Una condensación aldólica es una reacción de condensación en química orgánica en la que un enol o un ión enolato reacciona con un compuesto carbonilo para formar un β-hidroxialdehído o β-hidroxicetona (una reacción aldólica ), seguido de deshidratación para dar una enona conjugada .
Condensación de aldol | |
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Tipo de reacción | Reacción de acoplamiento |
Identificadores | |
Portal de química orgánica | condensación aldólica |
ID de ontología RSC | RXNO: 0000017 |
Las condensaciones aldólicas son importantes en la síntesis orgánica , porque proporcionan una buena forma de formar enlaces carbono-carbono . [1] Por ejemplo, la secuencia de la reacción de anulación de Robinson presenta una condensación aldólica; [1] el producto de cetona de Wieland-Miescher es un material de partida importante para muchas síntesis orgánicas. [2] Las condensaciones de aldol también se discuten comúnmente en las clases de química orgánica de nivel universitario como una buena reacción de formación de enlaces que demuestra importantes mecanismos de reacción . [3] [4] [5] En su forma habitual, implica elnucleófila adición de una cetona enolato a un aldehído para formar una cetona β-hidroxi, o " aldol " ( ald ehyde + alcoh ol ), un estructural unitaria que se encuentran en muchos de origen natural moléculas y productos farmacéuticos . [6] [7] [8]
El nombre condensación aldólica también se usa comúnmente, especialmente en bioquímica , para referirse solo a la primera etapa (de adición) del proceso, la reacción aldólica en sí, catalizada por las aldolasas . Sin embargo, la reacción aldólica no es formalmente una reacción de condensación porque no implica la pérdida de una molécula pequeña.
La reacción entre un aldehído o una cetona que tiene un α-hidrógeno con un compuesto de carbonilo aromático que carece de un α-hidrógeno se denomina condensación de Claisen-Schmidt . Esta reacción lleva el nombre de dos de sus investigadores pioneros Rainer Ludwig Claisen y JG Schmidt , quienes publicaron de forma independiente sobre este tema en 1880 y 1881. [9] [10] [11] [ página necesaria ] Un ejemplo es la síntesis de dibenzilideneacetona (( 1 E , 4 E ) -1,5-difenilpenta-1,4-dien-3-ona). Se han reportado rendimientos cuantitativos en reacciones de Claisen-Schmidt en ausencia de solvente usando hidróxido de sodio como base y más benzaldehídos . [12] Debido a que el compuesto carbonílico nucleofílico enolizable y el compuesto carbonílico electrofílico son dos sustancias químicas diferentes, la reacción de Claisen-Schmidt es un ejemplo de un proceso aldólico cruzado.
Mecanismo
La primera parte de esta reacción es una reacción aldólica , la segunda parte una deshidratación, una reacción de eliminación (implica la eliminación de una molécula de agua o una molécula de alcohol ). La deshidratación puede ir acompañada de descarboxilación cuando está presente un grupo carboxilo activado. El producto de adición de aldol se puede deshidratar mediante dos mecanismos; una fuerte base de como potasio t -butóxido , hidróxido de potasio o hidruro de sodio desprotona el producto a un enolato , que elimina a través del mecanismo de E1cB , [13] [14] mientras que la deshidratación en el producto de ácido a través de una reacción E1 mecanismo. Dependiendo de la naturaleza del producto deseado, la condensación aldólica se puede llevar a cabo bajo dos amplios tipos de condiciones: control cinético o control termodinámico . [15]
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animación, base catalizada | animación, catalizada por ácido |
Condensación aldólica cruzada
Una condensación aldólica cruzada es el resultado de dos compuestos de carbonilo diferentes que contienen a-hidrógeno (s) que experimentan condensación aldólica. Normalmente, esto conduce a cuatro posibles productos, ya que cualquiera de los compuestos carbonílicos puede actuar como nucleófilo y es posible la autocondensación, lo que hace que una mezcla sintéticamente sea inútil. Sin embargo, este problema puede evitarse si uno de los compuestos no contiene un α-hidrógeno, haciéndolo no enolizable. En una condensación aldólica entre un aldehído y una cetona, la cetona actúa como nucleófilo, ya que su carbono carbonilo no posee un alto carácter electrofílico debido al efecto + I y al impedimento estérico . Por lo general, el producto cruzado es el principal. Cualquier traza del producto de autoaldol del aldehído puede rechazarse preparando primero una mezcla de una base adecuada y la cetona y luego añadiendo el aldehído lentamente a dicha mezcla de reacción. El uso de una base demasiado concentrada podría conducir a una reacción de Cannizzaro competitiva . [dieciséis]
Tipos de condensación
Es importante distinguir la condensación aldólica de otras reacciones de adición de compuestos carbonílicos.
- Cuando la base es una amina y el compuesto de hidrógeno activo está suficientemente activado, la reacción se denomina condensación de Knoevenagel .
- En una reacción de Perkin, el aldehído es aromático y el enolato se genera a partir de un anhídrido .
- Una condensación de Claisen implica dos compuestos éster .
- Una condensación de Dieckmann involucra dos grupos éster en la misma molécula y produce una molécula cíclica
- Una reacción de Henry involucra un aldehído y un compuesto nitro alifático .
- Una anulación de Robinson implica una cetona α, β- insaturada y un grupo carbonilo , que primero se involucran en una reacción de Michael antes de la condensación aldólica.
- En la reacción de Guerbet , un aldehído, formado in situ a partir de un alcohol, se autocondensa en el alcohol dimerizado.
- En el Japp-Maitland, el agua de condensación no se elimina mediante una reacción de eliminación, sino mediante un desplazamiento nucleofílico.
Proceso aldox
En la industria, el proceso Aldox desarrollado por Royal Dutch Shell y Exxon convierte el propeno y el gas de síntesis directamente en 2-etilhexanol mediante hidroformilación en butiraldehído , condensación aldólica en 2-etilhexenal y finalmente hidrogenación . [17]
En un estudio, el crotonaldehído ((2 E ) -but-2-enal) se convierte directamente en 2-etilhexanal en un sistema de paladio / Amberlyst / dióxido de carbono supercrítico : [18]
Alcance
El 2-metilacetoacetato de etilo y el aldehído canfolénico reaccionan en una condensación aldólica. [19] El procedimiento sintético [20] es típico para este tipo de reacción. En el proceso, además de agua, se pierde un equivalente de etanol y dióxido de carbono en la descarboxilación .
La reacción de la interacción de glioxilato de etilo 2 y glutaconato (2-metilpent-2-enedioato de dietilo) 1 al ácido isoprenotricarboxílico 3 ( esqueleto de isopreno (2-metilbuta-1,3-dieno)) y etóxido de sodio . Este producto de reacción es muy inestable con pérdida inicial de dióxido de carbono y seguido de muchas reacciones secundarias. Se cree que esto se debe a la tensión estérica resultante del grupo metilo y el grupo carboxílico en la estructura cis- dienoide . [21]
Ocasionalmente, una condensación aldólica se oculta en una reacción de varios pasos o en un ciclo catalítico como en el siguiente ejemplo: [22]
En esta reacción, un alquinal 1 se convierte en un cicloalqueno 7 con un catalizador de rutenio y la condensación real tiene lugar con el intermedio 3 a 5 . El apoyo al mecanismo de reacción se basa en el marcado de isótopos . [23]
La reacción entre mentona ((2 S , 5 R ) -2-isopropil-5-metilciclohexanona) y anisaldehído (4-metoxibenzaldehído) es complicada debido al blindaje estérico del grupo cetona. Este obstáculo se supera mediante el uso de una base fuerte como el hidróxido de potasio y un disolvente muy polar como el DMSO en la siguiente reacción: [24]
El producto puede epimerizar por medio de un intermedio común, el enolato A, para convertir entre los epímeros originales ( S , R ) y ( R , R ). El producto ( R , R ) es insoluble en el disolvente de reacción mientras que el ( S , R ) es soluble. La precipitación del producto ( R , R ) impulsa la reacción de equilibrio de epimerización para formar este como el producto principal.
Ver también
- Reacción orgánica y reacción química.
- La síntesis de Auwers
- Portal de química orgánica
- Reacción Reformatsky
Referencias
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- ^ Se añade2-metilacetoacetato de etilo ( 2 ) a una solución agitada de hidruro de sodio en dioxano . Luego se añade el aldehído canfolénico ( 1 ) y la mezcla se calienta a reflujo durante 15 h. Luegose agrega ácido clorhídrico 2 Ny la mezcla se extrae con éter dietílico . Las capas orgánicas combinadas se lavan con ácido clorhídrico 2 N, bicarbonato de sodio saturadoy salmuera . La fase orgánica se seca sobre sulfato de sodio anhidro y el disolvente se evapora a presión reducida para producir un residuo que se purifica por destilación al vacío para dar 3 (58%).
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