Condensación Aldólica I PDF

CONDENSACION ALDOLICA Una condensación aldólica es una reacción química orgánica donde en medio básico un ion enolato, o vía enol si el medio es ácido, reacciona con un grupo carbonilo para dar lugar a un β-hidroxialdehído (aldol) o una β- hidroxicetona. Corrientemente, se obtiene un sistema conjuga...

CONDENSACION ALDOLICA Una condensación aldólica es una reacción química orgánica donde en medio básico un ion enolato, o vía enol si el medio es ácido, reacciona con un grupo carbonilo para dar lugar a un β-hidroxialdehído (aldol) o una β- hidroxicetona. Corrientemente, se obtiene un sistema conjugado de un carbonilo α,β-insaturado como producto final, a través de la deshidratación del intermedio, pero también es posible reiterar la condensación y dar lugar a polímeros. La primera etapa es una adición o reacción aldólica, y la segunda una reacción de eliminación, que tiene lugar mediante un mecanismo del tipo E1cb en medio básico, donde se elimina el H α ácido produciendo el ion enolato que expulsa el grupo saliente -OH , o E1 o E2 en medio ácido, en donde se protona el -OH y se expulsa en agua. Aldehídos y cetonas (primera etapa) condensan en medios básicos formando aldoles. Esta reacción se denomina condensación aldólica. El aldol (segunda etapa) formado deshidrata en el medio básico por calentamiento para formar un insaturado El mecanismo de la condensación aldólica transcurre con formación de un enolato, que ataca al carbonilo de otra molécula. En esta condensación se forma un enlace carbono-carbono entre el carbonilo de una molécula y el carbono de la otra. Reacción aldólica La reacción aldólica es una reacción química de formación de enlaces carbono-carbono en química orgánica. En su forma normal, la reacción aldólica involucra la adición nucleofílica del enolato de una cetona a un aldehído, para formar una β-hidroxicetona, o "aldol" (aldehído + alcohol), una unidad estructural que se encuentra en muchas moléculas presentes en moléculas de origen natural y en fármacos. Algunas veces, el producto de la adición aldólica pierde una molécula de agua durante la reacción para formar una cetona α,β-insaturada, lo que se conoce como condensación aldólica. La reacción aldólica se usa ampliamente en la producción a gran escala de productos químicos que servirán en sucesivos procesos como materias primas, tales como el pentaeritritol y en la industria farmacéutica para la síntesis de medicamentos de pureza óptica. Adición aldólica típica: un enolato de cetona típico , actuando como nucleófilo, se adiciona al carbono electrofílico de un aldehído , formándose un nuevo enlace carbono-carbono, obteniéndose el producto aldólico. Condensación aldólica típica: un enolato de cetona, se adiciona al carbono electrofílico de un aldehído, formándose el producto de adición. Este producto intermedio pierde una molécula de agua, obteniéndose el producto de condensación. La unidad estructural aldólica es especialmente común en los policétidos, una familia de productos naturales de los cuales derivan muchos fármacos, incluyendo el potente inmuno supresor FK506, los antibióticos tetraciclinas, y el agente antifúngico anfotericina B. La amplia investigación en la reacción aldólica ha producido métodos altamente eficientes que lo permiten, ya que de otro modo sería muy complicada síntesis total de muchos policétidos en el laboratorio.. En bioquímica, la reacción aldólica es uno de los pasos clave de la glicólisis, donde es catalizada por enzimas denominadas aldolasas. La reacción aldólica es particularmente valiosa en síntesis orgánica porque conduce a la formación de productos con dos nuevos centros estereogénicos (en el carbono-α y en el carbono-β del aducto aldólico, marcado con asteriscos en el esquema anterior). Los métodos modernos, descritos más adelante, permiten controlar la configuración relativa y absoluta de estos centros. Esto es de particular importancia cuando se sintetizan fármacos, dado que las moléculas con la misma conectividad estructural pero diferente estereoquímica suele tener propiedades biológicas ampliamente distintas. Se puede emplear una variedad de nucleófilos en la reacción aldólica, incluyendo el enol, enolato, éter de enol de las cetonas, aldehídos y muchos otros compuestos carbonílicos. Generalmente, el compañero electrofílico es un aldehído, aunque existen muchas variaciones.  Mecanismos La reacción aldólica puede proceder mediante dos mecanismos fundamentalmente distintos. En el "mecanismo enólico", los compuestos carbonílicos, tales como los aldehídos y cetonas, pueden ser convertidos a enoles o éteres de enol. Estos compuestos, al ser nucleofílicos en el carbono-α, pueden atacar a los compuestos carbonílicos protonados especialmente reactivos, tales como los aldehídos protonados. En el "mecanismo del enolato", los compuestos carbonílicos, al tener átomos de hidrógeno ácidos, pueden ser desprotonados para formar enolatos, que son mucho más nucleofílicos que los enoles o los éteres de enol y pueden atacar a los electrófilos directamente. El electrófilo usual es un aldehído, dado que las cetonas son mucho menos reactivas. Si las condiciones son particularmente fuertes (por ejemplo, metóxido de sodio, hidróxido de sodio, reflujo), puede producirse la condensación, pero esto generalmente puede evitarse con reactivos que requieren condiciones moderadas o bajas temperaturas (por ejemplo, LDA - una base fuerte-, THF, -78 °C). Aunque la adición aldólica generalmente avanza hasta casi completarse, la reacción no es irreversible, pues el tratamiento de los aductos aldólicos con bases fuertes generalmente induce la ruptura retro-aldólica (produciendo los materiales iniciales). Las condensaciones aldólicas son irreversibles. Un enol es un alqueno que posee un grupo hidroxilo unido a uno de los átomos de carbonos del doble enlace. A este grupo funcional se lo denomina grupo enol; aunque es más común utilizar el término enol para referirse a los alquenoles, que el término alquenol mismo. Los enoles y los grupos carbonilo (como las cetonas y los aldehídos) son, de hecho, isómeros; esto es lo que se llama tautomería ceto-enol: Usualmente es inestable, no sobrevive mucho, y cambia a la forma ceto (al isómero cetona),. Esto se debe a que el oxígeno es más electronegativo que el carbono, y por eso tiene más fuerza su enlace. Un doble enlace carbono=oxígeno es más de dos veces más fuerte que un enlace carbono- oxígeno simple, pero un enlace carbono-carbono doble no es el doble de fuerte que dos enlaces simples carbono-carbono sino algo menos. tLa palabra enol deriva de alqueno (o simplemente -eno, su sufijo) y alcohol (o el sufijo -ol). Anión enolato Cuando un enol pierde el Hα y este es el que es vecino del C carbonilo), se forma el anión enolato. Los enodioles son reductores, y al estar conjugados con un carbonilo se define el grupo funcional reductona. Estos compuestos son donadores de electrones eficientes y el ejemplo biológico clásico es el ácido ascórbico Mecanismo enólico Cuando se usa un catalizador ácido, la etapa inicial en el mecanismo de reacción involucra la tautomerización del compuesto carbonílico para formar el enol. El ácido también sirve para activar el grupo carbonílico de otra molécula por protonación, haciéndolo altamente electrofílico. El enol es nucleofílico en el carbono-α, permitiéndole atacar el compuesto carbonílico protonado, conduciendo al aldol después de la deprotonación. Éste suele deshidratarse para producir el compuesto carbonílico insaturado. El esquema muestra una autocondensación catalizada por ácido típica de un aldehído. Síntesis de carbonilos alfa,beta-insaturados Enoles y Enolatos Los carbonilos-insaturados son compuestos orgánicos que tienen un doble enlace entre las posiciones de un aldehído o cetona. El propenal o acroleina es un carbonilo -insaturado. Sus dos dobles enlaces conjugados le confieren una reactividad especial.