La transposición de Wolff es una reacción en química orgánica en la que un compuesto de α-diazocarbonilo se convierte en una cetena por pérdida de dinitrógeno con la transposición 1,2 que lo acompaña . La transposición de Wolff produce una cetena como un producto intermedio, que puede sufrir el ataque nucleofílico con débilmente ácidas nucleófilos tales como agua , alcoholes , y aminas , para generar derivados de ácidos carboxílicos o someterse [2 + 2] cicloadición reacciones para formar anillos de cuatro miembros. [1]El mecanismo del reordenamiento de Wolff ha sido objeto de debate desde su primer uso. Ningún mecanismo describe suficientemente la reacción y, a menudo, existen vías concertadas y mediadas por carbeno que compiten entre sí ; para simplificar, a continuación solo se muestra el mecanismo concertado del libro de texto. [2] La reacción fue descubierta por Ludwig Wolff en 1902. [3] El reordenamiento de Wolff tiene una gran utilidad sintética debido a la accesibilidad de los compuestos α-diazocarbonilo, la variedad de reacciones del intermedio ceteno y la retención estereoquímica del grupo migrante. [2]Sin embargo, la transposición de Wolff tiene limitaciones debido a la naturaleza altamente reactiva de los compuestos de α-diazocarbonilo, que pueden sufrir una variedad de reacciones competitivas. [1]
Reordenamiento de Wolff | |
---|---|
Lleva el nombre de | Ludwig Wolff |
Tipo de reacción | Reacción de reordenamiento |
Identificadores | |
Portal de química orgánica | reordenamiento de Wolff |
ID de ontología RSC | RXNO: 0000051 |
![El reordenamiento de Wolff y la subsiguiente captura del intermedio ceteno con un ácido u olefina débil.](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/b/b1/WolffF1final.png/600px-WolffF1final.png)
La transposición de Wolff puede ser inducida a través de la termólisis , [3] fotólisis , [4] o de metal de transición catálisis. [3] En este último caso, la reacción es sensible al metal de transición; El óxido de plata (I) u otros catalizadores de Ag (I) funcionan bien y se utilizan generalmente. La transposición de Wolff se ha utilizado en muchas síntesis totales ; el uso más común es atrapar el intermedio ceteno con nucleófilos para formar derivados de ácido carboxílico. La homologación de Arndt-Eistert es un ejemplo específico de este uso, en el que un ácido carboxílico puede alargarse mediante una unidad de metileno. Otro uso común es en los métodos de contracción de anillos ; si la α-diazocetona es cíclica , la transposición de Wolff da como resultado un producto de anillo contraído. El reordenamiento de Wolff funciona bien en la generación de sistemas de tensión en anillo, donde otras reacciones pueden fallar.
Historia
En 1902, Wolff descubrió que el tratamiento de diazoacetofenona con óxido de plata (I) y agua daba como resultado la formación de ácido fenilacético . De manera similar, el tratamiento con óxido de plata (I) y amoníaco formó fenilacetamida. [3] Unos años más tarde, en un estudio independiente, Schröter observó resultados similares. [5] La reacción se denomina ocasionalmente reordenamiento de Wolff-Schröter. [2] El reordenamiento de Wolff no se usó comúnmente hasta 20 años después de su descubrimiento, ya que la síntesis fácil de diazocetona era desconocida hasta la década de 1930. [2] La reacción ha demostrado ser útil en química orgánica sintética y se han publicado muchas revisiones. [1] [2]
![Wolff's original work](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/f/f1/WolffF3final.png/600px-WolffF3final.png)
Mecanismo
La vía mecanicista del reordenamiento de Wolff ha sido objeto de mucho debate, ya que a menudo existen mecanismos concertados y escalonados que compiten entre sí. [2] Sin embargo, se pueden acordar dos aspectos del mecanismo. En primer lugar, los compuestos de α-diazocarbonilo se encuentran en un equilibrio de los conformadores s- cis y s- trans , cuya distribución puede influir en el mecanismo de la reacción. Generalmente, bajo fotólisis, los compuestos en la conformación s- cis reaccionan de manera concertada debido a la relación antiperiplanar entre los grupos saliente y migratorio, mientras que los compuestos en la conformación s- trans reaccionan paso a paso a través de un carbeno intermedio o no se reorganizan. En segundo lugar, independientemente del mecanismo de reacción, la transposición da un intermedio ceteno, que puede ser atrapado por un nucleófilo débilmente ácido, como un alcohol o una amina , para dar el éster o amida correspondiente, o una olefina, para dar un [2+ 2] aducto de cicloadición. Los ácidos fuertes no reorganizan, sino que protonan el carbono α y dan productos S N 2 .
![Concerted versus stepwise mechanism for ground state conformers.](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/7/72/WolffF4final.png/600px-WolffF4final.png)
Estereoquímica de α-diazo cetonas
Comprender la estereoquímica de las α-diazo cetonas es esencial para dilucidar el mecanismo del reordenamiento de Wolff. Los compuestos de α-diazocarbonilo son generalmente localmente planos, con grandes barreras de rotación (55-65 kJ / mol) debido al carácter de olefina CC entre el carbonilo y el carbono α , ilustrado en la estructura de resonancia del extremo derecho . [6] Una barrera tan grande ralentiza las rotaciones moleculares lo suficiente como para conducir a un equilibrio entre dos confórmeros, un s- trans y un s- cis -conformador. s- cis -Conformadores electrónicamente favorecidos debido a la atracción de Coulombic entre el oxígeno con una carga negativa parcial y el nitrógeno catiónico, como se ve en la estructura de resonancia más a la derecha. [1] Si R 1 es grande y R 2 es hidrógeno, s- cis se favorece estéricamente. Si R 1 y R 2 son grandes, s- trans se estéricamente favorecida; si ambos sustituyentes son suficientemente grandes, la repulsión estérica puede superar la atracción de Coulombic, lo que lleva a una preferencia por s- trans . Los sustratos cíclicos pequeños y medianos están restringidos en la conformación s- cis .
![Equilibrium between s-trans and s-cis with resonance structure showing the olefinic character of the C-C bond, and the Coulombic attraction in s-cis.](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/a/a6/WolffF5final.png/500px-WolffF5final.png)
Mecanismo concertado
Cuando la α-diazocetona está en la conformación s- cis , el grupo saliente (N 2 ) y el grupo migrante (R 1 ) son antiperiplanar, lo que favorece un mecanismo concertado, en el que la extrusión de nitrógeno ocurre al mismo tiempo que la 1,2-alquilo. cambiar. Existe evidencia de que este mecanismo ocurre tanto en métodos termolíticos como fotolíticos, cuando se favorece fuertemente el conformador s- cis . [7]
![Concerted mechanism from the s-cis conformation.](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/8/8a/WolffF6final.png/500px-WolffF6final.png)
Los estudios de CIDNP muestran que el reordenamiento fotoquímico de diazoacetona, que existe en gran medida en el s- cis -conformador, está concertado. [8] Las proporciones de productos de fotólisis directa y sensibilizada por triplete se han utilizado como evidencia para propuestas que afirman que los productos concertados surgen del s- cis -conformador y los productos escalonados ocurren a través del s- trans -conformador. [9]
Mecanismo escalonado
Las s- trans -α-diazocetonas no tienen una relación antiperiplanar entre el grupo saliente y el migrante y, por lo tanto, se cree que generalmente se reorganizan por pasos. El mecanismo escalonado comienza con la extrusión de nitrógeno, formando un α-cetocarbeno. El α-cetocarbeno puede sufrir un desplazamiento de 1,2-alquilo, para dar el producto ceteno, o puede sufrir un cierre de anillo electrocíclico 4π, para formar un oxireno antiaromático . Este oxireno puede reabrirse de dos maneras, a α-cetocarbeno, que luego puede formar el producto ceteno.
![Stepwise mechanism from the s-trans-conformation with sequential extrusion of nitrogen to give the ketocarbene, which can either undergo 1,2-alkyl shift to form the carbene or 4π electrocyclic ring closure to give an oxirene intermediate.](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/d/de/WolffF7final.png/750px-WolffF7final.png)
Hay dos argumentos principales a favor de los mecanismos escalonados. La primera es que las constantes de velocidad de los reordenamientos de Wolff dependen de la estabilidad del carbeno formado, más que de la aptitud migratoria del grupo migratorio. [10] La evidencia más definitiva es la codificación isotópica de la cetena, como predice un intermedio oxireno, que solo puede ocurrir en la ruta escalonada. En el siguiente esquema, el carbono rojo es 13 C etiquetado. El intermedio de oxireno simétrico puede abrirse de cualquier manera, mezclando la etiqueta de 13 C. Si los sustituyentes R 1 y R 2 son iguales, se puede cuantificar la proporción de productos que se derivan de los mecanismos concertados y escalonados; si los sustituyentes son diferentes, el oxireno tendrá preferencia en la dirección en la que se abre y no se puede cuantificar una relación, pero cualquier codificación indica que algún reactivo está pasando por un mecanismo escalonado. [1] En la fotólisis de diazo acetaldehído, el 8% de la etiqueta se revuelve, lo que indica que el 16% del producto se forma a través del intermedio oxireno. [11] Bajo fotólisis, el sustrato de bifenilo (R 1 = R 2 = fenilo) muestra un 20-30% de migración del marcador, lo que implica que el 40-60% del producto pasa por el intermedio oxireno. [12] La α-diazociclohexanona no muestra codificación de etiquetas en condiciones fotolíticas, ya que es completamente s- cis y, por lo tanto, todo el sustrato pasa por el mecanismo concertado, evitando el intermedio oxireno. [13]
![Isotopic scrambling of 13C labeled ketocarbene via symmetric oxirene.](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/0/04/WolffF8final.png/400px-WolffF8final.png)
Los estudios de etiquetado isotópico se han utilizado ampliamente para medir la proporción de producto derivado de un mecanismo concertado frente a un mecanismo escalonado. [14] Estos estudios confirman que los reactivos que prefieren las conformaciones s- trans tienden a experimentar una reacción escalonada. El grado de mezcla también se ve afectado por la estabilidad del carbeno, las capacidades migratorias y la nucleofilia del disolvente. La observación de que la capacidad migratoria de un sustituyente es inversamente proporcional a la cantidad de carbeno formado, indica que bajo fotólisis, existen vías competitivas para muchas reacciones de Wolff. [14] Los únicos reordenamientos de Wolff que no muestran codificación son las α-diazocetonas cíclicas restringidas por s- cis . [13]
Conclusión mecanicista
Tanto en condiciones termolíticas como fotolíticas, existen mecanismos concertados y escalonados que compiten entre sí. Se han llevado a cabo muchos estudios mecanicistas, incluidos estudios de codificación conformacional, de sensibilización, cinética e isotópica. Todos ellos apuntan a mecanismos en competencia, con tendencias generales. Las α-diazocetonas que existen en la conformación s- cis generalmente experimentan un mecanismo concertado, mientras que aquellas en la conformación s- trans experimentan un mecanismo escalonado. [1] α-diazo cetonas con mejores grupos migratorios prefieren un mecanismo concertado. [1] Sin embargo, para todos los sustratos excepto las α-diazocetonas cíclicas que existen únicamente en la conformación s- cis , los productos provienen de una combinación de ambas vías. [1] Las reacciones mediadas por metales de transición son bastante variadas; sin embargo, generalmente prefieren formar el intermedio de carbeno metálico. [2] El mecanismo completo bajo fotólisis se puede aproximar en la siguiente figura:
![Mechanistic landscape of the Wolff-rearrangement, with the concerted mechanism on the top and stepwise mechanism with carbene and oxirene intermediates on the bottom.](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/4/43/WolffF9final.png/600px-WolffF9final.png)
Tendencias migratorias
El mecanismo del reordenamiento de Wolff depende de la aptitud del grupo migratorio. Las habilidades migratorias han sido determinadas por estudios de competencia. En general, el hidrógeno migra más rápido, y los grupos alquilo y arilo migran aproximadamente a la misma velocidad, favoreciendo las migraciones de alquilo bajo fotólisis y las migraciones de arilo preferidas bajo termólisis. [15] Los efectos de los sustituyentes sobre los grupos arilo son insignificantes, con la excepción del NO 2 , que es un migrador deficiente. [15] En los estudios de competencia, los grupos alquilo, arilo y carbonilo deficientes en electrones no pueden competir con otros grupos migratorios, pero siguen siendo competentes. [16] [17] [18] Los heteroátomos, en general, son grupos migratorios pobres, porque su capacidad para donar densidad de electrones desde sus orbitales p al enlace π * C = O disminuye la capacidad migratoria. [1] La tendencia es la siguiente: [1]
Reacciones fotoquímicas: H> alquilo ≥ arilo >> SR> OR ≥ NR2
Reacciones térmicas H> arilo ≥ alquilo (los heteroátomos no migran)
Preparación de compuestos de α-diazocarbonilo
Si bien se conoce desde 1902, la transposición de Wolff no se volvió sintéticamente útil hasta principios de la década de 1930, cuando se dispuso de métodos eficientes para sintetizar compuestos de α-diazocarbonilo. Las principales formas de preparar estos sustratos en la actualidad son mediante el procedimiento de Arndt-Eistert, la modificación de Franzen a la reacción de Dakin-West y los métodos de transferencia diazo .
Procedimiento de Arndt-Eistert
La reacción de Arndt-Eistert [19] implica la acilación de diazometano con un cloruro de ácido , para producir una α-diazocetona primaria. El extremo de carbono del diazometano se suma al carbonilo para crear un intermedio tetraédrico, que elimina el cloruro. A continuación, el cloruro desprotoniza el intermedio para dar el producto de α-diazocetona.
![Part 1 of Arndt-Eistert procedure](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/2/20/WolffF10.png/500px-WolffF10.png)
Estas α-diazocetonas son inestables en condiciones ácidas, ya que el carbono α puede protonarse con HCl y el desplazamiento de nitrógeno S N 2 puede producirse mediante cloruro.
![Part 2 of Arndt-Eistert procedure](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/6/69/WolffF11.png/500px-WolffF11.png)
Modificación de Franzen a la reacción de Dakin-West
La reacción de Dakin-West es una reacción de un aminoácido con un anhídrido de ácido en presencia de una base para formar cetoamidas. La modificación de Franzen [20] de la reacción de Dakin-West [21] es una forma más eficaz de producir α-diazocetonas secundarias. La modificación de Franzen nitrosa la cetoamida con N 2 O 3 en ácido acético y el producto resultante reacciona con metóxido en metanol para dar la α-diazocetona secundaria.
![Franzen modification to Dakin-West reaction](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/c/c2/WolffF13.png/600px-WolffF13.png)
Reacciones de diazotransferencia
Las reacciones de diazotransferencia son métodos de uso común, en los que una azida orgánica , generalmente tosilazida, y un metileno activado (es decir, un metileno con dos grupos extractores) reaccionan en presencia de una base para dar una α-diazo-1,3-dicetona. . [22] La base desprotoniza el metileno, produciendo un enolato , que reacciona con tosilazida y posteriormente se descompone en presencia de un ácido débil, para dar la α-diazo-1,3-dicetona.
![diazo-transfer](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/2/2a/WolffF14.png/600px-WolffF14.png)
El requisito necesario de dos grupos aceptores de electrones hace que esta reacción sea de alcance limitado. El alcance se puede ampliar a sustratos que contienen un grupo atractor de electrones mediante la formulación de una cetona mediante una condensación de Claisen , seguida de la transferencia diazo y la transferencia del grupo deformativo. [23]
![Formylative diazo-transfer](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/d/d7/WolffF15.png/500px-WolffF15.png)
Una de las mayores ventajas de este método es su compatibilidad con cetonas insaturadas. Sin embargo, para lograr regioselectividad cinética en la formación de enolato y una mayor compatibilidad con carbonilos insaturados, se puede inducir la formación de enolato con hexametildisilazida de litio y posteriormente trifluoroacilato en lugar de formilato. [24]
![Danheiser diazo-transfer](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/9/95/WolffF16.png/500px-WolffF16.png)
Métodos para inducir el reordenamiento
Los reordenamientos de Wolff se pueden inducir en condiciones termolíticas, [3] fotolíticas, [4] y catalizadas por metales de transición. [3]
Las condiciones térmicas para inducir la reordenación requieren un calentamiento a temperaturas relativamente altas, de 180 ° C, y por lo tanto tienen un uso limitado. [3] Muchos productos de transposición de Wolff están sometidos a tensión de anillo y son susceptibles de abrirse de anillo a altas temperaturas. Además, la sustitución S N 2 del grupo diazo en el carbono α puede tener lugar a temperaturas más bajas que la transposición, lo que da como resultado subproductos. El mayor uso de las transposiciones térmicas de Wolff es la formación de análogos del ácido carboxílico, mediante la interceptación de la cetena con disolventes de alto punto de ebullición, como anilina y fenol . [3]
Los metales de transición reducen en gran medida la temperatura de los reordenamientos de Wolff, mediante la estabilización de un intermedio metal-carbeno . Sin embargo, estos carbenos pueden ser tan estables como para no sufrir reordenamiento. Los carbenos de rodio , cobre y paladio son demasiado estables y dan productos que no son de Wolff (principalmente productos de inserción de carbeno ). [2] El catalizador metálico más utilizado es el óxido de plata (I), aunque también es común el benzoato de plata. Estas reacciones generalmente se llevan a cabo en presencia de una base débil, como carbonato de sodio o aminas terciarias. [2]
Mientras que los reordenamientos de Wolff térmicos y mediados por metales se remontan a 1902, [3] los métodos fotolíticos son algo más nuevos, con el primer ejemplo de un reordenamiento de Wolff fotolítico reportado en 1951. [4] Las α-diazocetonas tienen dos bandas de absorción, una π permitida → π * transición a 240–270 nm, y una transición π → σ * formalmente prohibida a 270–310 nm. [4] Las lámparas de arco de mercurio de presión media o baja pueden excitar estas respectivas transiciones. Los sensibilizadores de tripletes dan como resultado subproductos de carbeno que no son de Wolff y, por lo tanto, no son útiles en aplicaciones sintéticas de la transposición de Wolff. [2] Sin embargo, se han utilizado para investigar el mecanismo del reordenamiento de Wolff.
Usos sintéticos
El reordenamiento de Wolff tiene algunos retrocesos , dependiendo de la reacción del intermedio de cetena. Un derivado de ácido carboxílico con un grupo α-metileno es un retroceso para una homologación de tipo Arndt-Eistert. Un ácido en el que el carbono α pertenece a un anillo es un retrón para una contracción del anillo de transposición de Wolff.
![Wolff Retrons](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/6/60/WolffF2final.png/400px-WolffF2final.png)
Reacciones de homologación
En la reacción de homologación de Arndt-Eistert, se hacen reaccionar un ácido carboxílico y cloruro de tionilo para generar un cloruro de ácido. El cloruro de ácido luego reacciona con diazometano (R 2 = H), u ocasionalmente con un diazoalquilo, mediante el procedimiento de Arndt-Eistert, para generar una α-diazocetona, que se someterá a una transposición de Wolff fotolizada o catalizada por metales, para dar una cetena. . La cetena se puede atrapar con cualquier ácido débil, como un alcohol o una amina, para formar el éster o la amida. Sin embargo, atrapar con agua para formar el ácido es la forma más común.
![General homologation reaction, Arndt-Eistert has R2 = H, RXH=H2O](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/f/ff/WolffF17final.png/600px-WolffF17final.png)
En la forma más básica, donde R 2 = H, RXH = H 2 O, la reacción alarga la cadena de alquilo de un ácido carboxílico por un metileno. Sin embargo, existe una gran utilidad sintética en la variedad de reacciones que se pueden realizar, variando el diazoalquilo y el ácido débil. El grupo migrante, R 1, migra con retención completa. [2] Una aplicación muy útil de la homologación Arndt-Eistert forma el aldehído homologado atrapando la cetena con N-metil anilina y reduciendo con hidruro de litio y aluminio , o atrapando la cetena con etanotiol y reduciendo con níquel Raney . [25] [26]
![Reductive methods to make homologated aldehydes.](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/d/d4/WolffF18.png/500px-WolffF18.png)
Existen muchos cientos de ejemplos de homologación Arndt-Eistert en la literatura. [27] Ejemplos destacados en la síntesis total de productos naturales incluyen la síntesis de (-) - indolizidina y (+) - macbecina. [28] [29] Un ejemplo reciente de la homologación Arndt-Eistert es un paso en la etapa intermedia de la síntesis de Sarah Reisman de (+) - salvileucalin B. [30]
![Arndt-Eistert homologation in synthesis of (+)-salvileucalin B](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/a/a1/WolffF21.png/500px-WolffF21.png)
Contracciones de anillo
Si el reactivo es una α-diazocetona cíclica, entonces los productos de transposición de Wolff serán el producto con anillo de un carbono contraído. Estas reacciones son generalmente concertadas debido a la conformación s- cis y son fotocatalizadas. La siguiente reacción muestra el mecanismo concertado para la contracción del anillo de la α-diazociclohexanona, seguida de la captura de la cetena con un nucleófilo débilmente ácido.
![Ring contraction of α-diazocyclohexanone via Wolff-rearrangement](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/6/6a/WolffF19final.png/600px-WolffF19final.png)
El primer ejemplo conocido es el producto de transposición de Wolff contraído en anillo de α-diazocanfor, y la posterior hidratación cinética de la cetena de la cara "endo" más accesible estéricamente, para dar exo -1,5,5-trimetilbiciclo [2.1.1] hexano -Ácido 6-carboxílico. [31]
![Ring contraction of α-diazocamphor via Wolff-rearrangement, followed by hydration from more sterically accessible endo face.](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/8/81/WolffF20final.png/500px-WolffF20final.png)
Las contracciones de anillo se han utilizado ampliamente para construir sistemas de anillos tensos, ya que el tamaño del anillo no impide el reordenamiento de Wolff, pero a menudo impide otras reacciones. Hay muchos ejemplos en los que se utiliza la transposición de Wolff para contraer ciclopentanona con ciclobutano. [32] El reordenamiento se usa comúnmente para formar sistemas bicíclicos tensos y de anillo condensado. Existe un puñado de ejemplos de contracciones de anillo de ciclobutanonas a ciclopropanos. [33] El reordenamiento de Wolff es capaz de contraer ciclohexanonas a ciclopentanos, pero se usa con poca frecuencia para hacerlo, porque el reordenamiento de Favorskii logra esta transformación y el precursor de Wolff a menudo es más difícil de sintetizar. [2] Sin embargo, un ejemplo de una contracción del anillo de ciclohexanona usando transferencia diazo deformilativa, seguida de una transposición de Wolff, es la síntesis de Keiichiro Fukumoto de (±) -∆ 9 (12) -capnelleno. [34]
![Application of Wolff rearrangement ring-contraction in the Fukumoto synthesis of capnellene](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/e/e0/WolffF22new.png/600px-WolffF22new.png)
Reacciones de cicloadición
Es bien sabido que los intermedios de ceteno producidos mediante la transposición de Wolff sufren cicloadiciones térmicas [2 + 2] con olefinas para formar anillos de cuatro miembros en reacciones tanto intermoleculares como intramoleculares; a continuación se muestran ejemplos de ambos. [35] [36] [37] Ketenes son capaces de someterse a lo que normalmente se considera una [2 + 2] de reacción de cicloadición prohibido debido a que el ceteno actúa de una manera antarrafactial, que conduce a la Woodward-Hoffmann permitido [π s 2 + π una 2 ] cicloadición. [36] Las cicloadiciones de ceteno [2 + 2] pueden ser reacciones difíciles y dar bajos rendimientos debido a procesos competitivos. El aldoqueteno de alta energía es muy reactivo y se ciclará con el material de partida de diazocetona para producir butenólidos y pirazoles . [2]
![Intermolecular and intramolecular ketene [2+2] cycloadditions](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/2/22/WolffF23.png/500px-WolffF23.png)
Las reacciones de cicloadición de ceteno [2 + 2] se han utilizado en muchas síntesis totales desde el uso de Corey de la ciclación [2 + 2] en la síntesis de prostaglandinas. [35] La síntesis de (±) -aphidicolin de Robert Ireland utiliza el reordenamiento de Wolff para realizar una contracción de anillo en tándem y una cicloadición [2 + 2]. [38]
![Synthesis of (±)-aphidicolin](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/1/14/WolffF24.png/500px-WolffF24.png)
La benzanulación de Danheiser fotoliza las α-diazo cetonas y las atrapa con un alquino, que sufre una cascada pericíclica, para formar finalmente fenoles sustituidos de forma versátil. [39] El primer paso en la benzanulación es la fotólisis de una α-diazocetona para formar un vinilceteno. El vinilceteno luego experimenta una cicloadición [2 + 2] con un alquino para formar una 2-vinilciclobutenona, que realiza una apertura de anillo electrocíclica 4π para generar un dienilceteno. Posteriormente, el dienilceteno sufre un cierre de anillo electrocíclico 6π seguido de tautomerización, para formar el producto fenólico benzanulado.
![Danheiser Benzannulation](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/c/c0/WolffF25.png/500px-WolffF25.png)
Reordenamientos vinílicos de Wolff
El reordenamiento vinílogo de Wolff consiste en una diazocetona β, γ-insaturada que experimenta un reordenamiento de Wolff, y un desplazamiento formal 1,3 del grupo CH 2 CO 2 R. El reordenamiento vinílogo de Wolff produce un derivado de ácido carboxílico γ, δ-insaturado, que es el mismo retrón que el reordenamiento de Claisen . La variante se descubrió cuando se observó que la termólisis de 1-diazo-3,3,3-triarilpropan-2-onas daba productos isoméricos inesperados. [40]
![First example of vinylogous Wolff rearrangement.](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/d/d0/WolffF26final.png/400px-WolffF26final.png)
Las sales de cobre (II) y rodio (II) tienden a dar productos vinílogos reorganizados de Wolff, y CuSO 4 y Rh 2 (OAc) 4 son los catalizadores más utilizados. [41] Esto se debe a que promueven la formación de carbeno metálico, que puede agregarse a la olefina para formar un ciclopropano, que puede reabrirse mediante un retro [2 + 2] para formar una cetena desplazada formalmente 1,3 (frente a una cetena normal reordenada de Wolff), que puede ser atrapada por un nucleófilo para dar el producto vinílogo de Wolff. [42]
![Mechanism for vinylogous Wolff rearrangement.](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/a/a8/WolffF27final.png/600px-WolffF27final.png)
Ver también
- Diazo
- Cetena
- Reacción de Arndt-Eistert
- Reordenamiento de Curtius
- Reacción de Schmidt
Referencias
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