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Oxidación de Oppenauer
Lleva el nombre deRupert Viktor Oppenauer
Tipo de reacciónReacción redox orgánica
Identificadores
Portal de química orgánicaoppenauer-oxidación
ID de ontología RSCRXNO: 0000047

La oxidación de Oppenauer , llamada así por Rupert Viktor Oppenauer  [ de ] , [1] es un método suave para oxidar selectivamente alcoholes secundarios a cetonas .

Esquema de reacción de oxidación de Oppenauer

La reacción es la reducción opuesta de Meerwein-Ponndorf-Verley . [2] El alcohol se oxida con isopropóxido de aluminio en exceso de acetona . Esto desplaza el equilibrio hacia el lado del producto.

La oxidación es altamente selectiva para alcoholes secundarios y no oxida otros grupos funcionales sensibles como aminas y sulfuros . [3] Aunque los alcoholes primarios se pueden oxidar en condiciones de Oppenauer, los alcoholes primarios rara vez se oxidan con este método debido a la condensación aldólica competitiva de los productos aldehídos . La oxidación de Oppenauer todavía se utiliza para la oxidación de sustratos lábiles a los ácidos. El método ha sido desplazado en gran medida por métodos de oxidación basados ​​en cromatos (por ejemplo, clorocromato de piridinio ) o dimetilsulfóxido (por ejemplo, oxidación de Swern ) oOxidación de Dess-Martin debido al uso de reactivos relativamente suaves y no tóxicos (por ejemplo, la reacción se realiza en mezclas de acetona / benceno). La oxidación de Oppenauer se utiliza habitualmente en diversos procesos industriales como la síntesis de esteroides , hormonas , alcaloides , terpenos , etc.

Mecanismo [ editar ]

Mecanismo de oxidación de Oppenauer

En el primer paso de este mecanismo , el alcohol (1) se coordina con el aluminio para formar un complejo (3), que luego, en el segundo paso, es desprotonado por un ion alcóxido (4) para generar un intermedio alcóxido (5) . En el tercer paso, tanto la acetona oxidante (7) como el alcohol del sustrato se unen al aluminio. La acetona se coordina con el aluminio que lo activa para la transferencia de hidruro del alcóxido. El cambio de hidruro catalizado por aluminio del carbono α del alcohol al carbono carbonilo de la acetona se produce en un estado de transición de seis miembros.(8). La cetona deseada (9) se forma después de la transferencia de hidruro. [4]

Ventajas [ editar ]

Una ventaja de la oxidación de Oppenauer es el uso de reactivos relativamente económicos y no tóxicos. Las condiciones de reacción son suaves y suaves ya que los sustratos generalmente se calientan en mezclas de acetona / benceno . Otra ventaja de la oxidación de Oppenauer que la hace exclusiva de otros métodos de oxidación como el clorocromato de piridinio (PCC) y el periodinano de Dess-Martin es que los alcoholes secundarios se oxidan mucho más rápido que los alcoholes primarios, por lo que se puede lograr la quimioselectividad . Además, no hay sobreoxidación de aldehídos a ácidos carboxílicos a diferencia de otros métodos de oxidación como la oxidación de Jones . [4]

Modificaciones [ editar ]

Reacción de Wettstein-Oppenauer [ editar ]

En la reacción de Wettstein-Oppenauer, descubierta por Wettstein en 1945, los Δ 5–3β-hidroxi esteroides se oxidan a Δ 4,6-3-cetoesteroides con benzoquinona como aceptor de hidrógeno . Esta reacción es útil porque proporciona una preparación de un paso de Δ 4,6-3-cetoesteroides. [5]

Modificación de Woodward [ editar ]

En la modificación de Woodward, Woodward sustituyó el alcóxido de aluminio por terc-butóxido de potasio . La modificación de Woodward de la oxidación de Oppenauer, también llamada oxidación de Oppenauer-Woodward , se utiliza cuando ciertos grupos de alcohol no se oxidan en las condiciones de reacción de Oppenauer estándar. Por ejemplo, Woodward usó terc-butóxido de potasio y benzofenona para la oxidación de quinina a quininona, ya que el sistema catalítico de aluminio tradicional no pudo oxidar la quinina debido al complejo formado por la coordinación del nitrógeno básico de Lewis con el centro de aluminio. [6]

Otras modificaciones [ editar ]

También se han informado varios catalizadores de alcóxido de aluminio modificados . Por ejemplo, Maruoka y sus colaboradores informaron de un catalizador de aluminio altamente activo que se utilizó en la oxidación del carveol a carvona (un miembro de una familia de productos químicos llamados terpenoides ) con un rendimiento excelente (94%). [7]

En otra modificación [8] el catalizador es trimetilaluminio y el aldehído 3-nitrobenzaldehído se usa como oxidante, por ejemplo, en la oxidación de isoborneol a alcanfor .

Aplicaciones sintéticas [ editar ]

La oxidación de Oppenauer se utiliza para preparar analgésicos en la industria farmacéutica como morfina y codeína . Por ejemplo, la codeinona se prepara mediante la oxidación de codeína por Oppenauer . [9]

La oxidación de Oppenauer también se utiliza para sintetizar hormonas . La progesterona se prepara mediante la oxidación de Oppenauer de pregnenolona . [10]

También se utiliza una ligera variación de la oxidación de Oppenauer para sintetizar derivados de esteroides . Por ejemplo, se ha desarrollado una versión catalítica eficaz de la oxidación de Oppenauer que emplea un catalizador de rutenio para la oxidación de 3β-hidroxi esteroides 5-insaturados al derivado 4-en-3-ona correspondiente. [11]

La oxidación de Oppenauer también se utiliza en la síntesis de lactonas a partir de 1,4 y 1,5 dioles . [12]

Reacciones secundarias [ editar ]

Una reacción secundaria común de la oxidación de Oppenauer es la condensación aldólica catalizada por una base del producto aldehído , que tiene α-hidrógenos para formar ß-hidroxi aldehídos o α, ß- aldehídos insaturados . [13]

Otra reacción secundaria es la reacción de Tischenko de productos aldehídos sin α-hidrógeno, pero esto se puede prevenir mediante el uso de disolventes anhidros . [4] Otra reacción secundaria general es la migración del doble enlace durante la oxidación de sustratos de alcohol alílico . [14]

Ver también [ editar ]

  • Oxidación de alcohol
  • Clorocromato de piridinio
  • Oxidación de Jones
  • Oxidación de Pfitzner-Moffatt
  • Oxidación de Parikh-Doering
  • Oxidación de Albright-Goldman
  • Oxidación de Swern
  • Oxidación de Corey-Kim
  • Peryodinano de Dess-Martin oxidación
  • Oxidación Ley ( oxidación TPAP )
  • Oxidación TEMPO

Referencias [ editar ]

  1. ^ Oppenauer, RV (1937). "Eine Methode der Dehydrierung von Sekundären Alkoholen zu Ketonen. I. Zur Herstellung von Sterinketonen und Sexualhormonen" [Deshidratación de alcoholes secundarios a cetonas. I. Preparación de esterol cetonas y hormonas sexuales. Recl. Trav. Chim. Pays-Bas (en alemán). 56 (2): 137-144. doi : 10.1002 / recl.19370560206 .
  2. ^ Wilds, AL (1944). "Reducción con alcóxidos de aluminio (la reducción de Meerwein-Ponndorf-Verley)". Org. Reaccionar. 2 (5): 178-223. doi : 10.1002 / 0471264180. o002.05 . CS1 maint: parámetro desalentado ( enlace )
  3. ^ Otvos, L .; Gruber, L .; Meisel-Agoston, J. (1965). "El Meerwein-Ponndorf-Verley-Oppenauer. Investigación del mecanismo de reacción con radiocarbono. Racemización de alcoholes secundarios". Acta Chim. Acad. Sci. Hung . 43 : 149-153.
  4. ^ a b c Corey, EJ; Nicolaou, KC (2005). Aplicaciones estratégicas de reacciones nombradas en síntesis orgánica . Elsevier. ISBN 978-7-03-019190-8.
  5. ^ Mandell, L. (1955). "El mecanismo de la oxidación de Wettstein-Oppenauer". Mermelada. Chem. Soc. 78 (13): 3199–3201. doi : 10.1021 / ja01594a061 .
  6. ^ Woodward, RB; Wendler, NL; Brutschy, FJ (1945). "Quininona1". Mermelada. Chem. Soc. 67 (9): 1425. doi : 10.1021 / ja01225a001 .
  7. ^ Ooi, T; Otsuka, H; Miura, T; Ichikawa, H; Maruoka, K (2002). "Oxidación práctica de Oppenauer (OPP) de alcoholes con un catalizador de aluminio modificado". Letras orgánicas . 4 (16): 2669–72. doi : 10.1021 / ol020094c . PMID 12153205 . 
  8. ^ Graves, CR; Zeng, BS; Nguyen, ST (2006). "Oxidación de alcohol catalizada por Al eficiente y selectiva a través de la química de Oppenauer". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 128 (39): 12596–7. doi : 10.1021 / ja063842s . PMID 17002323 . 
  9. ^ Stéphane Caron; Robert W. Dugger; Sally Gut Ruggeri; John A. Ragan y David H. Brown Ripin (2006). "Oxidaciones a gran escala en la industria farmacéutica". Chem. Rev. 106 (7): 2943–89. doi : 10.1021 / cr040679f . PMID 16836305 .  
  10. ^ Dewick, P (2001). Productos medicinales naturales: un enfoque biosintético (2ª ed.). Wiley & Sons. pag. 243. ISBN 0471496405.
  11. ^ Almeida, Maria LS; Kočovský, Paval; Bäckvall, Jan-E. (1996). "Oxidación de tipo Oppenauer catalizada por rutenio de 3β-hidroxi esteroides. Una entrada altamente eficiente en las hormonas esteroides con la funcionalidad 4-En-3-one". J. Org. Chem. 61 (19): 6587–6590. doi : 10.1021 / jo960361q . PMID 11667525 .  
  12. ↑ Eignerova, L .; Kasal, A. (1976). "Cambio de hidruro intramolecular en la oxidación de Oppenauer de algunos esteroides dihidroxi". ChemPlusChem . 41 (4): 1056–1065. doi : 10.1135 / cccc19761056 .
  13. ^ Milas, NA; Grossi, FX; Penner, SE; Kahn, S. (1948). "La Síntesis de 1- [-1'-il ciclohexen] -3-metil-1,3,5-octatrien-7-ona (C 15 cetona) 1 ". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 70 (3): 1292. doi : 10.1021 / ja01183a522 .
  14. ^ Reich, R .; Keana, JFW (1972). "Oxidaciones de Oppenauer con 1-metil-4-piperidona como aceptor de hidruro". Comunicaciones sintéticas . 2 (5): 323. doi : 10.1080 / 00397917208061988 .
  15. ^ Reich, Richard; Keana, John FW (1972). "Oxidaciones de Oppenauer con 1-metil-4-piperidona como aceptor de hidruro". Synth. Comun. 2 (5): 323–325. doi : 10.1080 / 00397917208061988 .