El reordenamiento de Wolff (reordenamiento de Wolf-Schroeter) es una reacción de química orgánica en la que un compuesto de α-diazocarbonilo se convierte en cetena por pérdida de nitrógeno, acompañado de un reordenamiento 1,2 [1] . En el reordenamiento de Wolff, la cetena es un intermedio que puede sufrir un ataque nucleofílico con nucleófilos débilmente ácidos (como agua , alcoholes , aminas ), formando derivados de ácido carboxílico o un producto de cicloadición [2+2] que contiene un anillo de cuatro miembros. El mecanismo de reordenamiento de Wolf ha sido objeto de debate desde su primer uso, pero ninguno de los mecanismos propuestos describe completamente la reacción [2] . La reacción fue descubierta por Ludwig Wolff en 1902 [3] . El reordenamiento de Wolff se usa ampliamente en síntesis orgánica debido a la disponibilidad de compuestos de α-diazacarbonilo, la variedad de reacciones que involucran al intermediario ceteno y la retención estereoquímica del grupo migrante [2] . Sin embargo, el reordenamiento de Wolff tiene limitaciones debido a la alta reactividad de los compuestos de α-diazocarbonilo, que pueden sufrir varias reacciones competitivas [1] .
El reordenamiento de Wolff puede iniciarse mediante termólisis [3] , fotólisis [4] o catálisis de metales de transición [3] . En este último caso, la reacción es sensible a la elección del metal (normalmente se utilizan compuestos de óxido de plata o Ag(I)). El reordenamiento de Wolff es ampliamente utilizado en síntesis orgánica, principalmente para la preparación de derivados de ácidos carboxílicos. La reacción de Arndt-Eister es un caso especial del reordenamiento de Wolf. Otro uso particular es la reducción de bucles. Si el compuesto α-diazocarbonilo tiene una estructura cíclica, entonces el reordenamiento de Wolff conduce a un acortamiento del anillo. La reacción va bien cuando se crean sistemas deformados cíclicos cuando otras reacciones no son adecuadas.
En 1902, Ludwig Wolf descubrió que cuando la diazoacetofenona se trata con agua en presencia de óxido de plata , se forma ácido fenilacético , y cuando se trata con amoníaco , se forma fenilacetamida en lugar de agua [3] . Unos años más tarde, esta reacción fue observada de forma independiente por Schroeter [5] . Por lo tanto, la reacción a veces se denomina transposición de Wolf-Schroeter [2] . Inicialmente, la reacción no se usó mucho hasta que se descubrió una manera fácil de sintetizar diazacetonas en la década de 1930 [1] [2] .
El mecanismo de reordenamiento de Wolff ha sido objeto de debate desde su primer uso, pero ninguno de los mecanismos propuestos describe la reacción por completo. Sin embargo, las dos etapas del mecanismo pueden reconciliarse. Primero, los compuestos de α-diazocarbonilo están en equilibrio con los confórmeros S-(Z) y S-(E), cuya distribución puede afectar el mecanismo de reacción. Como regla general, durante la fotólisis, los compuestos en la conformación S-(Z) reaccionan paso a paso debido a un ángulo de torsión de 150°-180° entre los grupos saliente y migratorio, mientras que los compuestos en la conformación S-(E) reaccionan a través de un intermedio. carbeno o no reaccionar. En segundo lugar, independientemente del mecanismo de reacción, la transposición produce un intermedio de cetena que puede ser capturado por un nucleófilo débilmente ácido como un alcohol o una amina para dar el éster o la amida correspondiente, o por una olefina para dar un [2+2]- aducto de cicloadición. Los ácidos fuertes no dan un reordenamiento de Wolff, sino que protonan el carbono α y dan productos de reacción de acuerdo con el mecanismo S N 2 .
Comprender la estereoquímica de las α-diazocetonas es esencial para comprender el mecanismo de reordenamiento de Wolf. Los compuestos de α-diazocarbonilo tienden a ser localmente planos, con grandes barreras rotacionales (55-65 kJ/mol) debido al enlace C=C entre el grupo carbonilo y el α-carbono, como se muestra en la estructura de resonancia más a la derecha [6] . Una barrera tan grande ralentiza las rotaciones moleculares lo suficiente como para lograr un equilibrio entre los dos confórmeros S-(Z) y S-(E). Como puede verse en la estructura del resonador más a la derecha, en la conformación S-(Z), se produce una interacción de Coulomb adicional entre el oxígeno con carga parcial negativa y el grupo diaza con carga parcial positiva [1] . En este caso, si R 1 es un radical grande y R 2 es hidrógeno, entonces se prefiere el confórmero S-(Z). Si R 1 y R 2 son lo suficientemente grandes, se prefiere el confórmero S-(E) porque su fuerza de repulsión es mayor que la fuerza de Coulomb. Los sustratos cíclicos pequeños y medianos están restringidos a la conformación S-(Z).
Cuando la α-diazocetona está en la conformación S-(Z), el grupo saliente (N 2 ) y el grupo migrante (R 1 ) están en un ángulo de 150°-180°, lo que conduce a una reacción de acuerdo con un mecanismo acordado. , en el que, simultáneamente con la eliminación de nitrógeno, se desplaza 1,2-alquilo. Hay pruebas de que este mecanismo se produce durante la termólisis y la fotólisis, cuando el confórmero S-(Z) es muy frecuente [7] .
Los estudios de la polarización química de los núcleos muestran que el reordenamiento fotoquímico de la diazoacetona, que existe principalmente en el confórmero S-(Z), ocurre de acuerdo con un mecanismo acordado [8] . Las proporciones de los productos de la fotólisis directa y sensible al triplete se usaron para demostrar que la reorganización de los confórmeros S-(Z) sigue un mecanismo concertado, y los confórmeros S-(E) uno gradual [9] .