Quimica

Síntesis Orgánica

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Tema 8 .- Compuestos 1,3-difuncionalizados y compuestos carbonílicos α,β insaturados. Control en las condensaciones carbonílicas.
Compuestos 1,3-difuncionalizados
1) β -cetoésteres. La reacción de condensación de Claisen.
La desconexión de un β -cetoéster conduce a los siguientes sintones:
Desconexión de un β-cetoéster
O
R

β

O

O

1,3-diO
R

OR´

αR

O
OR´
R

El equivalente sintético del sintón catiónico puede ser el propio éster,
mientras que el equivalente sintético del sintón aniónico es la base conjugada
del éster RCH2COOR´.
sintón

equivalente sintético
O

O
R

R

OR´
O

O

OR´ , base

OR´

R

R

Supongamos que se desee obtener el 2-metil-3-oxopentanoato de etilo.
Según la retrosíntesis general anteriorel análisis de este compuesto sería el
siguiente:
Retrosíntesis del 2-metil-3-oxopentanoato de etilo
O

O
1,3-diO

H3C

OEt
CH3

O

O

H3C

OEt
CH3

Tema 8

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Los equivalentes sintéticos serían:
sintón

equivalente sintético
O

O
H3C

H3C

OEt
O

O

OEt , base

OEt
CH3

CH3

Para proponer la síntesis del β -cetoéster hay que elegir la baseadecuada
para el proceso de ionización del propanoato de etilo. Los ésteres tienen un
pKa de alrededor de 25. En este caso interesa elegir una base que no ionice
completamente al éster. La fuerza básica del KOH, NaOH, NaOEt o NaOMe,
bases conjugadas del agua, del EtOH y del MeOH, respectivamente, es
adecuada para conseguir la ionización parcial del éster. De las cuatro hay que
descartar al KOH yal NaOH porque provocarían la saponificación del éster y
también hay que descartar al NaOMe porque daría lugar a reacciones de
transesterificación. Por tanto, la base adecuado para este proceso sería el
etóxido de sodio (NaOEt).
La síntesis del 2-metil-3-oxopentanoato de etilo, un β -cetoéster, se llevaría
a cabo mediante un proceso de autocondensación promovido por el etóxido de
sodio. Estaclase de procesos recibe el nombre genérico de reacción de
Claisen, en honor a su descubridor Ludwig Claisen (1851-1930). La reacción de
condensación de Claisen tiene cuatro fases claramente diferenciadas que se
van a explicar a continuación tomando como ejemplo al propanoato de etilo

1º. Formación del enolato.
La reacción ácido-base entre el propanoato de etilo y el NaOEt establece
unequilibrio en el que se encuentran presentes el éster y su base conjugada
que es un anión enolato:

O
H3C
H

O
OEt + NaOEt

EtOH + H3 C

O
OEt

H

H3 C

H

H
ion enolato

pKa= 25

pKa=15.9

OEt Na

Síntesis Orgánica

3

2º. Reacción de condensación.
Como el NaOEt no ioniza completamente al éster
del éster (electrófilo) y de su base conjugada, el anión
El aniónenolato ataca al grupo carbonilo del éster y
tetrahédrico que se convierte en el β -cetoéster por
etóxido:
O
H3C

Na

O
OEt

OEt
H3C

O

se genera una mezcla
enolato (un nucleófilo).
genera un intermedio
eliminación del anión

O

H3C

O

O

H3C

OEt

OEt + NaOEt

EtO CH
3

Na

CH3
β-cetoéster

3º. Eliminación del protón del β -cetoéster.
El pKa del β-cetoéster generado en el proceso anterior es de alrededor de
11 y por tanto este compuesto es unas 1014 veces más ácido que el éster de
partida. Como en el medio de la reacción está presente el NaOEt, que hasta
este punto del mecanismo no se ha consumido, se produce una reacción ácidobase entre el etóxido sódico y el β -cetoéster anterior para dar lugar a etanol y a
la base conjugada del β-cetoéster, que es un anión altamente estabilizada por
resonancia.
O

O

O
OEt

+ NaOEt

O

EtO H +

H3C CH3 H

O

O

OEt
H3 C

CH3

O

O

OEt
H3 C

CH3

OEt
H3 C

CH3

Na
pK a= 11

pK a= 15.9

Por tanto, el producto de la reacción no es el β -cetoéster sino su base
conjugada. La reacción se lleva a cabo en condiciones de control
termodinámico y requiere,...