Obtención de alcoholes

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Los alcoholes son una clase extensa y muy diversa de compuestos orgánicos : están ampliamente distribuidos en la naturaleza, tienen una gran importancia industrial y tienen propiedades químicas excepcionales.

Existe una gran cantidad de métodos para obtener alcoholes, mientras que se pueden dividir en dos grupos condicionales:

Métodos químicos para la obtención de alcoholes

Ocupando una de las posiciones centrales en la química orgánica, los alcoholes se pueden obtener a partir de muchos otros compuestos. En la práctica, los siguientes se utilizan con mayor frecuencia como materiales de partida para la síntesis de alcoholes [1] [2]  :

Más adelante en la sección, se considerará en detalle la química de los métodos existentes para la preparación de alcoholes monohídricos. Los aspectos industriales de la obtención de alcoholes, incluidos los métodos bioquímicos de síntesis, se analizan en detalle en el subapartado " Obtención de alcoholes en la industria ".

En el apartado correspondiente se hará una breve revisión de los métodos de síntesis orgánica de alcoholes polihídricos .

Preparación de alcoholes a partir de halocarburos

Los derivados halógenos de los hidrocarburos se transforman bajo la acción de bases para formar alcoholes ( reacción de sustitución nucleófila ).

Por lo general, los halocarbonos primarios y secundarios reaccionan mediante un mecanismo S N 2 de un solo paso [3] . Un ejemplo es la hidrólisis del bromoetano :

Las reacciones de este tipo suelen ocurrir - con la inversión de la configuración geométrica de la sustancia original [3] . La reactividad de los alquinos disminuye al pasar de derivados de yodo a derivados de flúor [4], al mismo tiempo, los derivados de flúor son resistentes a la sustitución nucleófila en condiciones normales y prácticamente no se utilizan para obtener alcoholes.

Los cloroalcanos primarios se hidrolizan satisfactoriamente bajo la acción de una solución acuosa de álcali cuando se calientan [5] :

Para las reacciones que proceden según el mecanismo S N 2 , solo se utilizan disolventes polares, y la tasa de conversión aumenta cuando se utilizan en lugar de disolventes próticos (por ejemplo: agua o alcohol) apróticos (por ejemplo: dimetilsulfóxido ); en este caso, en solventes apróticos, la nucleofilia de los grupos salientes será diferente [3] :

Los halocarburos terciarios y, en menor medida, los secundarios se hidrolizan mediante un mecanismo S N 1 de dos etapas [3] :

La reacción que procede según el mecanismo S N 1 se lleva a cabo en disolventes próticos polares, con mayor frecuencia agua o una solución acuosa de alcohol metílico o etílico.

Debido a la estabilidad del carbocatión, los haloalquenos se hidrolizan según este mecanismo:

Dado que se forma un carbocatión durante la reacción , su ataque (en condiciones ideales sin tener en cuenta la influencia de los sustituyentes) por parte del nucleófilo puede ocurrir desde ambos lados, lo que conduce a la racemización del producto resultante.

Para reactivos altamente reactivos, la sustitución suave se utiliza utilizando compuestos de plata monovalente o mercurio divalente [5] :

En la práctica de laboratorio moderna, las reacciones de solvólisis descritas anteriormente se llevan a cabo muy raramente, ya que los alcoholes, intermediarios más accesibles, son el objeto inicial para la síntesis de derivados de halógeno. Además, debe recordarse que además de cambiar la estereoquímica de los componentes iniciales, las reacciones de sustitución compiten con la eliminación , así como con los reordenamientos, lo que a menudo conduce a productos indeseables [3] :

Al mismo tiempo, existe un método bastante nuevo para convertir haluros de alquilo en alcoholes mediante el tratamiento de estos últimos con superóxido de potasio en un medio de sulfóxido de dimetilo en presencia de 18-corona-6 , y en este caso se produce una inversión geométrica casi completa [2 ] :

Preparación de alcoholes a partir de alquenos

Hidratación de alquenos

La hidratación ácida de alquenos ha sido históricamente el primer método sintético para la preparación de alcoholes (ver subsección " Historia del descubrimiento de alcoholes ").

El mecanismo general del proceso ( ad E 2 reacción de adición electrofílica ) se presenta a continuación [6] :

La suma se produce según la regla de Markovnikov .

En el caso de utilizar ácido sulfúrico como catalizador, el producto intermedio es éster de ácido sulfúrico ( R-CH(OSO 2 OH)-CH 3 ), que bajo las condiciones de reacción se hidroliza completamente a alcohol [6] .

Además del ácido sulfúrico, también se utilizan otros reactivos para llevar a cabo la reacción: una mezcla de fórmico y una cantidad catalítica de ácido sulfúrico (en algunos casos permite conseguir estereoespecificidad), una mezcla de ácido fórmico y perclórico , ácido trifluoroacético , etc. [7 ] .

Las reacciones de los alquenos secundarios , debido a los reordenamientos de los carbocationes, a menudo conducen a la formación de una mezcla de productos, lo que dificulta su uso para obtener alcoholes secundarios [8] :

En la práctica de laboratorio, el método de hidratación ácida tiene una aplicación muy limitada tanto por la perspectiva de obtener una mezcla de productos como por los bajos rendimientos. Más a menudo se utiliza para obtener alcoholes terciarios, pero incluso en este caso el rendimiento no suele superar el 40-45% [8] :

En la industria, además de la fase líquida, se utiliza la hidratación directa de alquenos en fase gaseosa. Los catalizadores utilizados son ácido fosfórico sobre soporte sólido a 200-300°C y una presión de 2-8 MPa; en este caso, el rendimiento de alcoholes alcanza el 95% [9] :

Hidroximercuración-desmercuración de alquenos

El método de obtención de alcoholes por hidroximercuración-desmercuración de alquenos tiene una serie de importantes ventajas sobre la reacción de hidrólisis ácida [10] :

  • la ausencia de reordenamientos para sustratos propensos a esto;
  • anti -estereoespecificidad para alquenos normales excepto en casos especiales de impedimento estérico;
  • las mejores salidas;
  • orientación estricta según la regla de Markovnikov .

El mecanismo de reacción es el siguiente [11] :

La adición de acetato de mercurio a un alqueno se produce por un mecanismo electrofílico y la demercuración es de naturaleza radical; dado que la última etapa no tiene alta estereoselectividad , entonces todo el proceso no es estereoespecífico en sentido estricto [12] .

La síntesis de alcoholes por hidroximercuración-desmercuración de alquenos se realiza en condiciones suaves, con rendimientos próximos a los cuantitativos (90-98%) y prácticamente sin formación de subproductos; en este caso, el compuesto de organomercurio intermedio no requiere aislamiento; todas las etapas de la reacción se suceden una después de la otra [12] .

Ejemplos prácticos del uso de la reacción (los rendimientos se indican entre paréntesis, mostrando la proporción de los productos resultantes) [12] :

Hidroboración de alquenos seguida de oxidación

La adición de hidruros de boro a los alquenos y su posterior desdoblamiento en un medio alcalino, descubierta por G. Brown en 1958 , es una reacción tan importante que el científico fue galardonado con el Premio Nobel de Química en 1979 por su descubrimiento y estudio [13] .

La adición ocurre en muchas etapas con la formación de un complejo activado cíclico intermedio, y la adición de boro ocurre en contra de la regla de Markovnikov  - al átomo de carbono más hidrogenado [14] :

En la síntesis, normalmente no se utiliza el diborano en sí , sino su complejo donador-aceptor con un éter simple; y el propio diborano se obtiene por reacción de borohidruro de sodio con trifluoruro de boro en tetrahidrofurano [14] :

Los alquilboranos se escinden fácilmente bajo la acción del peróxido de hidrógeno en un medio alcalino, formando alcoholes [14] :

La reacción de hidroboración es una reacción de adición sin - da como resultado aductos cis .

Este método tiene un amplio valor preparativo. Por ejemplo, los alquenos con un doble enlace terminal dan alcoholes primarios con rendimientos del 80 al 90%. Ejemplos del uso práctico del método (los resultados se indican entre paréntesis, mostrando la proporción de los productos resultantes) [7] :

Un ejemplo de la síntesis de alcoholes terpénicos bicíclicos [15] :

Para aumentar la selectividad de la reacción de hidroboración, se utilizan boranos estéricamente impedidos sustituidos [16] :

Texilborano
2,3-dimetilbutil-2-borano
Disiamilborano
bis-(1,2-dimetilpropil)borano
9-BBN
9-borabiciclo[3,3,1]nonano
Diisopinocanfeilborano
(+)3-dipinanilborano

El uso, por ejemplo, de disamilborano (DIAB) en la reacción con estireno aumenta el rendimiento de alcohol primario del 80% al 98% [17] :

La alta selectividad de los derivados de borano anteriores hace posible reaccionar selectivamente con el isómero cis presente en la mezcla con el isómero trans o hidroborar uno de los dos dobles enlaces presentes en la molécula de alqueno, por ejemplo [6] :

Hidroboración de alquenos seguida de adición de monóxido de carbono

Una de las mejores formas de obtener alcoholes terciarios es la adición de monóxido de carbono a los alquilboranos. La reacción transcurre fácilmente a presión normal y temperatura de aproximadamente 125 °C, se utiliza diglima como disolvente [ 7] :

Este método da buenos rendimientos con muchos alquenos [14] :

Si esta reacción se lleva a cabo en presencia de una solución acuosa de álcali, se obtienen alcoholes secundarios [18] :

Hidroformilación de alquenos

La reacción clásica de hidroformilación de alquenos ampliamente utilizada en la industria, es decir, la adición catalítica de hidrógeno y monóxido de carbono a los mismos con la producción de aldehídos [19] , puede llevarse a cabo de tal manera que los alcoholes sean inmediatamente el producto de su reacción sin aislar compuestos carbonílicos intermedios.Este método a veces se denomina hidroformilación reductora.

El hidrocarbonilo de cobalto insaturado de coordinación, que se forma durante la reacción, cataliza la reacción [19] :

Para la obtención de alcoholes en una etapa se utilizan como catalizadores carbonilos de cobalto modificados con fosfinas , lo que, además de una hidrogenación más activa, permite alcanzar una selectividad significativamente mayor en el rendimiento de los productos normales (hasta un 90%) debido a la efecto estérico del ligando de fosfina a granel en el estado de transición [20] .

Preparación de alcoholes a partir de éteres y alcoholes

Reacción de homologación de alcohol

La homologación , es decir, la transformación de un compuesto orgánico en su homólogo mediante la introducción de uno o más grupos metileno, se llevó a cabo por primera vez para alcoholes en 1940 : el etanol se sintetizó catalíticamente bajo la influencia de alta presión  a base de metanol [21] :

La reacción de homologación es similar en su mecanismo a la hidroformilación de alquenos, y en la actualidad, con la ayuda de catalizadores modificados de cobalto y rutenio y la adición de iones yoduro como promotores , es posible alcanzar un rendimiento del 90% en etanol [21] .

El metanol inicial también se obtiene a partir del monóxido de carbono (catalizadores a base de óxidos de cobre y zinc, presión 5-10 MPa, temperatura 250 °C) [21] , por lo que el esquema general es el siguiente:

Los subproductos de la reacción en el caso de la síntesis de etanol serían acetaldehído , etileno y éter dietílico .

La reacción de Guerbet

La reacción de Guerbet es un proceso de condensación catalítica de alcoholes alifáticos primarios que no tienen ramificación en la posición α a alta temperatura (200 °C, presión de 5 a 6 MPa), de acuerdo con el siguiente esquema [22] :

Como catalizadores se utiliza una mezcla compleja a base de níquel Raney , cobre , sales de hierro y otros componentes [23] .

Mecanismo de reacción condicional sugerido [23] :

o

La reacción tiene un uso limitado debido a sus duras condiciones y rendimiento relativamente bajo (normalmente hasta el 70 %) y la formación de ácido y aldehído como subproducto [23] .

Escisión ácida de éteres

En la práctica de laboratorio, un método similar para obtener alcoholes es extremadamente raro, ya que son los alcoholes los que sirven como componente inicial para la síntesis de éteres . Al mismo tiempo, si, por ejemplo, se elige como objeto inicial un éter natural de una estructura compleja, su ruptura en el laboratorio hasta el alcohol inicial puede estar en demanda. Además, en algunos casos, para proteger el grupo hidroxilo en el proceso de síntesis de múltiples etapas, se puede convertir en un grupo éter y se puede introducir un éter en la reacción. Al final del proceso, es posible que se requiera la escisión del éter para revertir la conversión del compuesto en alcohol (consulte la subsección "Protección a través de éteres" para obtener más detalles ).

Por lo general, la reacción se lleva a cabo calentando el éter y una solución concentrada de ácido bromhídrico o yodhídrico , mientras que el desdoblamiento se puede realizar tanto por el mecanismo S N 1 como S N 2 [24] :

Si reaccionan éteres asimétricos, el resultado son dos alcoholes y dos derivados de halógeno, pero si el éster es metílico, el producto de reacción será alcohol y yoduro de metilo o bromuro de metilo [25] :

Para el desdoblamiento de ésteres también se pueden utilizar ácidos de Lewis: BF 3 , BCl 3 , AlCl 3 y otros [25] , así como ácidos orgánicos fuertes. Por ejemplo, la escisión del terc -butilciclohexil éter con ácido trifluoroacético se produce según el mecanismo S N 1 con la formación de ciclohexanol y 2-metilpropeno [26] :

Reordenamiento de Wittig

Los éteres bajo la acción del fenillitio se reorganizan en alcoholes ( Georg Wittig , 1942 ):

La reacción es un reordenamiento de carbanión , que se lleva a cabo a través de un mecanismo de recombinación de división radical [27] :

Hablando de la estereoquímica del reordenamiento de Wittig, cabe señalar que la formación de un nuevo enlace CC se produce tan rápidamente que el radical R no tiene tiempo de invertirse, por lo que la reacción suele proceder conservando la configuración original [28] . El estudio de la transposición utilizando el ejemplo de los éteres β-alcoxialquilalílicos (forma general: ) mostró que como resultado de la reacción, se formaron derivados de sin-1,3-diol con una selectividad de 90-95% con un rendimiento de 14 -32% [29] .

El reordenamiento de Wittig puede llevarse a cabo no solo con la ayuda de compuestos de alquilo o aril-litio ( fenil -litio , butil -litio , metil- litio , dietilamida de litio , etc.), sino también bajo la acción de otras bases fuertes; por ejemplo, la siguiente reacción tiene lugar en amoníaco líquido en presencia de amida de potasio (90 % de rendimiento) [30] :

Para sustratos sustituidos con alilo, el reordenamiento (1,2) compite con el reordenamiento (2,3), que se puede observar de manera casi completamente independiente a bajas temperaturas [27] :

Obtención de alcoholes a partir de aldehídos y cetonas

En esta sección, además de obtener alcoholes propiamente dichos a partir de aldehídos y cetonas , se dan síntesis de compuestos hidroxicarbonílicos ( cetoalcoholes y derivados de ácidos hidroxicarboxílicos ; véanse los subapartados " Condensación aldólica ", " Condensación de benjuí ", " Reacción de Reformatsky ", " Reacción de Ivanov " ). Esto se debe al hecho de que las reacciones anteriores son métodos preparativos poderosos y se usan ampliamente en la práctica.

Etinilación de compuestos carbonílicos

Un método importante para la obtención de alcoholes acetilénicos es la reacción de Favorsky , es decir, la reacción de etinilación de compuestos carbonílicos:

Los alquinos no sustituidos (tomados en gran exceso), las cetonas y algunos aldehídos (el formaldehído es el más utilizado ) entran en la reacción en presencia de bases ( KOH o NaNH 2 en un disolvente orgánico) a una temperatura de -70 a +40 °C. , una presión de 0,4- 0,9 MPa [31] .

El mecanismo de esta reacción está asociado con la adición nucleófila del etinilo carbanión al grupo carbonilo [32] :

Ejemplos de reacciones [33] :

Hay al menos dos modificaciones a este método:

Interacción de aldehídos con alilboranos

Un método moderno para obtener alcoholes alílicos de una determinada configuración es el uso de alilborano como agente, que reacciona con aldehídos en presencia de bases según el siguiente esquema [36] :

La reacción se utilizó, en particular, como base para la síntesis completa de una serie de compuestos naturales y sus análogos, por ejemplo, las feromonas del escarabajo de la corteza [36] :

ipsenol ipsdienol

Existen varios métodos de esta reacción, entre los cuales:

  • Adición de crotilborano a aldehídos (Hoffman, 1982 ) [37] :

Si los alquenos cis entran en la reacción , se formarán principalmente productos de adición sin (97% del rendimiento total).

Otro agente conveniente que reacciona de acuerdo con este esquema es el éster alilborónico del ácido tartárico (Rausch, 1985 ) [38] .

  • Síntesis regioselectiva de alcoholes alílicos lineales o ramificados (Yamamoto, 1983 ) [37] :

Como puede verse en el esquema, cambiando la temperatura de reacción, es posible provocar la migración del átomo de boro al carbono vecino , obteniendo uno u otro alcohol isomérico.

La reacción de Sakurai

Otro método de alilación, que consiste en la interacción electrófila de alilsilanos con varios compuestos en presencia de ácidos de Lewis, se denomina reacción de Sakurai . Desde el punto de vista de la obtención de alcoholes, existen dos modificaciones de tal síntesis [39] :

  • Reacción con compuestos carbonílicos para dar alcoholes secundarios o terciarios:

  • Reacción con epóxidos para dar alcoholes secundarios:

Los catalizadores de reacción pueden ser: TiCl 4 , BF 3 , SnCl 4 , etc.

Un ejemplo del uso práctico de la reacción de Sakurai [40] :

Reacción de Baylis-Hillman-Morit

La reacción tradicional de Baylis-Hillman-Morit es un método para preparar alilcetoalcoholes mediante la reacción de aldehídos con metilvinilcetonas u otros alquenos activados en presencia de fosfinas terciarias y cantidades catalíticas de fenol o sus derivados [41] . Posteriormente, la reacción se modificó ligeramente: se utilizaron aminas terciarias como catalizador (por ejemplo: 1,4-diazobiciclo[2.2.2]octano o DABCO [42] ):

Presumiblemente, el mecanismo de reacción es el siguiente [43] :

Reacción de Nozaki-Hiyama-Kishi

La reacción de Nozaki-Hiyama-Kishi es un método moderno para producir alcoholes por acoplamiento reductor selectivo de aldehídos con haluros de vinilo o alilo (bromuros o yoduros) en presencia de un catalizador de cromo - níquel [44] :

El ciclo de reacción catalítica es el siguiente [45] :

Acoplamiento catalítico de aldehídos con alcoholes alílicos y sus derivados

Un análogo del método sintético discutido en la subsección anterior es la reacción de acoplamiento de aldehídos con alcoholes alílicos y sus derivados en presencia de catalizadores . La literatura científica describe muchos procedimientos de laboratorio para realizar síntesis detalladas utilizando compuestos orgánicos de silicio , estaño , cromo , litio , rutenio , paladio , zinc , titanio , circonio y otros metales.

Estos son algunos ejemplos típicos del uso de este método en la práctica:

  • Reacción de acetato de alilo con aldehídos en presencia de sales de rutenio (Dinamarca SE, Nguyen ST, 2009 ) [46] :

  • Reacción de alcohol alílico con aldehídos alifáticos en presencia de un catalizador de paladio (Masanari Kimura, Masamichi Shimizu, Kazufumi Shibata, Minoru Tazoe, Yoshinao Tamaru, 2003 ) [47] :

  • Reacción de estannato de aliltributilo con aldehídos en presencia de un complejo de renio (Yutaka Nishiyama, Fujio Kakushoua, Noboru Sonoda, 2004 ) [48] :

Más detalles sobre los métodos modernos de obtención de alcoholes por reacción de alcoholes alílicos y sus derivados con compuestos carbonílicos se pueden encontrar en la monografía: Junzo Otera . Química moderna de carbonilo - Wiley-VCH, Weinheim, 2000-613 páginas - ISBN 978-3-527-29871-6 .

La reacción de Cannizzaro

La reacción de Cannizzaro es una desproporción redox de aldehídos en alcoholes primarios y ácidos carboxílicos bajo la acción de bases [49] :

En el primer paso de la reacción, se produce la adición nucleófila de una base (por ejemplo: anión hidróxido) al carbono carbonílico del aldehído . El anión resultante se desprotona (esto requiere la exposición a una base suficientemente fuerte) para formar un dianión intermedio, que luego reacciona con una molécula de aldehído:

Los aldehídos que no son capaces de enolización (que no tienen α-hidrógeno) entran en la reacción de Cannizzaro , ya que para esta última prevalecerá la condensación aldólica . Por ejemplo, en el conocido ejemplo con benzaldehído , el rendimiento de alcohol bencílico puede alcanzar el 90% [50] :

Más a menudo, la reacción de Cannizzaro se utiliza para la síntesis de alcoholes aromáticos y heteroaromáticos [50] .

Para aumentar el rango de reactividad de los aldehídos utilizados y aumentar el rendimiento de los alcoholes, en la práctica se utiliza la reacción cruzada de Cannizzaro , es decir, el uso de dos aldehídos diferentes, y se suele utilizar formaldehído como aldehído reductor , que se oxida a ácido fórmico durante la reacción [51] :

Ahora existen métodos sintéticos más eficientes, por lo que la utilidad de la reacción de Cannizzaro generalmente se limita a la desproporción de cetoaldehídos a ácidos hidroxicarboxílicos [52] :

Síntesis de cianhidrina

Los compuestos de carbonilo, especialmente los aldehídos y las cetonas estéricamente libres, entran fácilmente en reacciones de adición nucleófila con cianuro de hidrógeno (nucleófilo CN − ) para formar cianohidrinas [53] :

Para las cetonas aromáticas , se utiliza cianuro de dietilaluminio (C 2 H 5 ) 2 AlCN o cianotrimetilsilano (CH 3 ) 3 SiCN en lugar de HCN , cuyo producto de adición se hidroliza luego a cianohidrina [53] :

Además, si es necesario, la cianohidrina se hidroliza fácilmente a un hidroxiácido o se reduce a un amino alcohol :

Condensación aldólica

La condensación aldólica  es una de las reacciones de síntesis orgánica más antiguas ( 1872 , Würz ), en la que dos moléculas de un aldehído o una cetona se combinan bajo la acción de una base o un ácido para formar cetoalcoholes o aldoles [54] :

Dos mecanismos de esta reacción son posibles: alcalino o ácido, sin embargo, desde el punto de vista de la síntesis de alcoholes, este último es menos preferible, ya que la reacción a menudo no se detiene en la etapa de alcohol, sino que continúa con la deshidratación y la formación de compuestos carbonílicos insaturados ( condensación de crotón ) [54] .

El mecanismo de condensación que se produce bajo la acción de la base es el siguiente [54] :

Para llevar a cabo la condensación , como puede verse por su mecanismo, es necesario que al menos una de las moléculas contenga hidrógeno en la posición α del grupo carbonilo. Por lo general, la fuerza del ion hidróxido es suficiente para separar este átomo de hidrógeno, pero en algunos casos también se utilizan bases más fuertes, por ejemplo, butillitio .

Son posibles cinco combinaciones de condensación aldólica [53] :

  • Interacción de dos moléculas de un aldehído : la reacción se lleva a cabo fácilmente y conduce a un producto, sin embargo, debido al efecto de extracción de electrones del grupo aldehído, su uso para la síntesis de alcoholes no es efectivo debido a la escisión generalmente predominante. del aldol resultante a un aldehído insaturado, por ejemplo:

  • Interacción de dos moléculas de diferentes aldehídos : teóricamente, la reacción puede dar lugar a cuatro productos diferentes, pero si uno de los aldehídos no contiene α-carbonil hidrógeno, solo es posible una reacción cruzada;
  • Interacción de dos moléculas de una cetona : la reacción se desplaza fuertemente hacia la izquierda, por lo tanto, para llevarla a cabo, utilizan un equipo especial ( aparato Soxhlet ), que le permite eliminar el producto de reacción de la zona de reacción o utilizar un equipo especial . reactivos como base (por ejemplo: nitruro de bario);
  • Interacción de dos moléculas de diferentes cetonas : se usa muy raramente y en los casos en que una de las cetonas no contiene hidrógeno α-carbonilo;
  • Interacción de una molécula de aldehído con una molécula de cetona : la mayoría de las veces, el formaldehído se usa como aldehído , lo que da un producto de condensación . Otra opción es utilizar no la propia cetona, sino su forma de enol, por ejemplo, en forma de sal de litio o éter de sililo.

Además del propio aldehído, es posible utilizar una imina y diisopropilamida de litio como base [53] :

Una variación de la reacción aldólica es la reacción de Mukayama , que utiliza éteres de sililenol:

Condensación de benjuí

La condensación de benzoína es una formación reversible a partir de aldehídos (principalmente aromáticos) bajo la acción de iones cianuro CN - α-oxicetonas (aciloínas) con la fórmula general -CR (OH) - C (O) O -:

En esta reacción, en la primera etapa, el anión cianuro entra en una reacción de adición nucleófila con un aldehído. El reordenamiento del intermedio resultante en un carbanión se completa con la adición adicional del segundo grupo carbonilo, también a través del mecanismo nucleofílico. Completa la reacción de transferencia de protones y eliminación del grupo cianuro para formar benzoína como producto final.

La reacción de Ivanov

La reacción de Ivanov es un método para la obtención de ácidos β-hidroxicarboxílicos con la fórmula general -CR(OH)-CR1(COOH)- a partir de compuestos carbonílicos y reactivos de Ivanov: sales de haluros de magnesio de ácidos arilacéticos (generalmente ácido fenilacético ) [55] . Por ejemplo:

Si es necesario, el hidroxiácido se puede convertir fácilmente en el alcohol correspondiente mediante descarboxilación.

Preparación de alcoholes a partir de ácidos carboxílicos y ésteres

Hidrólisis de ésteres de ácidos carboxílicos

La hidrólisis de ésteres de ácidos carboxílicos es una típica reacción de sustitución nucleófila alifática , que procede de acuerdo con el siguiente esquema condicional:

Habitualmente la reacción se lleva a cabo calentando en un medio alcalino. En particular, este método es una de las formas industriales de obtener glicerina a partir de grasas animales o vegetales .

Condensación de aciloína

La condensación de aciloína es la preparación de α-hidroxicetonas (aciloínas) mediante la reducción de ésteres con sodio metálico :

Esta reacción incluye varias etapas, en las que primero se forman radicales aniónicos y, después de una serie de transformaciones, alcoholatos que, bajo la acción del agua, se transforman en aciloínas.

Descarbonilación de ácidos carboxílicos

La descarbonilación (eliminación de CO) de ácidos carboxílicos es un método de laboratorio bastante raro para obtener alcoholes, que puede llevarse a cabo utilizando catalizadores metálicos.

Producción de alcoholes por reducción de epóxidos y compuestos carbonílicos

Reducción de epóxidos con hidruros metálicos Reducción de compuestos carbonílicos con hidruros metálicos Reducción de compuestos carbonílicos por la reacción de Meerwein-Pondorff-Werley Reducción de compuestos carbonílicos con reactivos orgánicos Recuperación de cetonas aromáticas con metales alcalinos Recuperación de ácidos y ésteres carboxílicos según el método Bouveau-Blanc

Recuperación de cloruros de ácido carboxílico Hidrogenación catalítica de compuestos carbonílicos

Obtención de alcoholes mediante compuestos organometálicos

Unión de reactivos de Grignard a epóxidos Adición de reactivos de Grignard a aldehídos o cetonas

Adición de reactivos de Grignard a ésteres o haluros de acilo

Obtención de alcoholes por métodos oxidativos

Oxidación de alcanos y cicloalcanos Oxidación de alquenos

Los alcoholes polihídricos se pueden obtener por oxidación suave (según Wagner) de alquenos - para ello es necesario pasarlos por una solución acuosa de un agente oxidante, por ejemplo, permanganato de potasio , - a una temperatura de 0 a 5 grados centígrados: También es posible obtener alcoholes secundarios por el método de oxidación dura de alquenos ramificados (ya sea una solución oxidante acidificada u óxido de osmio (VIII) ) seguida de reducción:

Ozonólisis de alquenos seguida de reducción

El alcohol se puede obtener por ozonización de un alqueno, seguida de reacción con un agente reductor fuerte ( tetrahidroborato de sodio , tetradihidroaluminato de litio ):

La reacción de ozonólisis debe llevarse a cabo utilizando disolventes orgánicos como cloruro de metileno o acetato de etilo [56] .

Reacción de Ziegler

Es un método para la síntesis de alcoholes superiores (C 8 y superiores) utilizando compuestos organoaluminosos. Los compuestos de organoaluminio se pueden obtener fácilmente a partir de olefinas en presencia de hidrógeno. Este método se puede utilizar para obtener alcoholes primarios puros:

Oxidación de los reactivos de Grignard Oxidación Tamao-Kumada-Fleming

Otros métodos de obtención de alcoholes

Hidrólisis de ésteres de ácidos inorgánicos Diazotación de aminas alifáticas primarias La reacción de Demyanov Reacción de Friedel-Crafts

Recuperación de ésteres de tioácido Reacción de Kulinkovich

Una breve descripción de los métodos para la síntesis orgánica de alcoholes polihídricos

Preparación de 1,2-dioles por hidratación de epóxidos Preparación de 1,2-dioles por condensación de compuestos carbonílicos Preparación de 1,2-dioles por cis - dihidroxilación de alquenos Preparación de 1,2-dioles por trans - dihidroxilación de alquenos Obtención de 1,3-dioles por reacción de Prince Obtención de alcoholes polihídricos por la reacción de Tollens

Obtención de alcoholes en la industria

Obtención de alcoholes por métodos de síntesis orgánica básica

Síntesis industriales basadas en monóxido de carbono Producción industrial de alcoholes por hidratación de alquenos Producción industrial de alcoholes por oxidación de hidrocarburos Producción industrial de alcoholes por hidrogenación de compuestos carbonílicos Producción industrial de alcoholes por hidrólisis alcalina de halocarburos

Métodos químicos y bioquímicos para la obtención de alcoholes a partir de materias primas naturales

Producción industrial de alcoholes por hidrólisis alcalina de materias primas naturales Hidrólisis bioquímica producción de alcoholes Biosíntesis industrial de alcoholes

Notas

  1. Alcoholes // Enciclopedia química / Editor en jefe I. L. Knunyants. - M. : "Enciclopedia soviética", 1988. - T. 4. - S. 800.
  2. 1 2 Kurts A.L., Brusova GP, Demyanovich V.M. Obtención de alcoholes monohídricos . Alcoholes mono y dihídricos, éteres y sus análogos de azufre . Chemnet. Facultad de Química, Universidad Estatal de Moscú (1999). Consultado el 1 de septiembre de 2009. Archivado desde el original el 29 de abril de 2012.
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