La reacción de Tipson-Cohen es una reacción de nombre descubierta por primera vez por Stuart Tipson y Alex Cohen en la Oficina Nacional de Estándares en Washington DC [1] La reacción de Tipson-Cohen ocurre cuando dos grupos sulfoniloxi secundarios vecinos en una molécula de azúcar se tratan con polvo de zinc (Zn) y yoduro de sodio (NaI) en un disolvente a reflujo tal como N , N -dimetilformamida (DMF) para dar un carbohidrato insaturado. [2]
Fondo
Se desean carbohidratos insaturados ya que son bloques de construcción versátiles que se pueden usar en una variedad de reacciones. [2] Por ejemplo, se pueden utilizar como intermediarios en la síntesis de productos naturales, o como dienófilos en la reacción de Diels-Alder, o como precursores en la síntesis de oligosacáridos. [3] La reacción de Tipson-Cohen pasa por un mecanismo sin o anti- eliminación para producir un alqueno con rendimientos altos a moderados. [4] La reacción depende de los sustituyentes vecinos. A continuación se muestra un mecanismo para los glucopiranósidos y manooyranósidos. [4]
Esquema 1: la eliminación de sinín ocurre con los glucopiranósidos. Los galactopiranósidos siguen un mecanismo syn similar. [3] Considerando que, la anti- eliminación ocurre con manopiranósidos. [4] Nótese que R podría ser un metanosulfonil CH 2 O 2 S (Ms), o un toluensulfonil CH 3 C 6 H 4 O 2 S (Ts).
Mecanismo de reacción
Esquema 3: El esquema ilustra el primer desplazamiento, el paso que determina la velocidad y el paso más lento, donde el material de partida se convierte en el yodo-intermedio. [4] El intermedio no es detectable ya que se convierte rápidamente en azúcar insaturado. Los experimentos con azida en lugar del yoduro confirman que el ataque ocurre en el C-3 a medida que se aislaron los intermedios de nitrógeno. El orden de reactividad de más reactivo a menos reactivo es: β-glucopiranósidos> β-manopiranósidos> α-glucopiranósidos> α-manopiranósidos.
La reacción de los β-manopiranósidos da bajos rendimientos y requiere tiempos de reacción más largos que con los β-glucopiranósidos debido a la presencia de un sustituyente axial vecino (sulfoniloxi) en relación con el grupo sulfoniloxi C-3 en el material de partida. [4] El sustituyente axial aumenta las interacciones estéricas en el estado de transición, provocando eclipses desfavorables de los dos grupos sulfoniloxi. alfa-glucopiranósidos poseen una β- trans -axial sustituyente con respecto a C-3 (anomérico OCH sulfoniloxi 3 grupo) en el material de partida. El sustituyente β- trans -axial influye en el estado de transición provocando también una interacción estérica desfavorable entre los dos grupos. En el caso de a-mannopyranosides, tanto un sustituyente vecino axial (grupo 2-sulfoniloxi) y un β- trans sustituyente -axial (anomérico OCH 3 grupo) están presentes, por lo tanto, aumentar significativamente el tiempo de reacción y disminuir el rendimiento. [3]
Condiciones de reacción
Tabla 1: Los tiempos de reacción y el rendimiento varían según el sustrato. Se descubrió que el β-glucopiranósido es el mejor sustrato para la reacción de Tipson-Cohen ya que el tiempo de reacción y el rendimiento fueron muy superiores a los de cualquier otro sustrato propuesto en el estudio. [3]
Sustrato a | Tiempo (horas) | Producir (%) |
---|---|---|
β-glucopiranósido | 0,5 | 85 |
β-manopiranósido | 2.5 | 66 |
α-glucopiranósido | 12 | 55 |
α-manopiranósido | 15 | 10 |
a Los sustratos poseen grupos protectores de bencilideno en C-4 y C-6, grupos OMe en posición anomérica y grupos OTs en C-2 y C-3. Temperatura de reacción 95–100 ˚C
Alcance de la reacción
- La reacción se ha intentado en el microondas, mejorando los rendimientos con el α-glucopiranósido al 88% y reduciendo significativamente el tiempo de reacción a 14 minutos. [5]
- El artículo original de Tipson y Cohen también utilizó azúcares acíclicos para ilustrar la utilidad de la reacción. Por tanto, la reacción no se limita a derivados de carbohidratos cíclicos. [1]
- Se usaron ambos grupos sulfonoxi tales como metanosulfonilo y toluensulfonilo , sin embargo se encontró que los sustratos con grupos toluensulfonilo dieron rendimientos más altos y tiempos de reacción más bajos. [1] [2] [3]
Referencias
- ^ a b c R.S. Tipson y A. Cohen (1965). "Acción del polvo de zinc y yoduro de sodio en N, N-dimetilformamida en grupos sulfoniloxi secundarios contiguos: un método simple para introducir insaturación no terminal". Investigación de carbohidratos . 1 (4): 338–340. doi : 10.1016 / S0008-6215 (00) 81770-X .
- ^ a b c E. Albano, D. Horton y T. Tsuchiya (1966). "Síntesis y reacciones de azúcares insaturados". Investigación de carbohidratos . 2 (5): 349–362. doi : 10.1016 / S0008-6215 (00) 80329-8 .
- ^ a b c d e T. Yamazaki y K. Matsuda (1976). "Síntesis de metil 4,6-O-benciliden-2,3-didesoxi-β-D-eritro-hex-2-enopiranósido por la reacción de Tipson-Cohen". Investigación de carbohidratos . 50 (2): 279–281. doi : 10.1016 / S0008-6215 (00) 83860-4 .
- ^ a b c d e T. Yamazaki y K. Matsuda (1977). "Efectos estéricos y electrostáticos sobre la eliminación de grupos 2- y 3-sulfoniloxi de metil 4,6-O-bencilidenhexopiranósidos". Revista de la Sociedad Química, Transacciones Perkin 1 . 1 (18): 1981–1984. doi : 10.1039 / p19770001981 .
- ^ L. Baptistella; A. Neto; et al. (1993). "Una síntesis mejorada de piranósidos 2,3 y 3,4 insaturados: el uso de energía de microondas". Letras de tetraedro . 34 (52): 8407–8410. doi : 10.1016 / S0040-4039 (00) 61345-X .