Condensación de aldol

Una condensación aldólica es una reacción de condensación en química orgánica en la que dos mitades carbonilo (de aldehídos o cetonas) reaccionan para formar una β-hidroxialdehído o β-hidroxicetona (una reacción aldólica), y esta Luego le sigue la deshidratación para dar una enona conjugada.

La ecuación de reacción global es la siguiente (donde los R pueden ser H)

Las condensaciones aldólicas son importantes en la síntesis orgánica y la bioquímica como formas de formar enlaces carbono-carbono.

En su forma habitual, implica la adición nucleófila de un enolato de cetona a un aldehído para formar una β-hidroxicetona o aldol (aldehído + alcoholol), una unidad estructural que se encuentra en muchas moléculas y productos farmacéuticos naturales.

El término condensación de aldol también se usa comúnmente, especialmente en bioquímica, para referirse solo a la primera etapa (adición) del proceso, la reacción de aldol en sí, como catalizada por aldolasas. Sin embargo, el primer paso es formalmente una reacción de adición en lugar de una reacción de condensación porque no implica la pérdida de una molécula pequeña.

mecanismo

La primera parte de esta reacción es una reacción de aldol, la segunda parte A 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 hay un grupo carboxilo activado. El producto de adición de Aldol se puede deshidratarse a través de dos mecanismos; Una base fuerte como el butóxido T de potasio, el hidróxido de potasio o el hidruro de sodio desprotona el producto en un enolato, que se elimina a través del mecanismo E1CB, mientras que la deshidratación en ácido procede a través de un mecanismo de reacción E1. Dependiendo de la naturaleza del producto deseado, la condensación de aldol puede llevarse a cabo en dos tipos amplios de condiciones: control cinético o control termodinámico. Tanto cetonas & amp; Los aldehídos son adecuados para las reacciones de condensación de aldol. En los ejemplos a continuación, se utilizan aldehídos.

Condensación de aldol catalizada a la base

ácido catalizó la condensación de aldol

animación, base catalizada	animación, ácido catalizado

Condensación aldólica cruzada

Una condensación aldólica cruzada es el resultado de dos compuestos carbonílicos diferentes que contienen hidrógeno(s) α sometidos a 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 produce una mezcla sintéticamente inútil. Sin embargo, este problema puede evitarse si uno de los compuestos no contiene hidrógeno α, lo que lo hace 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. Generalmente, el producto cruzado es el principal. Cualquier traza del producto autoaldólico del aldehído puede eliminarse 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 provocar una reacción competitiva de Cannizzaro.

Ejemplos

En el proceso Aldox desarrollado por Royal Dutch Shell y Exxon, convierte propeno y gas de síntesis en 2-etilhexanol mediante hidroformilación a butiraldehído, condensación aldólica a 2-etilhexanol y finalmente hidrogenación.

El pentaeritritol se produce a gran escala que comienza con la condensación de aldol cruzado de acetaldehído y tres equivalentes de formaldehído para dar pentaerytrosa, que se reduce aún más en una reacción de Cannizzaro.

alcance

Etil 2-metilacetoacetato y aldehído camphholenico reaccionan en una condensación de aldol. El procedimiento sintético es típico para este tipo de reacción. En el proceso, además del agua, se pierde un equivalente de etanol y dióxido de carbono en la descarboxilación.

etil glioxilato 2 y glutaconato (dietil-2-metilpent-2-endioato) 1 reaccionan a ácido isoprenétrico 3 << /B> (esqueleto de isopreno (2-metilbuta-1,3-dieno) con etóxido de sodio. Este producto de reacción es muy inestable con la 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.

ocasionalmente, una condensación de aldol está enterrada en una reacción de varios pasos o en el ciclo catalítico como en el siguiente ejemplo:

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 marcaje de isótopos.

La reacción entre mentona ((2S,5R)-2-isopropil-5-metilciclohexanona) y anisaldehído (4-metoxibenzaldehído) es complicada debido a factores estéricos. Blindaje del grupo cetona. Este obstáculo se supera utilizando una base fuerte como hidróxido de potasio y un disolvente muy polar como DMSO en la siguiente reacción:

El producto puede epimerizarse mediante un intermedio común, el enolato A, para convertirlo entre el original (S,R) y el (R,R) epímeros. 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 producto principal.

Otras reacciones de condensación

Existen otras reacciones de compuestos carbonílicos similares a la condensación aldólica:

• Cuando la base es una amina y el compuesto activo de hidrógeno está suficientemente activada la reacción se llama condensación de Knoevenagel.
• En una reacción de Perkin el aldehído es aromático y el enolato generado por un anhídrido.
• Condenación Claisen-Schmidt entre un aldehído o ketona con un hidrógeno α con un compuesto aromático de carbono que carece de un α-hidrógeno.
• Una condensación Claisen implica dos compuestos ester.
• Una condensación Dieckmann implica dos grupos ester en el misma molécula y produce una molécula cíclica
• En el agua de condensación Japp-Maitland no se elimina por una reacción de eliminación sino por un desplazamiento nucleófilo
• Una anulación Robinson implica una cetona insaturada de α,β y un grupo de carbono, que primero se involucran en una reacción de Michael antes de la condensación de aldol.
• En la reacción Guerbet, un aldehído, formado in situ de alcohol, autocondensados al alcohol diezmizado.