Catálogo de publicaciones - tesis
Título de Acceso Abierto
Carbonilación de derivados lítiados de heterociclos y aminas: mecanismos y aplicaciones sintéticas
Elizabeth Sandra Lewkowicz Norma C. de Nudelman
publishedVersion.
Resumen/Descripción – provisto por el repositorio digital
La reacción de carbonilación de compuestos organometalicos es, en la actualidad, un area de investigación muy activa ya que los productos que se obtienen resultan ser potenciales agentes de acilación nucleofilica y proveen una ruta de acceso rapida y sencilla para la sintesis de numerosos compuestos carbonilicos y carboxilicos. Estudios previos acerca de la inserción de CO en la unión N-Li de aminas secundarias litiadas, dejaron ciertos interrogantes respecto del mecanismo verdadero por el cual transcurre dicha reacción y su potencialidad sintética. Por otro lado, a la vista de los resultados satisfactorios obtenidos en la C-carbonilación de compuestos homociclicos aromáticos litiados, era de interés examinar su posible extensión a la obtención de compuestos heteroclclicos sustituidos para los cuales existen escasos metodos de sintesis. Los objetivos que se han propuesto alcanzar con el presente trabajo estan relacionados, por un lado, con el estudio de todas las variables que entran en juego en la obtención de los productos de carbonilación de amiduros de litio, conociendo de esta forma su/s mecanismo/s, con ellos explorar su aprovechamiento en la sintesis de compuestos diversos y hacer extensiva su aplicación a un amplio espectro de aminas secundarias. Por otra parte, los resultados obtenidos por reacción de furano y tiofeno con CO han servido para examinar la utilidad sintética de la reacción de carbonilación de compuestos heteroaromáticos litiados en comparación con los ya conocidos homoaromaticos. Las aminas secundarias estudiadas en el presente trabajo fueron: morfolina, 51, piperidina, 50, dibutilamina, 41, diciclohexilamina, 47, y ciclohexilisopropilamina, 48. Por carbonilacion de los correspondientes amiduros de litio se obtuvieron tres compuestos principales: dialquilformamidas, 28, dialquilglioxalamidas, 54, y tetraalquiltartronamidas, 55, para 41, 47 y 48, mientras que solo se obtuvo 28 cuando se partio de 50 y 51. Es importante hacer notar que junto a los productos de reaccion se obtienen cantidades de la amina inicial, variables según sea su naturaleza y las condiciones de reacción. Este resultado fue uno de los puntos claves para la elucidación mecanistica. Fue necesario conocer el contenido de amina libre presente en el amiduro de partida para descartarlo de la eventual formacion durante la reaccion. Para ello, con los amiduros mas estables se hicieron determinaciones clasicas (reactividad diferencial amina- amiduro con IMe); este es el caso de los amiduros correspondientes a 41 (31), a 47 (52), y a 48 (53). En cambio, la alta reactividad de morfolina y piperidina exigió el desarrollo de métodos espectroscópicos para determinar el contenido inicial de estas aminas en los correspondientes amiduros (58 y 60 respectivamente). Determinar la proporcion existente de amina en los amiduros de litio es muy importante, ademas, porque esta estrechamente relacionada con el estado de agregación de dichos compuestos. Es bien conocido, y de hecho es uno de los temas mas estudiados en los últimos años, que la reactividad, regio y estereoselectividad de los reactivos organo-litiados dependende la estructura y del grado de solvatacion de los mismos. Existen varios métodos que permiten determinar el estado de agregación de amiduros de litio. Utilizando técnicas espectroscópicas, se propusieron, en este trabajo, las estructuras de algunos de los compuestos estudiados, las cuales sirvieron para explicar detalles mecanísticos (publicacion enviada al J. Org. Chem.). Pudo comprobarse también que la cantidad de amina presente durante el avance de la reacción está relacionada con la naturaleza y el rendimiento de los productos de la misma. Asi, en la reaccion con morfolil y piperidilamiduro de litio, impide la formación de productos dicarbonilados, mientras que con dibutil, diciclohexil y ciclohexilisopropilamiduro de litio, un contenido alto de amina lleva a un mayor porcentaje de 54 y altos rendimientos de 55 se alcanzan cuando la cantidad inicial de amina es baja. Para confirmar estos resultados se han hecho numerosos estudios entre los que se incluyen: utilización de aminas deuteradas, hidrólisis con D2O, agregado de electrófilos, de cosolventes, estudios espectroscopicos, seguimiento de la reacción en el tiempo. Sin embargo, los datos mas relevantes se obtuvieron al estudiar las propiedades ácido-base en THF de las aminas utilizadas. Para determinar la escala de "acidez relativa" (referida a la pérdida del proton aminico para dar amiduro) se realizaron mediciones de desplazamiento quimico del Cα al N en RMN de 13C en equilibrios amina-amiduro entre pares de las aminas en cuestion. Para conocer la escala de "basicidad relativa" en THF (referida a la ganancia de un proton para formar un ión amonio) se utilizó la formacion de un par iónico con 2,4-dinitrofenol (publicacion en prensa en el J. Chem. Soc., Perkin Trans 2) Araiz de estos resultados se pudo plantear una serie de equilibrios acido-base entre amina, amiduro, productos e intermediarios de reacción que permitieron explicar ciertos aspectos oscuros del mecanismo involucrado. Por oxidación de las mezclas carboniladas previamente a la hidrólisis, se obtuvieron ureas y cetomalonamidas. Optimizando las condiciones de reacción a fin de hacerla sintéticamente útil (publicación en prensa en Synthesis), también se lograron grandes avances a nivel mecanistico. Los compuestos obtenidos, la mayoria no conocidos o preparados por metodos laboriosos, fueron comprobados por síntesis independientes. Con base en todos los trabajos realizados, se pudo explicar los diferentes comportamientos frente a la carbonilación que presentaron las distintas aminas utilizadas. Una visión general del mecanismo se presenta en la pagina siguiente. Cuando los amiduros carbonilados son 31, 52 y 53, el primer intermediario formado, 29, tiene la posibilidad de reaccionar con mas amiduro para dar formamida, 28, y amina a traves del intermediario 86, o con CO para formar el intermediario 84. Este, intercambia H por Li dando glioxalamida, 54, cuando el contenido de amina es alto; mientras que cuando la cantidad presente de amina es baja, reacciona con 29 formando el intermediario 87, el cual por hidrólisis rinde tartronamida, 55. El intermediario 87 puede formarse también por reaccion de 54 con 29 siendo esta ruta la via de obtención de 55 cuando se esta en presencia de alto porcentaje de amina. Cuandose trabaja con 58, la alta acidez relativa de la amina, posibilita la coordinación con el amiduro formando un complejo (morfolina.morfolillitio)2, el cual esta, además, favorecido por la presencia del O, que da lugar a la formación de una union hidrógeno intermolecular. La inserción de CO en estos complejos lle- va a la obtención de un par iónico interno, por intercambio H-Li entre la amina y el carbamoillitio, el que por hidrólisis produce formamida, producto que se obtiene cualesquiera sean las modificaciones posteriores que se realicen en las condiciones de reacción. En cuanto a la piperidina, dado que tiene caracteristicas acido-base intermedias, la reacción de formación de piperidilformamida transcurre por ambos caminos, y no se observan productos de mayor grado de carbonilación. Por otro lado, la carbonilación de 2-furillitio presenta una serie de dificultades derivadas de la alta inestabilidad que presenta el anillo furánico. Este es propenso a la oxidación, a ciclizaciones tipo Diels-Alder, a reacciones de apertura del anillo, a fotólisis y a polimerizaciones. Se logró obtener el reactivo con el maximo grado de pureza (publicación en Anales Asoc. Quim. Arg.) y se carboniló en las mas variadas condiciones. Luego de muchos ensayos infructuosos en los que sólo se obtuvieron polímeros gomosos, se consiguieron condiciones en las que fue posible detectar, aunque con bajos rendimientos, los productos de la reacción, a saber: 2,2’—bifurano; 2,2'—difurilcetona y furilo. En la carbonilación de arillitios, se obtienen funcionalizaciones semejantes, habiéndose demostrado en nuestro laboratorio, que se forman a traves de mecanismos que involucran transferencia electrónica: postulamos mecanismos del mismo tipo para la reacción del 2-furi11itio. Los intentos de carbonilar 2-tienillitio, obtenido en excelentes condiciones, fueron insatisfactorios. Se pudo comprobar una gran estabilidad de este reactivo frente a la absorción de Co en numerosas condiciones experimentales.Palabras clave – provistas por el repositorio digital
No disponibles.
Disponibilidad
| Institución detectada | Año de publicación | Navegá | Descargá | Solicitá |
|---|---|---|---|---|
| No requiere | 1990 | Biblioteca Digital (FCEN-UBA) (SNRD) |
|
Información
Tipo de recurso:
tesis
Idiomas de la publicación
- español castellano
País de edición
Argentina
Fecha de publicación
1990
Información sobre licencias CC