes the acidic α-hydrogen giving the reactive ester enolate. Step 2: The nucleophilic ester enolate attacks the carbonyl C of another ester in a nucleophilic substitution process giving the tetrahedral intermediate. Step 3: The intermediate collapses, reforming the C=O, resulting in loss of the leaving group, the alkoxide, leading to the β- ketoester product. Note that the reaction is drawn to completion by deprotonation of the active methylene in the product by the ethoxide. The salt typically precipitates and is recovered after acid work-up. 19 Condensación de Dieckmann 20 10

11 Reacciones a partir de la condensación de Claisen 21 Síntesis Acetoacética Permite obtener acetonas a-sustituidas 22 11

12 Step 1: First, an acid-base reaction. Ethoxide functions as a base and removes the acidic a-hydrogen giving the reactive enolate which is then alkylated. Step 2: Acid or base catalysed hydrolysis of the ester to the parent carboxylic acid. Step 3: Loss of CO2 = decarboxylation, readily occurs giving a substituted ketone

13 Síntesis Malónica Permite obtener ácidos acéticos a-sustituidos 25 Step 1: First, an acid-base reaction. Ethoxide functions as a base and removes the acidic a-hydrogen giving the reactive enolate which is then alkylated Step 2: Acid or base catalysed hydrolysis of both esters to give the parent dicarboxylic acid, a substituted malonic acid Step 3: Loss of CO2 = decarboxylation, readily occurs giving a substituted carboxylic acid

14 Ejemplos de utilización de compuestos doblemente activados en SN2 27 MECHANISM OF ALKYLATION Step 1: First, an acid-base reaction. The ethoxide functions as a base and removes an acidic a-hydrogen from between the two carbonyl groups giving the reactive enolate. Step 2: The nucleophilic enolate attacks the alkyl halide at the electrophilic carbon carrying the halogen via an S N 2 type process giving the alkylation product and a bromide ion

15 Reacción de Hell-Volhard-Zelinsky (HVZ) Halogenación de los ácidos carboxílicos Los ácidos carboxílicos se pueden halogenar en su posición α, por reacción con Br 2 catalizado con PBr 3. El PBr 3 se forma en el medio de reacción por adición de una pequeña cantidad de fósforo elemental que se combina con el bromo. 29 Sustitución del halógeno por otros grupos Los ácidos carboxílicos bromados pueden transformarse en otros derivados 2-sustituidos. Así por reacción con ion hidróxido generan 2-hidroxiácidos y con amoniaco forman aminoácidos

16 Reacción de Lieben Reacción del iodoformo o haloformo : es una degradación de metilcetonas que lleva la polihalogenación a un extremo. El grupo triiodometilo es muy electronegativo y aumenta la electrofilia del carbonilo. La reacción continúa por esta razón y se adiciona una molécula de hidróxido. La pérdida del grupo triiodometil da lugar a la precipitación de triiodometano o iodoformo, un sólido amarillo de un olor dulzón muy característico. 31 Reacción de Lieben Esta reacción era antiguamente un test para metilcetonas. Permite degradar metilcetonas y obtener ácidos carboxílicos con un átomo de carbono menos que la cetona de partida