La reacción de Favorsky

La versión actual de la página aún no ha sido revisada por colaboradores experimentados y puede diferir significativamente de la versión revisada el 18 de enero de 2021; la verificación requiere 1 edición .

La reacción de Favorsky es un método para la síntesis de alcoholes propargílicos 1-sustituidos mediante la adición de alquinos terminales a un grupo carbonilo. Descubierto por A. Favorsky en 1905 mientras estudiaba la interacción del fenilacetileno con las cetonas en presencia de hidróxido de potasio [1] [2] .

La reacción de Favorsky se utiliza como método para la síntesis de alcoholes acetilénicos y aldehídos y cetonas α, β-insaturados (a través del reordenamiento de Meyer-Schuster):

Mecanismo de reacción

La reacción procede según el mecanismo de adición nucleófila al grupo carbonilo del anión acetilenuro formado in situ durante la desprotonación del alquino terminal:

{\mathsf {R^{1}R^{2}C{\text{=}}O+RC\equiv C^{-}\rightarrow R^{1}R^{2}C(O ^{-})C\equiv CR,\ \ R=H,Alk,Ar,OEt}}

La reacción se lleva a cabo generalmente con suspensiones de hidróxido de potasio o amida de sodio en un solvente aprótico (éter, benceno, dimetilformamida, etc.) a temperaturas de -70 a +40 ° C, cuando se usan compuestos de bajo punto de ebullición o acetileno - bajo un presión de 0,4-0,9 MPa. En algunas modificaciones, en lugar de acetileno, se utiliza carburo de calcio (acetilenuro) en presencia de hidróxido de potasio.

Los rendimientos son del 40-60%.

Las cetonas y algunos aldehídos entran en la reacción, tanto los alquinos terminales sustituidos (incluidos los heterosustituidos, por ejemplo, etoxiacetileno [3] ) como el acetileno se utilizan como componente alquino. En este último caso, debido a la desprotonación de los alcoholes propargílicos sustituidos en 1,1 resultantes y su interacción con el compuesto carbonílico, también se pueden formar bis-aductos, 1,4-dioles acetilénicos:

{\mathsf {R^{1}R^{2}C{\text{=}}O+HC\equiv C^{-}\rightarrow R^{1}R^{2}C(O ^{-})C\equiv CH}}

{\mathsf {R^{1}R^{2}C(O^{-})C\equiv CH+B^{-}\rightarrow R^{1}R^{2}C(O ^{-})C\equiv C^{-}+BH}}

{\mathsf {R^{1}R^{2}C(O^{-})\equiv C^{-}+R^{1}R^{2}C{\text{=} }O\rightarrow R^{1}R^{2}C(O^{-})C\equiv C(O^{-})R^{1}R^{2}}}

En el caso de los aldehídos alifáticos, la reacción se complica por la condensación aldólica bajo la acción de bases, sin embargo, el uso de hexametilfosfotriamida como codisolvente del hidróxido de potasio permite sintetizar alcoholes propargílicos 1-monosustituidos con rendimientos de hasta el 70% [4 ] .

Otra modificación de la reacción de Favorsky, que permite realizar la adición enantioselectiva de alquinos a aldehídos, es el uso de triflato de zinc como catalizador en presencia de (+)-N-metilefedrina y trimetilamina en tolueno húmedo; los rendimientos en este caso alcanzan el 96% con una enantioselectividad del 89-99% [5 ] .

La reacción de Favorsky es reversible; en condiciones básicas, los alcoholes propargílicos sustituidos se pueden dividir en un alquino terminal y un compuesto carbonilo ( la retrorreacción de Favorsky ) [6] .

Aplicación sintética

Los alcoholes acetilénicos terciarios y secundarios obtenidos en la reacción de Favorsky se reordenan en condiciones de catálisis ácida en cetonas y aldehídos α,β-insaturados ( reordenamiento de Meyer-Schuster ):

La retrorreacción de Favorsky se usa en la síntesis de alquinos, en particular, cuando se introduce un grupo acetilénico en la reacción de Sonogashira , cuando se usa alcohol 1,1-dimetilpropargílico comercialmente disponible como componente alquino, después de lo cual la acetona se separa del 3 resultante. - alcohol dimetilpropargílico sustituido para formar el alquino objetivo [7 ] :

{\mathsf {RX+HC\equiv C{\text{-}}C(CH_{3})_{2}OH\rightarrow RC\equiv C{\text{-}}C(CH_{3 })_{2}OH+HX}}

{\mathsf {RC\equiv C{\text{-}}C(CH_{3})_{2}OH\rightarrow RC\equiv CH+(CH_{3})_{2}C{\text {=}}O}}}

Aplicaciones industriales

La reacción de Favorsky subyace en uno de los métodos utilizados en la industria para la síntesis de isopreno , materia prima para la producción de cauchos sintéticos. El propio Favorsky propuso el método mismo para la síntesis de isopreno a partir de acetileno y acetona. En este método, el acetileno se condensa con acetona para formar alcohol 1,1-dimetilpropargílico, seguido de hidrogenación a dimetilvinilcarbinol, que luego se deshidrata a isopreno:

{\mathsf {(CH_{3})_{2}CO+HC\equiv CH\rightarrow HC\equiv C{\text{-}}C(CH_{3})_{2}OH}}

{\mathsf {HC\equiv C{\text{-}}C(CH_{3})_{2}OH{\xrightarrow[{}]{[H]}}H_{2}C{\ texto{=}}CH{\texto{-}}C(CH_{3})_{2}OH}}

{\mathsf {H_{2}C{\text{=}}CH{\text{-}}C(CH_{3})_{2}OH\rightarrow CH_{2}{\text{= }}C(CH_{3})CH{\texto{=}}CH_{2}}}

En la industria se utiliza el proceso Snamprogetti/Enichem, en el que la condensación de acetona y acetileno se lleva a cabo en amoníaco líquido a 10-40 °C bajo una presión de 20-25 atm con potasa cáustica como catalizador [8] .

Véase también

↑ Favorsky, AE Acción del hidróxido de potasio en mezclas de cetonas y fenilacetileno (inglés) // Zhurnal Russkago Fiziko-Khimicheskago Obshchestva: revista. - 1905. - vol. 37 . - Pág. 643-645 .
↑ Favorsky, AE Action de la potasse caustique sur les mélanges des cétones avec le phénylacétylène (francés) // Bulletin de la Société Chimique de France :revista. - 1907. - Vol. 2 . - P. 1087-1088 .
↑ Heilbron, Ian; ERH Jones, M. Julia, BCL Weedon. 390. Estudios en la serie de polieno. Parte XXIX. Carbinoles etoxiacetilénicos y su conversión en aldehídos y ácidos α, β-insaturados (inglés) // Journal of the Chemical Society : diario. - Sociedad Química , 1949. - P. 1823 . — ISSN 0368-1769 . -doi : 10.1039/ jr9490001823 .
↑ Favorskaya I. A., Shevchenko Z. A., Koshkina I. M. Zhokh. — 1967, 3, 2075.
↑ Boyall, Decano; Doug E. Frantz, Erick M. Carreira. Adiciones Enantioselectivas Eficientes de Alquinos y Aldehídos Terminales bajo Condiciones Operacionalmente Convenientes // Letras Orgánicas : diario. - 2002. - vol. 4 , núm. 15 _ - Pág. 2605-2606 . — ISSN 1523-7060 . -doi : 10.1021/ ol026282k .
↑ Diederich, François; Pedro Stang. Reacciones de acoplamiento cruzado catalizadas por metales (neopr.) . - John Wiley & Sons , 2008. - S. 226-227. — ISBN 9783527612208 .
↑ Li, JieJack; Gordon W. Gribble. Paladio en química heterocíclica: una guía para el químico sintético . - Elsevier , 2000. - Pág. 211. - ISBN 9780080437040 .
↑ Weissermel, Klaus; Hans-Jurgen Arpe. Química Orgánica Industrial (neopr.) . - John Wiley & Sons , 2008. - Pág. 117. - ISBN 9783527614592 .