Reacciones Químicas TIPOS DE REACCIONES REDOXCOMBUSTIÓNPRECIPITACIÓNÁCIDO-BASE.
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Tema XIV(Parte IV): Reacciones del Grupo Carbonilo I (Aldehídos y Cetonas) Otras reacciones República Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para la Educación U.E. Colegio “Santo Tomás de Villanueva” Departamento de Ciencias Cátedra: Química Orgánica 5 ° Año Prof. Luis E. Aguilar R.
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Tema XIV(Parte IV):Reacciones del Grupo Carbonilo I
(Aldehídos y Cetonas)Otras reacciones
República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la EducaciónU.E. Colegio “Santo Tomás de Villanueva”
Departamento de CienciasCátedra: Química Orgánica
5° Año
Prof. Luis E. Aguilar R.
Adición de Michael
Aniones Estabilizados
Aniones estabilizados
CC
COCH2CH3
H
O O
••–H3C
CC
COCH2CH3
H
O O
CH3CH2O••
–
ejemplo
O O
CH3CH2OCCH2COCH2CH3+ H2C CHCCH3
O
ejemplo
KOH, etanol
O O
CH3CH2OCCH2COCH2CH3
(85%)
+ H2C CHCCH3
O
CH2CH2CCH3
O O
CH3CH2OCCHCOCH2CH3
O
ejemplo
1. KOH, etanol-agua
CH2CH2CCH3
O O
CH3CH2OCCHCOCH2CH3
O
2. H+
3. calor
CH3CCH2CH2CH2COH
OO
(42%)
a-Desprotonación de Compuestos
Carbonilo por Dialquilamiduros de Litio
Desprotonación de Esteres Simples
El acetoacetato de Etilo (pKa ~11) y el dietil
malonato (pKa ~13) son completamente
desprotonados por bases alcóxido.
Esteres simples (tales como etil acetato) no son
completamente desprotonados, el enolato
reacciona con el ester original y ocurre una
condensación de Claisen.
Exiten bases suficientemente fuertes para
desprotonar completamente esteres simples,
dando ester enolatos de forma cuantitativa?
La Condensación de Claisen
2RCH2COR'
O1. NaOR'
2. H3O+
+ R'OH
O O
RCH2CCHCOR'
R
diisopropilamiduro de Litio (LDA)
El diisopropilamiduro de Litio es una base fuerte
(equivalente al NaNH2).
Debido a que esta estéricamente impedida, no
se adiciona al grupo carbonilo.
Li+
C N C HH
CH3
CH3
CH3
CH3
••
••
–
CH3CH2CH2COCH3
O
+
pKa ~ 22
LiN[CH(CH3)2]2
CH3CH2CHCOCH3
O
+ HN[CH(CH3)2]2••
–+ Li
+
pKa ~ 36
diisopropilamiduro de Litio (LDA)
CH3CH2CHCOCH3
O
CH3CH2CHCOCH3
O
••
–
CH3CH2I
CH2CH3
(92%)
diisopropilamiduro de Litio (LDA)
Adición aldólica de esteres enolatos
CH3COCH2CH3
O1. LiNR2, THF
2. (CH3)2C O
3. H3O+
CH3C
CH3
HO
CH2COCH2CH3
O
(90%)
Cetonas Enolatos
CH3CH2CC(CH3)3
O1. LDA, THF
2. CH3CH2CH O
3. H3O+
CH3CHCC(CH3)3
O
HOCHCH2CH3(81%)
Formación de Acetal
Formación de Imina
Compuestos relacionados con iminas
Enaminas
La reacción de Wittig
ALGUNAS CONSECUENCIAS QUIMICAS Y
ESTEREOQUIMICAS DE LA ENOLIZACIÓN
INTERCABIO HIDROGENO-DEUTERIO
O
H
H H
H+ 4D2O
O
D
D D
D+ 4DOH
KOD, calor
mecanismo
OD••
–
••
••+
HOD••
••+
H
O
H
H
••
–••••
O
H
H
H
••••
H
mecanismo
H
O
H
H
••
–••••
mecanismo
OD••
–
••
••+
H
O
H
H
••
–••••
O
H
H
D
••••
H
OD••
••D
CONSECUENCIAS ESTEREOQUIMICAS DE LA ENOLIZACION
C CC6H5
OH
CH3CH2
H3C
100% R
H3O+
H2O, HO–
50% R
50% S
50% R
50% S
EL ENOL ES AQUIRAL
C CC6H5
OH
CH3CH2
H3C
R
CC6H5
OH
C
H3C
CH3CH2
EL ENOL ES AQUIRAL
C CC6H5
OH
CH3CH2
H3C
R
CC6H5
OH
C
H3C
CH3CH2
C CC6H5
OH
CH3CH2
H3C
S50%
50%
RESULTADOS DE ESTUDIOS DE VELOCIDAD
C CC6H5
OH
CH3CH2
H3C
VELOCIDAD IGUAL
PARA:
racemización
H-D intercambio
bromación
iodación
La formación de enol es
el paso determinante
Formación de Acetal
Formación de Imina
Compuestos relacionados con iminas
Enaminas
La reacción de Wittig
Reacción con Aminas Primaras:
Iminas
C OH2N
R
HN H
R
a carbinolamina
N
R
C + H2O(imina)
C O••
+••
••
••
••
••
••
Formación de Imina (Base de Schiff)
CH3NH2CH
O
+
CH=NCH3 + H2O
N-Bencilidenmetilamina (70%)
ejemplo
CH3NH2CH
O
+
CH=NCH3 + H2O
N-Bencilidenmetilamina (70%)
CH
OH
NHCH3
ejemplo
(CH3)2CHCH2NH2O +
+ H2O
N-Ciclohexilidenisobutilamina
(79%)
NCH2CH(CH3)2
ejemplo
(CH3)2CHCH2NH2O +
+ H2O
N-Ciclohexilidenisobutilamina
(79%)
NCH2CH(CH3)2
OH
NHCH2CH(CH3)2
ejemplo
Formación de Acetal
Formación de Imina
Compuestos relacionados con iminas
Enaminas
La reacción de Wittig
Formación de Acetal
Formación de Imina
Compuestos relacionados con iminas
Enaminas
La reacción de Wittig
Reacción con Derivados de Amoniaco
H2N G + R2C O R2C NG + H2O
H2N G + R2C O R2C NG + H2O
H2N OH R2C NOH
hidroxilamina oxima
Reacción con Derivados de Amoniaco
CH3(CH2)5CH + H2NOH
O
CH3(CH2)5CH + H2O
NOH
(81-93%)
ejemplo
H2N G + R2C O R2C NG + H2O
H2N OH R2C NOH
hidroxilamina oxima
H2N NH2R2C NNH2
hidrazina hidrazona
etc.
Reacción con Derivados de Amoniaco
+ H2NNH2
+ H2O
(73%)
ejemplo
O
C
NNH2
C
CCH3 + H2NNH
+ H2O
ejemplo
O
CCH3
NNH
fenilhidrazina
fenilhidrazona (87-91%)
CH3(CH2)9CCH3
O
H2NNHCNH2
O
H2OCH3(CH2)9CCH3
NNHCNH2
O
+
+
ejemplo
semicarbazida
semicarbazona (93%)
Formación de Acetal
Formación de Imina
Compuestos relacionados con iminas
Enaminas
La reacción de Wittig
Formación de Acetal
Formación de Imina
Compuestos relacionados con iminas
Enaminas
La reacción de Wittig
R2NH••
+ H2O
(enamina)
C••
R2N
C
Formación de Enaminas
C••OR2N H
H C
•• ••C O
••
H C
••
+ (calor en benceno)
ejemplo
O
N
NH
(80-90%)
+ (calor en benceno)
via
ejemplo
O
N
NH
OH
N
Formación de Acetal
Formación de Imina
Compuestos relacionados con iminas
Enaminas
La reacción de Wittig
Formación de Acetal
Formación de Imina
Compuestos relacionados con iminas
Enaminas
La reacción de Wittig
Reación de Wittig
Reacción de Wittig
Método sintético para preparar alquenos.
Uno de los reactantes es un aldehído o una cetona.
El otro reactante es un iluro de fósforo
Iluros de fósforo
R es usualmente C6H5 (fenil)
El punto clave es que el carbono está polarizado
Negativamente y se comporta como un nucleófilo
(C6H5)3P C+
A
B
••
–(C6H5)3P C
A
B
Distribución de carga de un iluro
(C6H5)3P C+
A
B
••
–+
+C C
R
R'
A
B
(C6H5)3P O+
••
–••
••
C O
R
R'
••
••
Reacción de Wittig
ejemplo
+
+ (C6H5)3P O+
••
–••
••
(C6H5)3P CH2
+ –
••O••
••
CH2
DMSO
(86%)
dimetil sulfoxido (DMSO) o tetrahidrofurano
(THF)
Mecanismo
C O
R
R'
••
••
P(C6H5)3
+C
A
B–
••
OC
C P(C6H5)3
R
R'
B
A
••••
paso 1
Mecanismo
OC
C P(C6H5)3
R
R'
B
A
••••
paso 2
P(C6H5)3+
–O••••
••
R'R
A B
C
C
+
Planificación de la síntesis de un alqueno via
Reacción de Wittig
Análisis retrosintético
Hay dos posibles rutas para la síntesis del alqueno.
Analizando la estructura retrosintéticamente.
Desconexión del doble enlace carbono-carbono.
Un extremo vendria del carbonilo, el otro del iluro.
C C
R
R'
A
B
Análisis retrosintético del estireno
C6H5CH CH2
C6H5CH
O
+ (C6H5)3P CH2
+ –
••
C6H5CH CH2
HCH
O
+(C6H5)3P CHC6H5
+ –
••
Análisis retrosintético del estireno
Preparación de iluros
Los iluros se preparan a partir de un haluro de alquilo
a través de dos procesos.
El primer paso es una sustitución nucleofílica.
Donde la trifenilfosfina es el nucleófilo.
(C6H5)3P •• + CH
A
B
X
(C6H5)3P CH
A
B
+
+ X–
Preparación de iluros
Los iluros se preparan a partir de un haluro de alquilo
a través de dos procesos.
El primer paso es una sustitución nucleofílica.
Donde la trifenilfosfina es el nucleófilo.
En el segundo paso, la sal de fosfonio es tratada
con base fuerte para remover el protón del carbono
enlazado al fósforo
Preparación de iluros
(C6H5)3P C
A
B
+H
base ••
(C6H5)3P C
A
B
+••
–
–Hbase
Preparación de iluros
En el segundo paso, la sal de fosfonio es tratada
con base fuerte para remover el protón del carbono
enlazado al fósforo
La bases típicamente utilizadas son reactivos órgano litio
(RLi) y la base conjugada del dimetil sulfóxido como una
sal sódica [NaCH2S(O)CH3].
(C6H5)3P C
A
B
+H
base ••
(C6H5)3P C
A
B
+••
–
–Hbase
Preparación de iluros
EN SOLUCION ACUOSA
RCH RCH RCOH
O OH
OH
H2OO
OXIDACION DE ALDEHIDOS
K2Cr2O7
H2SO4
H2O
O
O
CH
O
O
COH
(75%)
ejemplo
K2Cr2O7
H2SO4
H2O
O
O
CH
O
O
COH
(75%)
via
O
OH
CH
OH
ejemplo
Oxidación
de Baeyer-Villiger de cetonas
La oxidación de cetonas con peracidosda esteres a través de un rearreglo.
R"COOH
O
RCR'
O
+ R"COH
O
+
cetona Ester
ROCR'
O
General
C6H5COOH
O
(67%)
CHCl3
ejemplo
CCH3
O
OCCH3
O
C6H5COOH
O
(66%)
CHCl3
estereoquímica
O
CCH3H3C
H H
OCCH3
O
H3C
H H
R"COOH
O
RCR'
O
+ ROCR'
O
R"COH
O
+
Mecanismo
R"COOH
O
RCR'
O
+ ROCR'
O
R"COH
O
+
O
O
C
O H
R R'
OCR"
Mecanismo
R"COOH
O
RCR'
O
+ ROCR'
O
R"COH
O
+
O
O
C
O H
R R'
OCR"
Mecanismo
Oxidación Biológica Baeyer-Villliger
O O
O
oxidación
bacterial
O2.
coenzymas
ciclohexanona
mono oxigenasa,
SINTESIS DE GRIGNARD
Y ORGANO LITIO
SI EL SUSTRATO TIENE ESTOS GRUPOS EL
GRIGNARD NO SE PUEDE PREPARAR
