Reacción de Wurtz

En química orgánica, la reacción de Wurtz, que lleva el nombre de Charles Adolphe Wurtz, es una reacción de acoplamiento mediante la cual dos haluros de alquilo se tratan con sodio metálico para formar un alcano superior.

2 R−X + 2 Na → R−R + 2 NaX

La reacción tiene poco valor excepto en las versiones intramoleculares. Una reacción relacionada, que combina haluros de alquilo con haluros de arilo, se llama reacción de Wurtz-Fittig. A pesar de su modesta utilidad, la reacción de Wurtz se cita ampliamente como representativa del acoplamiento reductivo.

Mecanismo

La reacción procede de un intercambio inicial de metal–halógeno, que se describe con la siguiente estequiometría idealizada:

RM + MX

Este paso puede implicar la intermediación de especies radicales R·. La conversión se asemeja a la formación de un reactivo de Grignard. Los intermediarios de RM se han aislado en varios casos. El radical es susceptible a diversas reacciones. A continuación, el intermedio organometálico (RM) reacciona con el haluro de alquilo (RX) formando un nuevo enlace covalente carbono-carbono.

RM + RX → RR + MX

El proceso se asemeja a una reacción SN2, pero el mecanismo es probablemente complejo.

Ejemplos y condiciones de reacción

La reacción es intolerante a muchos grupos funcionales que serían atacados por el sodio. Por razones similares, la reacción se lleva a cabo en disolventes no reactivos como los éteres. En un esfuerzo por mejorar los rendimientos de la reacción, también se han probado otros metales para efectuar los acoplamientos tipo Wurtz: plata, zinc, hierro, cobre activado, indio, así como una mezcla de manganeso y cloruro de cobre.

El acoplamiento de Wurtz es útil para cerrar anillos pequeños, especialmente de tres miembros. En los casos de 1,3-, 1,4-, 1,5- y 1,6-dihaluros, las condiciones de reacción de Wurtz conducen a la formación de productos cíclicos, aunque los rendimientos son variables. En condiciones de Wurtz, los dihaluros vecinales producen alquenos, mientras que los dihaluros geminales se convierten en alquinos. Se preparó biciclobutano de esta manera a partir de 1-bromo-3-clorociclobutano con un rendimiento del 95%. La reacción se lleva a cabo en dioxano a reflujo, temperatura a cuya temperatura el sodio es líquido.

Extensiones a los compuestos del grupo principal

Aunque la reacción de Wurtz tiene solo un valor limitado en la síntesis orgánica, los acoplamientos análogos son útiles para acoplar los haluros del grupo principal. El hexametildisilano surge eficazmente mediante el tratamiento del cloruro de trimetilsililo con sodio:

2 Me₃SiCl + 2 Na → Me₃Si-SiMe₃ + 2 NaCl

La tetrafenildifosfina se prepara de manera análoga:

2 Ph₂PCl + 2 Na → Ph₂PPP-h₂ + 2 NaCl

Se han aplicado acoplamientos similares a muchos haluros del grupo principal. Cuando se aplica al grupo principal dihaluros, se obtienen anillos y polímeros. De esta manera se producen polisilanos y polistananos.

#₂SiCl₂ + 2n Na → (Me₂Si)_n + 2n NaCl