Expansión y contracción del anillo


Las reacciones de expansión y contracción del anillo en el curso de la síntesis orgánica se refieren a un conjunto de reacciones que pueden conducir a la expansión o contracción de un anillo existente . Esto a menudo hace posible acceder a estructuras que serían difíciles, si no imposibles, de sintetizar con reacciones de ciclación únicas . Las expansiones de anillos son valiosas porque permiten el acceso a sistemas más grandes que son difíciles de sintetizar a través de una sola ciclación debido a la lenta tasa de formación. Las contracciones de anillo son útiles para hacer anillos más pequeños y tensos.de anillos más grandes. Las expansiones se clasifican por el mecanismo de expansión y el átomo (s) agregado (s); las contracciones se caracterizan simplemente por el intermedio reactivo que realiza la contracción.

En el curso de una síntesis orgánica , un químico a menudo necesita formar un anillo nuevo o alterar uno existente. Las reacciones de expansión y contracción del anillo se utilizan para expandir o contraer un anillo existente , lo que a menudo hace posible acceder a estructuras que serían difíciles, si no imposibles, de sintetizar con reacciones de ciclación únicas .

Las expansiones de anillos son valiosas porque permiten el acceso a sistemas más grandes que son difíciles de sintetizar a través de una sola ciclación debido a la velocidad lenta de formación (anillos de siete miembros y más grandes). [1] La clasificación de las expansiones de los anillos por el mecanismo de expansión y el átomo (s) agregado permite ver las similitudes entre los diferentes métodos de expansión y los diferentes átomos incorporados. La clasificación más amplia proviene del mecanismo de expansión. Los anillos se pueden expandir atacando el anillo sobre un grupo exterior ya adjunto al anillo (una migración / inserción), abriendo una bicicleta a un solo anillo más grande o acoplando un cierre del anillo con una expansión. [2] Estas expansiones se pueden descomponer aún más según el tipo de átomo que incorporan (un carbono o un heteroátomo) en el anillo expandido.

Las inserciones de carbono son reacciones tremendamente útiles que introducen un átomo de carbono adicional en el anillo. Estas reacciones se utilizan en la síntesis de muchos fármacos y productos naturales. [2] Estos pueden proceder a través de cualquiera de los mecanismos que se enumeran a continuación.

Estas reacciones tienen las características generales de tener un grupo saliente exocíclico en un carbono adyacente al anillo y un grupo donador de electrones en el anillo capaz de iniciar una migración de un enlace endocíclico.

Una introducción de migración común de carbono es una transposición de pinacol . [2] Si bien esta reacción se refiere específicamente a un reordenamiento de dihidróxido vecinal, hay otros reordenamientos de tipo pinacol que proceden a través del mismo mecanismo general, como el reordenamiento de Tiffeneau-Demjanov . Estos "reordenamientos de semipinacol" se producen en condiciones más suaves y, por tanto, son preferibles en síntesis complejas. [3] Estas reacciones son útiles más allá de simplemente expandir un anillo porque el grupo exocíclico atacado también puede tener otras funciones agregadas además del grupo saliente. El grupo al que migra el enlace endocíclico también se puede agregar selectivamente al anillo en función de la funcionalidad ya presente, por ejemplo1,2 adición a una cetona cíclica.


Contracción generalizada (A) y expansión (B).
Un esquema que muestra la expansión del anillo por la migración del enlace exocíclico (A) y la apertura del anillo de una molécula bicíclica (B).
El paso de migración de enlace del reordenamiento de tipo pinacol.
Un mecanismo generalizado de la expansión del anillo de Buchner.
Los pasos de migración de enlace en la oxidación de Baeyer-Villiger (A) y el reordenamiento de Beckmann (B).
Contracción del anillo a través de intermedios reactivos aniónicos (A), catiónicos (B) y carbenoides (C).
Un mecanismo generalizado de la transposición de Favorskii para dar un producto contraído en anillo. Tenga en cuenta que se ha omitido la formación de aniones.
Un reordenamiento general de tipo pinacol a un sistema de anillo desigual 5,7.
Mecanismo de la transposición de Wolff utilizado para dar un producto contraído en anillo.