Formación de enlaces carbono-carbono
La formación de enlaces carbono-carbono es el desafío central de la síntesis, logrado al unir un carbono nucleofílico con un carbono electrofílico a través de métodos organometálicos, de enolato y catalizados por metales de transición.
Definition
La formación de enlaces carbono-carbono comprende las reacciones que unen dos fragmentos de carbono en un esqueleto de carbono más grande, las operaciones esenciales mediante las cuales se construye la complejidad molecular.
Scope
Este tema abarca los reactivos organometálicos (adición de Grignard y organolitio), la alquilación de enolatos y la química aldólica, las reacciones de olefination de Wittig y relacionadas, y los acoplamientos cruzados catalizados por metales de transición como las reacciones de Suzuki, Heck y Negishi.
Core questions
- ¿Cómo se empareja un carbono nucleofílico con un carbono electrofílico para forjar un nuevo enlace?
- ¿Cómo funcionan los reactivos organometálicos y los enolatos como nucleófilos de carbono?
- ¿Cómo han ampliado los acoplamientos cruzados de metales de transición el alcance de la formación de enlaces?
Key theories
- Nucleófilos de carbono organometálicos y enolatos
- Los reactivos de Grignard, los organolitios y los enolatos metálicos proporcionan carbono nucleofílico que se añade a carbonilos y haluros de alquilo, formando nuevos enlaces C–C en reacciones de adición y alquilación.
- Acoplamiento cruzado de metales de transición
- Los acoplamientos catalizados por paladio y níquel (Suzuki, Heck, Negishi) unen organohaluros con socios organometálicos o alquenos a través de adición oxidativa, transmetalación y eliminación reductiva, lo que permite formar enlaces difíciles de crear por medios clásicos.
Mechanisms
La formación de enlaces clásica empareja un nucleófilo de carbono (organometálico, enolato, iluro) con un electrófilo de carbono (carbonilo, haluro de alquilo). La reacción de Wittig acopla un iluro de fósforo con un aldehído para dar un alqueno. Los acoplamientos cruzados ciclan un catalizador de metal de transición a través de la adición oxidativa en un enlace C–X, la transmetalación con un socio organometálico y la eliminación reductiva para formar el nuevo enlace C–C.
Clinical relevance
Las reacciones de formación de enlaces carbono-carbono, especialmente los acoplamientos cruzados catalizados por paladio, son herramientas fundamentales en la fabricación farmacéutica, ensamblando los esqueletos biarílicos y complejos de muchos fármacos modernos; su importancia fue reconocida con el Premio Nobel de Química de 2010.
History
Desde los reactivos organomagnésicos de Grignard (1900) y la olefinación de Wittig (década de 1950) hasta los acoplamientos cruzados catalizados por paladio desarrollados por Heck, Suzuki y Negishi a partir de la década de 1970, la formación de enlaces carbono-carbono se ha transformado repetidamente y ha sido honrada con múltiples Premios Nobel.
Key figures
- Victor Grignard
- Georg Wittig
- Richard Heck
- Akira Suzuki
- Ei-ichi Negishi
Related topics
Seminal works
- careysundberg2007b
- warrenwyatt2008
Frequently asked questions
- ¿Por qué son tan útiles los reactivos de Grignard?
- Los reactivos de Grignard proporcionan un carbono fuertemente nucleofílico, formalmente carbaniónico, que se añade a una amplia gama de electrófilos carbonílicos, lo que los convierte en una forma versátil y general de construir esqueletos de carbono e introducir nuevos grupos funcionales.
- ¿Qué hace que las reacciones de acoplamiento cruzado sean especiales?
- Los acoplamientos cruzados de metales de transición forman enlaces carbono-carbono entre socios que de otro modo no reaccionarían entre sí, toleran muchos grupos funcionales y unen fragmentos aromáticos de manera eficiente, capacidades que revolucionaron la síntesis de productos farmacéuticos y materiales.