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R C OH
H
H
CuOCALOR
R C O
H
+ Cu+
TEMPO
NITRÓXIDO DE TETRAMETILPIPERIDINA
Catión
oxoamonio
TEMPO
2,2,6,6-Tetrametil-1-piperidiniloxi
An Environmentally Benign TEMPO-Catalyzed Efficient Alcohol Oxidation System with a
Recyclable Hypervalent Iodine(III) Reagent and Its Facile Preparation
X.-Q. Li, C. Zhang, Synthesis, 2009, 1163-1169.
Oxidación de Dess-Martin
The Peryodinano de Dess-Martin (DMP), es un compuesto con un yodo
hipervalente, el cual permite una oxidación suave y selectiva de alcoholes a
los aldehídos o cetonas correspondientes
La oxidación se lleva a cabo en diclorometano o cloroformo a temperatura
ambiente, y es usual que se complete en tiempos de reacción de 0.5 - 2
horas. Los productos se separan con facilidad del subproducto de iodo
después de un trabajo final en medio básico
Acceleration of the Dess-Martin Oxidation by Water
S. D. Meyer, S. L. Schreiber, J. Org. Chem., 1994, 59, 7549-7552.
Hidrólisis parcial propuesta de DMP
Recyclable 2nd generation ionic liquids as green solvents for the
oxidation of alcohols with hypervalent iodine reagents
J. S. Yadav, B. V. S. Reddy, A. K. Basak, A. V. Narsaiah, Tetrahedron,
2004, 60, 2131-2135.
Oxidación de Swern
El ion dimetiIclorosulfonio es generado in situ a partir de DMSO y el
cloruro de oxalilo
La reacción con un alcohol a -78 °C da lugar a un ion alcoxisulfonio:
Una reacción ácido-base de este intermediario, da lugar a un ilido de
azufre:
Sobre el ilido de azufre ocurre una reacción ácido-base intramolecular a
través de un estado de transición que implica la formación de un
intermediario de 5 miembros para que ocurra una fragmentación y se
forme el producto (el aldehído) y DMS (olor muy desagradable):
Si la temperatura no se mantiene a -78°C, se puede obtener un
tioacetal mixto:
Tandem Oxidation/Halogenation of Aryl Allylic Alcohols under
Moffatt-Swern Conditions
J. Yin, C. E. Gallis, J. D. Chisholm, J. Org. Chem., 2007, 72, 7054-7057.
Oxidación de Corey-Kim
Se forma el ion dimetilclorosulfonio in situ a partir de la NCS y el DMS:
New odorless method for the Corey–Kim and Swern oxidations utilizing
dodecyl methyl sulfide (Dod-S-Me)
S.-I. Ohsugi, K. Nishide, K. Oono, K. Okuyama, M. Fudesaka, S. Kodama,
M. Node, Tetrahedron, 2003, 59, 8393-8398.
The fluorous Swern and Corey-Kim reaction: scope and mechanism
D. Crich, S. Neelamkavil, Tetrahedron, 2002, 58, 3865-3870.
Cl2 + 2 NaOH → NaCl + NaClO+ H2O
+ OCl-
+ H2O + Cl-
H+
CR!
OH
H
R2
CR!
R2
O
Corrida Substrato Product0 Rendimientoa
Ca(OCl)2
Rendimiento
NaOCl Ref.
1 Alcohol
bencilico Benzaldehído 98% 98% 10
2 1-pentanol Pentanoato de
pentilo 83% 91% 10
3 1-hexanol Hexanoato de
hexilo 98% 98% 9e
4 3-metilbutanol Isovalerato de
3-metilbutilo 76% 87% 10
5 Alcohol etílico Acetato de etilo --- b 9b,10
6 etil éter Acetato de etilo b --- ---
7 butil éter Butanoato de
butilo 40% --- 10
8 THF -butirolactona 68% --- 9b,10
9 Tetrahidropirano -valerolactona 56%c --- 9b,10
Oxidación de alcoholes primarios y éteres usando hipoclorito de sodio
o hipoclorito de calcio
a. Rendimiento como producto aislado
b. El rendimiento no se calculó debido a la volatilidad de los productos pero
se determinó una conversión significativa por IR y RMN
c. Rendimiento determinado por análisis CGL
1. M.F. Semmelhack and J.C. Tomesch, J. Org. Chem., 42, 2657 (1977)
2. C.A. Grob and P.W. Schiess, Agnew. Chem. Int. Ed. Engl., 6, 1 (1967)
3. The synthesis of this alcohol will be described in a forthcoming publication. The correct
elemental analysis has been obtained.
4. R.V. Stevens, K.T. Chapman and N.H. Weller, J. Org. Chem., 45, 2030 (1980)
5. Obtained from Fisher Scientific Company, Typical analysis 67% Ca(OCl)2
6. Titrations were carried out over a period of two and one half months and there was no change in
the concentration of the oxidant. Titrations were carried out as described in “A Textbook of
Quantitative Inorganic Analysis”, 3rd ed. By Arthur I. Vogel. Published by J. Wiley and Sons, New
York, N.Y. (1961)
7. Both Chlorox (5.25% oxidant) and freshly prepared NaOCl were used without significant
difference. NaOCl was prepared by bubbling chlorine into a solution of NaOH as described by V.
Boido and O.E. Edwards, Can. J. Chem., 49, 2664 (1971)
8. C.J. Pouchert, The Aldrich Library of Infrared Spectra, Second Edition, published by Aldrich
Chemical Co., Inc, Milwaukee, Wisconsin, (1975)
9. C.J. Pouchert, and John R. Campbell, The Aldrich Library of NMR Spectra Vol. II, published by
Aldrich Chemical Co., Inc., Milwaukee, Wisconsin., (1974)
10. The Merck Index, 8th ed., Merck and Co. Inc., N.J. (1968)
11. The Merck Index, 9th ed. Merck and Co., Inc, N.J. (1976)
12. Chem. Abs., 37, 5021
13. Dictionary of Organic Compounds, 5th ed. Oxford University Press, N.Y. (1969)
14. C.Y. Meyers, J. Org. Chem. , 26, 1046 (1961)
15. L.M. Berkowitz and P.N. Rylander, J. Am. Chem. Soc. , 80, 6682 (1958)
16. Yoshiko Kamiya and S. Takemuro, Chem. Pharm. Bull. 21, 1401 (1973)
17. N. C. Demo and N. H. Potter, J. Am. Chem. Soc. , 89, 3550 (1967)
OH
H
Borneol
+ NaOClAcOH
25 Co
+ NaCl
O
Alcanfor
PM = 74.4 g/MOL
PM = 154.25 g/MOL
C10H18O C10H16O
PM = 152.23 g/MOL
FORMACIÓN ÁCIDO HIPOCLOROSO
OBTENCIÓN DEL ALCANFOR.
FORMACIÓN HPOCLORITO DE BORNEOILO
redox
H
OH
PRECIPITADO
H
OH
O
+
25 C, 60'o
FILTRADO
+ AcOHMEZCLA DE
REACCIÓN
1) NaOCl
2) NaHSO33) FILTRAR
OH
NaHSO3 NaCl+ +
NHNH2
NO2O2N
+ H2SO4
1) RECRISTALIZAR EtOH/H2O 2) FILTRAR
FILTRADO PRECIPITADO
H
OH N
NO2
NO2H
N
O
Principios de la adición nucleofílica a
compuestos carbonílicos:
CATALISIS BÁSICA
CATALISIS BÁSICA
REACCIONES DE
ALDEHÍDOS Y CETONAS
Reacciones con el reactivo de Grignard
Reducciones
François Auguste Victor
Grignard
Químico francés. Mayo 6,
1871 en Cherbourg –
Diciembre 13, 1935 en
Lyon.
Ganó el premio Nobel de
química en 1912.
Formación del reactivo de Grignard. Mecanismo SET
Reacción de Grignard
Mg
O
O
O
Br Me
Mg
R
X
OEt2
OEt2
Estructura estado sólido
• Dieteratos (e.g. [MgBr(Ph)(OEt2)2])
existen como iunidades
monoméricas aisladas
• Mg se encuentra en el centro de un
tetraedro distorsionado
• Distancia Mg – C 2.1 – 2.2 Å
(longitud de un enlace covalente 1.7
Å)
• MgBrMe(THF)3 cristaliza como un
complejo monomérico bipiramidal
trigonal con tres ligandos de THF
MgBr
MgBr
S Et
Et S
• Bromoetilmagnesio cristaliza
del diisopropil éter como un
dímero [MgBr(Et)(OiPr2)]2 con
Br como ligandos puente
• Vcada uno de los Mg es 4
coordinado, O-Mg-C =
120.7°; Br-Mg-Br = 116.2°
Formación del reactivo de Grignard
Reacción del reactivo de Grignard con un aldehído
Liberación del alcóxido. Reacción ácido-base
Mecanismo SET
Con cetonas impedidas, reacción ácido-base
A reduction can also take place, in which a hydride is delivered from
the β-carbon of the Grignard reagent to the carbonyl carbon via a
cyclic six-membered transition state.
APLICACIÓN INDUSTRIAL. SÍNTESIS DEL TAMOXIFENO
éter o THF
éter o THF
pentano
(ó éter)
éter
pentano
(ó éter)
pentano
(ó éter)
Sales de Mg2+
Sales de Li+
CATALISIS BÁSICA
REACCIONES DE
ALDEHÍDOS Y CETONAS
Reacciones con el reactivo de Grignard
Reducciones
éter o THF
éter o THF
Na3BO3
Na3BO3
Sales de Li+
o Al3+
Se reduce con mayor
rapidez con BH3
Se reduce con mayor
rapidez con NaBH4
ó
ó
Alcanfor
Principios de la adición nucleofílica a
compuestos carbonílicos:
Hidratación de aldehídos y cetonas
Hidratación de Aldehídos y cetonas
H2O
Hidratación de Aldehídos y cetonas
C •• O • •
HO C O H ••
••
••
••
comparado con H
electrónicos: los grupos alquilo estabilizan
a los reactivos
estéricos: los grupos alquilo presentan
impedimento en el producto
OH
OH
R R' + H2O C C
R R'
O
Efectos de los Sustituyentes en el
equilibrio de la hidratación
C=O hidrato K % Rapidez
relativa
CH2=O CH2(OH)2 2300 >99.9 2200
CH3CH=O CH3CH(OH)2 1.0 50 1.0
(CH3)3CCH=O (CH3)3CCH(OH)2 0.2 17 0.09
(CH3)2C=O (CH3)2C(OH)2 0.0014 0.14 0.0018
Constantes de Equilibrio y rapidez relativa de
Hidratación
Cuando el grupo carbonilo está desestabilizado
• los grupos alquilo estabilizan al C=O
• los grupos electroatractores desestabilizan al C=O
¿Cuando es que el equilibrio
favorece al hidrato?
OH
OH
R R + H2O C C
R R
O
R = CH3: K = 0.000025
R = CF3: K = 22,000
Efectos de los Sustituyentes en el
equilibrio de la hidratación
Mecanismo de la Hidratación (medio básico)
C •• O • • •
• O • •
H
••
–
Paso 1:
+ ••
HO C O ••
••
•• • •
–
• • O H
H
••
•• HO C O
••
••
•• • •
–
+ ••
• • O
H
• •
– •• HO C OH
••
••
••
Paso 2:
Mecanismo de la Hidratación (medio básico)
C •• O • • + •
•
H
O H
H
+
+
C •• OH +
• •
• •
H
O
H
Paso 1:
Mecanismo de la Hidratación (medio ácido)
C •• OH +
+ • •
H
O
H
•• C OH
••
• •
H
O
H
• •
+
Paso 2:
Mecanismo de la Hidratación (medio ácido)
+ • •
H
O
H
•• C OH
••
H O
H
••
••
• • O
H
•• C OH
••
••
+
H
H O
H ••
+
Mecanismo de la Hidratación (medio ácido)
Paso 3:
Hidrato de cloral
Soluble en agua y alcohol
Formación de
Cianohidrinas
+
Formación de las Cianohidrinas
•• • • C O HCN H C O N C •
• ••
••
•• • • C O
C –
N • •
• •
Formación de las Cianohidrinas
– O N C C ••
•• • •
• •
H
H
H
+ O • •
H
H
O • • • • O N C C
••
•• • • H
Formación de las Cianohidrinas
Cianohidrina del
2,4-diclorobenzaldehído
(100%)
Ejemplo
Cl
Cl CH
O
Cl
Cl CHCN
OH NaCN,
agua
Luego
H2SO4
CH3CCH3
O
CH3CCH3
OH
CN
(77-78%)
La cianohidrina de la acetona se usa en la
síntesis de la metacroleína
Ejemplo
NaCN, agua
Luego H2SO4
Formación del compuesto de adición busulfítica
Algunas reacciones de los aldehídos y las cetonas progresan más allá del paso de adición nucleofílica
Formación de Acetales
Formación de Iminas
Compuestos relacionados con las iminas
Formación de Enaminas
Las reacción de Wittig
Algunas reacciones de los aldehídos y las cetonas progresan más allá del paso de adición nucleofílica
Formación de Acetales
Formación de Iminas
Compuestos relacionados con las iminas
Formación de Enaminas
La reacción de Wittig
Formación de Acetales
Hidratación de Aldehídos y cetonas
HOH
C •• O • •
HO C O H ••
••
••
••
R
R'
R
R'
Los Alcoholes presentan una reacción análoga con los aldehídos y las cetonas
R"OH
C •• O • •
R
R'
R"O C O H ••
••
••
••
R
R'
El producto de la
reacción de
adición se llama
a hemiacetal.
ROH, H+
Los Hemiacetales reaccionan posteriormente en medio ácido para dar un acetal
R"O C O H ••
••
••
••
R
R'
R"O C OR” ••
••
••
••
R
R'
Este compuesto se
llama un hemiacetal.
El producto de la segunda
adición se llama un acetal
HCl
2 CH3CH2OH +
+ H2O
Dietil acetal del benzaldehído (66%)
CH
O
CH(OCH2CH3)2
Ejemplo
HOCH2CH2OH + CH3(CH2)5CH
O
Ácido p-toluensulfónico
benceno
+ H2O
(81%) H (CH2)5CH3
H2C CH2
O O
C
Con dioles se forman acetales cíclicos
En general:
Para la formación de acetales de cetonas, es
usual que la posición del equilibrio no se vea
favorecida.
Excepción importante:
Se pueden preparar acetales cíclicos a partir
de cetonas.
