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NITROCOMPUESTOS

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NITROCOMPUESTOS

NITROCOMPUESTOS

Importancia

El cloranfenicol es un antibioacutetico

Fue obtenido por primera vez de una bacteria del suelo de la familia delos actinomicetales Streptomyces venezuelae maacutes tarde se elaborariacutea a partir de otrasespecies de Streptomyces y en la actualidad se produce por siacutentesis

2-Nitrofenol es una feromona de agregacioacuten de garrapatas

Las feromonas son sustancias quiacutemicas secretadas por losseres vivos con el fin de provocar comportamientosespeciacuteficos en otros individuos con frecuencia de lamisma especie

Compuestos nitro alifaacuteticos encontrado en la naturaleza

Aacutecido 3-nitropropioacutenico encuentra en hongos y plantas (Indigofera)

Nitropentadeceno es un compuesto de defensa que se encuentra en las termitas

Estos compuestos se nombran considerando

al grupo -NO2 como un sustituyente nitro

nitrometano

nitrobenceno

Nitro Compuestos alifaacuteticos

Nitro Compuestos aromaacuteticos

Nomenclatura de los Nitro Compuestos

nitroetano

1-Nitronaftaleno

(-Nitronaftaleno)

Aacutecido orto-nitrobenzoiacuteco

(aacutecido 2-nitrobenzoiacuteco)

El aacutetomo de nitroacutegeno es trigonal plano con aacutengulos de

enlace de 120deg Hay dos formas resonantes que

implican que los dos aacutetomos de oxiacutegeno son

equivalentes

Estructura

Efectos electroacutenicos

Los grupos nitro son grupos electroatractores tanto por efecto inductivo -I como por efecto resonante -R Esto significa que tanto el enlace C-N y el sistema πestaacuten fuertemente polarizados

Efecto -R

El grupo -NO2 en el nitrobenceno hace sentir su efecto por resonancia ndashR en las posiciones orto y para a traveacutes de los enlaces π Tambieacuten opera el efecto ndashI pero este es menos obvio

Efecto -I

Debido al efecto inductivo -I en el enlace σ los valores

de pKa de los aacutecidos carboxiacutelicos conteniendo al grupo

nitro se ven afectados

Propiedades fiacutesicas

Al comparar a los nitrocompuestos con otros

compuestos aromaacuteticos que tengan el mismo peso

molecular se observa eg un incremento en el

punto de ebullicioacuten fuera de proporcioacuten

Propiedades fiacutesicas

SUMA DE VECTORES

SE ANULAN LIGERAMENTE LOS

VECTORES

SE ANULAN LOS VECTORES

SIN EMBARGO LA MOLEacuteCULA

ES POLAR

Punto de ebullicioacuten

CAacuteLCULOS SPARTAN

CELDA

UNITARIA

ESTRUCTURA CRISTALINA

Punto de fusioacuten

Los nitrocompuestos son insolubles en agua a

menos que contengan dentro de su estructura un

grupo que interaccione con ella

Propiedades fiacutesicas Solubilidad

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Los nitro compuestos alifaacuteticos se sintetizan por

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Este es un proceso industrial que ocurre a traveacutes de

radicales libres y que involucra al radical NO2

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

64

NHPI = N-hidroxiftalimida

Cuando se hace reaccionar al nitrito de sodio (el cual

actuacutea como un nucleoacutefilo ambivalente a traveacutes del O o

del N como nucleoacutefilos) se obtienen dos productos un

nitro compuesto o bien un eacutester nitrito

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

El uso de nitrito de plata produce uacutenicamente el

nitro compuesto

El AgNO2 es insoluble en eacuteter por lo que se evitan reacciones laterales

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

AgNO2

Et2O

N

O

O

80

Br +

0 a 25 Co

AgNO2

Et2O

Cl +

0 a 25 Co

AgNO2

Et2O

N

O

O

82

I +

0 a 25 Co

NO HAY REACCIOacuteN

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

El uso de los aniones enolato de compuestos con

metilenos activos forman un producto muy estable

debido a la formacioacuten de un quelato con el contraion

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Los nitro compuestos se pueden obtener por

medio de la oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de oximas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitro compuestos aromaacuteticos

Estos son sintetizados por medio de la reaccioacuten de

sustitucioacuten electrofiacutelica aromaacutetica (SEA) con iones NO2+

como electroacutefilos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

(mezcla sulfoniacutetrica)

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLA USADA PARA LLEVAR A CABO LA NITRACIOacuteN SOBRE

ANILLOS DISUSTITUIacuteDOS O TRISUSTITUIacuteDOS

(10 DE SO3)(95 A 100 )

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH

(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

Condiciones maacutes suaves

El grupo controla

la regioquiacutemica

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMAS

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMA

iquestCoacutemo se podriacutean obtener

los 3 isoacutemeros del

cloronitrobenceno

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

AacuteCIDO-BASE

Formacioacuten de Aniones

Las bases conjugadas se forman con facilidad

cuando se tratan con una base fuerte Dichos

aniones se encuentran estabilizados por

resonancia (aniones nitronato)

MeNO2 pKa = 102

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

H2O pKa = 140

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reaccioacuten de Henry

Esta es una reaccioacuten anaacuteloga a la reaccioacuten Aldoacutelica

Henry L Compt Rend 1895 120 1265

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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NITROCOMPUESTOS

Importancia

El cloranfenicol es un antibioacutetico

Fue obtenido por primera vez de una bacteria del suelo de la familia delos actinomicetales Streptomyces venezuelae maacutes tarde se elaborariacutea a partir de otrasespecies de Streptomyces y en la actualidad se produce por siacutentesis

2-Nitrofenol es una feromona de agregacioacuten de garrapatas

Las feromonas son sustancias quiacutemicas secretadas por losseres vivos con el fin de provocar comportamientosespeciacuteficos en otros individuos con frecuencia de lamisma especie

Compuestos nitro alifaacuteticos encontrado en la naturaleza

Aacutecido 3-nitropropioacutenico encuentra en hongos y plantas (Indigofera)

Nitropentadeceno es un compuesto de defensa que se encuentra en las termitas

Estos compuestos se nombran considerando

al grupo -NO2 como un sustituyente nitro

nitrometano

nitrobenceno

Nitro Compuestos alifaacuteticos

Nitro Compuestos aromaacuteticos

Nomenclatura de los Nitro Compuestos

nitroetano

1-Nitronaftaleno

(-Nitronaftaleno)

Aacutecido orto-nitrobenzoiacuteco

(aacutecido 2-nitrobenzoiacuteco)

El aacutetomo de nitroacutegeno es trigonal plano con aacutengulos de

enlace de 120deg Hay dos formas resonantes que

implican que los dos aacutetomos de oxiacutegeno son

equivalentes

Estructura

Efectos electroacutenicos

Los grupos nitro son grupos electroatractores tanto por efecto inductivo -I como por efecto resonante -R Esto significa que tanto el enlace C-N y el sistema πestaacuten fuertemente polarizados

Efecto -R

El grupo -NO2 en el nitrobenceno hace sentir su efecto por resonancia ndashR en las posiciones orto y para a traveacutes de los enlaces π Tambieacuten opera el efecto ndashI pero este es menos obvio

Efecto -I

Debido al efecto inductivo -I en el enlace σ los valores

de pKa de los aacutecidos carboxiacutelicos conteniendo al grupo

nitro se ven afectados

Propiedades fiacutesicas

Al comparar a los nitrocompuestos con otros

compuestos aromaacuteticos que tengan el mismo peso

molecular se observa eg un incremento en el

punto de ebullicioacuten fuera de proporcioacuten

Propiedades fiacutesicas

SUMA DE VECTORES

SE ANULAN LIGERAMENTE LOS

VECTORES

SE ANULAN LOS VECTORES

SIN EMBARGO LA MOLEacuteCULA

ES POLAR

Punto de ebullicioacuten

CAacuteLCULOS SPARTAN

CELDA

UNITARIA

ESTRUCTURA CRISTALINA

Punto de fusioacuten

Los nitrocompuestos son insolubles en agua a

menos que contengan dentro de su estructura un

grupo que interaccione con ella

Propiedades fiacutesicas Solubilidad

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Los nitro compuestos alifaacuteticos se sintetizan por

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Este es un proceso industrial que ocurre a traveacutes de

radicales libres y que involucra al radical NO2

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

64

NHPI = N-hidroxiftalimida

Cuando se hace reaccionar al nitrito de sodio (el cual

actuacutea como un nucleoacutefilo ambivalente a traveacutes del O o

del N como nucleoacutefilos) se obtienen dos productos un

nitro compuesto o bien un eacutester nitrito

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

El uso de nitrito de plata produce uacutenicamente el

nitro compuesto

El AgNO2 es insoluble en eacuteter por lo que se evitan reacciones laterales

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

AgNO2

Et2O

N

O

O

80

Br +

0 a 25 Co

AgNO2

Et2O

Cl +

0 a 25 Co

AgNO2

Et2O

N

O

O

82

I +

0 a 25 Co

NO HAY REACCIOacuteN

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

El uso de los aniones enolato de compuestos con

metilenos activos forman un producto muy estable

debido a la formacioacuten de un quelato con el contraion

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Los nitro compuestos se pueden obtener por

medio de la oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de oximas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitro compuestos aromaacuteticos

Estos son sintetizados por medio de la reaccioacuten de

sustitucioacuten electrofiacutelica aromaacutetica (SEA) con iones NO2+

como electroacutefilos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

(mezcla sulfoniacutetrica)

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLA USADA PARA LLEVAR A CABO LA NITRACIOacuteN SOBRE

ANILLOS DISUSTITUIacuteDOS O TRISUSTITUIacuteDOS

(10 DE SO3)(95 A 100 )

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH

(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

Condiciones maacutes suaves

El grupo controla

la regioquiacutemica

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMAS

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMA

iquestCoacutemo se podriacutean obtener

los 3 isoacutemeros del

cloronitrobenceno

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

AacuteCIDO-BASE

Formacioacuten de Aniones

Las bases conjugadas se forman con facilidad

cuando se tratan con una base fuerte Dichos

aniones se encuentran estabilizados por

resonancia (aniones nitronato)

MeNO2 pKa = 102

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

H2O pKa = 140

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reaccioacuten de Henry

Esta es una reaccioacuten anaacuteloga a la reaccioacuten Aldoacutelica

Henry L Compt Rend 1895 120 1265

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 3: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

2-Nitrofenol es una feromona de agregacioacuten de garrapatas

Las feromonas son sustancias quiacutemicas secretadas por losseres vivos con el fin de provocar comportamientosespeciacuteficos en otros individuos con frecuencia de lamisma especie

Compuestos nitro alifaacuteticos encontrado en la naturaleza

Aacutecido 3-nitropropioacutenico encuentra en hongos y plantas (Indigofera)

Nitropentadeceno es un compuesto de defensa que se encuentra en las termitas

Estos compuestos se nombran considerando

al grupo -NO2 como un sustituyente nitro

nitrometano

nitrobenceno

Nitro Compuestos alifaacuteticos

Nitro Compuestos aromaacuteticos

Nomenclatura de los Nitro Compuestos

nitroetano

1-Nitronaftaleno

(-Nitronaftaleno)

Aacutecido orto-nitrobenzoiacuteco

(aacutecido 2-nitrobenzoiacuteco)

El aacutetomo de nitroacutegeno es trigonal plano con aacutengulos de

enlace de 120deg Hay dos formas resonantes que

implican que los dos aacutetomos de oxiacutegeno son

equivalentes

Estructura

Efectos electroacutenicos

Los grupos nitro son grupos electroatractores tanto por efecto inductivo -I como por efecto resonante -R Esto significa que tanto el enlace C-N y el sistema πestaacuten fuertemente polarizados

Efecto -R

El grupo -NO2 en el nitrobenceno hace sentir su efecto por resonancia ndashR en las posiciones orto y para a traveacutes de los enlaces π Tambieacuten opera el efecto ndashI pero este es menos obvio

Efecto -I

Debido al efecto inductivo -I en el enlace σ los valores

de pKa de los aacutecidos carboxiacutelicos conteniendo al grupo

nitro se ven afectados

Propiedades fiacutesicas

Al comparar a los nitrocompuestos con otros

compuestos aromaacuteticos que tengan el mismo peso

molecular se observa eg un incremento en el

punto de ebullicioacuten fuera de proporcioacuten

Propiedades fiacutesicas

SUMA DE VECTORES

SE ANULAN LIGERAMENTE LOS

VECTORES

SE ANULAN LOS VECTORES

SIN EMBARGO LA MOLEacuteCULA

ES POLAR

Punto de ebullicioacuten

CAacuteLCULOS SPARTAN

CELDA

UNITARIA

ESTRUCTURA CRISTALINA

Punto de fusioacuten

Los nitrocompuestos son insolubles en agua a

menos que contengan dentro de su estructura un

grupo que interaccione con ella

Propiedades fiacutesicas Solubilidad

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Los nitro compuestos alifaacuteticos se sintetizan por

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Este es un proceso industrial que ocurre a traveacutes de

radicales libres y que involucra al radical NO2

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

64

NHPI = N-hidroxiftalimida

Cuando se hace reaccionar al nitrito de sodio (el cual

actuacutea como un nucleoacutefilo ambivalente a traveacutes del O o

del N como nucleoacutefilos) se obtienen dos productos un

nitro compuesto o bien un eacutester nitrito

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

El uso de nitrito de plata produce uacutenicamente el

nitro compuesto

El AgNO2 es insoluble en eacuteter por lo que se evitan reacciones laterales

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

AgNO2

Et2O

N

O

O

80

Br +

0 a 25 Co

AgNO2

Et2O

Cl +

0 a 25 Co

AgNO2

Et2O

N

O

O

82

I +

0 a 25 Co

NO HAY REACCIOacuteN

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

El uso de los aniones enolato de compuestos con

metilenos activos forman un producto muy estable

debido a la formacioacuten de un quelato con el contraion

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Los nitro compuestos se pueden obtener por

medio de la oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de oximas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitro compuestos aromaacuteticos

Estos son sintetizados por medio de la reaccioacuten de

sustitucioacuten electrofiacutelica aromaacutetica (SEA) con iones NO2+

como electroacutefilos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

(mezcla sulfoniacutetrica)

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLA USADA PARA LLEVAR A CABO LA NITRACIOacuteN SOBRE

ANILLOS DISUSTITUIacuteDOS O TRISUSTITUIacuteDOS

(10 DE SO3)(95 A 100 )

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH

(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

Condiciones maacutes suaves

El grupo controla

la regioquiacutemica

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMAS

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMA

iquestCoacutemo se podriacutean obtener

los 3 isoacutemeros del

cloronitrobenceno

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

AacuteCIDO-BASE

Formacioacuten de Aniones

Las bases conjugadas se forman con facilidad

cuando se tratan con una base fuerte Dichos

aniones se encuentran estabilizados por

resonancia (aniones nitronato)

MeNO2 pKa = 102

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

H2O pKa = 140

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reaccioacuten de Henry

Esta es una reaccioacuten anaacuteloga a la reaccioacuten Aldoacutelica

Henry L Compt Rend 1895 120 1265

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 4: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

Compuestos nitro alifaacuteticos encontrado en la naturaleza

Aacutecido 3-nitropropioacutenico encuentra en hongos y plantas (Indigofera)

Nitropentadeceno es un compuesto de defensa que se encuentra en las termitas

Estos compuestos se nombran considerando

al grupo -NO2 como un sustituyente nitro

nitrometano

nitrobenceno

Nitro Compuestos alifaacuteticos

Nitro Compuestos aromaacuteticos

Nomenclatura de los Nitro Compuestos

nitroetano

1-Nitronaftaleno

(-Nitronaftaleno)

Aacutecido orto-nitrobenzoiacuteco

(aacutecido 2-nitrobenzoiacuteco)

El aacutetomo de nitroacutegeno es trigonal plano con aacutengulos de

enlace de 120deg Hay dos formas resonantes que

implican que los dos aacutetomos de oxiacutegeno son

equivalentes

Estructura

Efectos electroacutenicos

Los grupos nitro son grupos electroatractores tanto por efecto inductivo -I como por efecto resonante -R Esto significa que tanto el enlace C-N y el sistema πestaacuten fuertemente polarizados

Efecto -R

El grupo -NO2 en el nitrobenceno hace sentir su efecto por resonancia ndashR en las posiciones orto y para a traveacutes de los enlaces π Tambieacuten opera el efecto ndashI pero este es menos obvio

Efecto -I

Debido al efecto inductivo -I en el enlace σ los valores

de pKa de los aacutecidos carboxiacutelicos conteniendo al grupo

nitro se ven afectados

Propiedades fiacutesicas

Al comparar a los nitrocompuestos con otros

compuestos aromaacuteticos que tengan el mismo peso

molecular se observa eg un incremento en el

punto de ebullicioacuten fuera de proporcioacuten

Propiedades fiacutesicas

SUMA DE VECTORES

SE ANULAN LIGERAMENTE LOS

VECTORES

SE ANULAN LOS VECTORES

SIN EMBARGO LA MOLEacuteCULA

ES POLAR

Punto de ebullicioacuten

CAacuteLCULOS SPARTAN

CELDA

UNITARIA

ESTRUCTURA CRISTALINA

Punto de fusioacuten

Los nitrocompuestos son insolubles en agua a

menos que contengan dentro de su estructura un

grupo que interaccione con ella

Propiedades fiacutesicas Solubilidad

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Los nitro compuestos alifaacuteticos se sintetizan por

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Este es un proceso industrial que ocurre a traveacutes de

radicales libres y que involucra al radical NO2

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

64

NHPI = N-hidroxiftalimida

Cuando se hace reaccionar al nitrito de sodio (el cual

actuacutea como un nucleoacutefilo ambivalente a traveacutes del O o

del N como nucleoacutefilos) se obtienen dos productos un

nitro compuesto o bien un eacutester nitrito

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

El uso de nitrito de plata produce uacutenicamente el

nitro compuesto

El AgNO2 es insoluble en eacuteter por lo que se evitan reacciones laterales

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

AgNO2

Et2O

N

O

O

80

Br +

0 a 25 Co

AgNO2

Et2O

Cl +

0 a 25 Co

AgNO2

Et2O

N

O

O

82

I +

0 a 25 Co

NO HAY REACCIOacuteN

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

El uso de los aniones enolato de compuestos con

metilenos activos forman un producto muy estable

debido a la formacioacuten de un quelato con el contraion

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Los nitro compuestos se pueden obtener por

medio de la oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de oximas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitro compuestos aromaacuteticos

Estos son sintetizados por medio de la reaccioacuten de

sustitucioacuten electrofiacutelica aromaacutetica (SEA) con iones NO2+

como electroacutefilos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

(mezcla sulfoniacutetrica)

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLA USADA PARA LLEVAR A CABO LA NITRACIOacuteN SOBRE

ANILLOS DISUSTITUIacuteDOS O TRISUSTITUIacuteDOS

(10 DE SO3)(95 A 100 )

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH

(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

Condiciones maacutes suaves

El grupo controla

la regioquiacutemica

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMAS

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMA

iquestCoacutemo se podriacutean obtener

los 3 isoacutemeros del

cloronitrobenceno

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

AacuteCIDO-BASE

Formacioacuten de Aniones

Las bases conjugadas se forman con facilidad

cuando se tratan con una base fuerte Dichos

aniones se encuentran estabilizados por

resonancia (aniones nitronato)

MeNO2 pKa = 102

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

H2O pKa = 140

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reaccioacuten de Henry

Esta es una reaccioacuten anaacuteloga a la reaccioacuten Aldoacutelica

Henry L Compt Rend 1895 120 1265

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 5: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

Estos compuestos se nombran considerando

al grupo -NO2 como un sustituyente nitro

nitrometano

nitrobenceno

Nitro Compuestos alifaacuteticos

Nitro Compuestos aromaacuteticos

Nomenclatura de los Nitro Compuestos

nitroetano

1-Nitronaftaleno

(-Nitronaftaleno)

Aacutecido orto-nitrobenzoiacuteco

(aacutecido 2-nitrobenzoiacuteco)

El aacutetomo de nitroacutegeno es trigonal plano con aacutengulos de

enlace de 120deg Hay dos formas resonantes que

implican que los dos aacutetomos de oxiacutegeno son

equivalentes

Estructura

Efectos electroacutenicos

Los grupos nitro son grupos electroatractores tanto por efecto inductivo -I como por efecto resonante -R Esto significa que tanto el enlace C-N y el sistema πestaacuten fuertemente polarizados

Efecto -R

El grupo -NO2 en el nitrobenceno hace sentir su efecto por resonancia ndashR en las posiciones orto y para a traveacutes de los enlaces π Tambieacuten opera el efecto ndashI pero este es menos obvio

Efecto -I

Debido al efecto inductivo -I en el enlace σ los valores

de pKa de los aacutecidos carboxiacutelicos conteniendo al grupo

nitro se ven afectados

Propiedades fiacutesicas

Al comparar a los nitrocompuestos con otros

compuestos aromaacuteticos que tengan el mismo peso

molecular se observa eg un incremento en el

punto de ebullicioacuten fuera de proporcioacuten

Propiedades fiacutesicas

SUMA DE VECTORES

SE ANULAN LIGERAMENTE LOS

VECTORES

SE ANULAN LOS VECTORES

SIN EMBARGO LA MOLEacuteCULA

ES POLAR

Punto de ebullicioacuten

CAacuteLCULOS SPARTAN

CELDA

UNITARIA

ESTRUCTURA CRISTALINA

Punto de fusioacuten

Los nitrocompuestos son insolubles en agua a

menos que contengan dentro de su estructura un

grupo que interaccione con ella

Propiedades fiacutesicas Solubilidad

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Los nitro compuestos alifaacuteticos se sintetizan por

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Este es un proceso industrial que ocurre a traveacutes de

radicales libres y que involucra al radical NO2

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

64

NHPI = N-hidroxiftalimida

Cuando se hace reaccionar al nitrito de sodio (el cual

actuacutea como un nucleoacutefilo ambivalente a traveacutes del O o

del N como nucleoacutefilos) se obtienen dos productos un

nitro compuesto o bien un eacutester nitrito

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

El uso de nitrito de plata produce uacutenicamente el

nitro compuesto

El AgNO2 es insoluble en eacuteter por lo que se evitan reacciones laterales

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

AgNO2

Et2O

N

O

O

80

Br +

0 a 25 Co

AgNO2

Et2O

Cl +

0 a 25 Co

AgNO2

Et2O

N

O

O

82

I +

0 a 25 Co

NO HAY REACCIOacuteN

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

El uso de los aniones enolato de compuestos con

metilenos activos forman un producto muy estable

debido a la formacioacuten de un quelato con el contraion

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Los nitro compuestos se pueden obtener por

medio de la oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de oximas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitro compuestos aromaacuteticos

Estos son sintetizados por medio de la reaccioacuten de

sustitucioacuten electrofiacutelica aromaacutetica (SEA) con iones NO2+

como electroacutefilos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

(mezcla sulfoniacutetrica)

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLA USADA PARA LLEVAR A CABO LA NITRACIOacuteN SOBRE

ANILLOS DISUSTITUIacuteDOS O TRISUSTITUIacuteDOS

(10 DE SO3)(95 A 100 )

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH

(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

Condiciones maacutes suaves

El grupo controla

la regioquiacutemica

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMAS

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMA

iquestCoacutemo se podriacutean obtener

los 3 isoacutemeros del

cloronitrobenceno

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

AacuteCIDO-BASE

Formacioacuten de Aniones

Las bases conjugadas se forman con facilidad

cuando se tratan con una base fuerte Dichos

aniones se encuentran estabilizados por

resonancia (aniones nitronato)

MeNO2 pKa = 102

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

H2O pKa = 140

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reaccioacuten de Henry

Esta es una reaccioacuten anaacuteloga a la reaccioacuten Aldoacutelica

Henry L Compt Rend 1895 120 1265

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

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O H+

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SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 6: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

nitroetano

1-Nitronaftaleno

(-Nitronaftaleno)

Aacutecido orto-nitrobenzoiacuteco

(aacutecido 2-nitrobenzoiacuteco)

El aacutetomo de nitroacutegeno es trigonal plano con aacutengulos de

enlace de 120deg Hay dos formas resonantes que

implican que los dos aacutetomos de oxiacutegeno son

equivalentes

Estructura

Efectos electroacutenicos

Los grupos nitro son grupos electroatractores tanto por efecto inductivo -I como por efecto resonante -R Esto significa que tanto el enlace C-N y el sistema πestaacuten fuertemente polarizados

Efecto -R

El grupo -NO2 en el nitrobenceno hace sentir su efecto por resonancia ndashR en las posiciones orto y para a traveacutes de los enlaces π Tambieacuten opera el efecto ndashI pero este es menos obvio

Efecto -I

Debido al efecto inductivo -I en el enlace σ los valores

de pKa de los aacutecidos carboxiacutelicos conteniendo al grupo

nitro se ven afectados

Propiedades fiacutesicas

Al comparar a los nitrocompuestos con otros

compuestos aromaacuteticos que tengan el mismo peso

molecular se observa eg un incremento en el

punto de ebullicioacuten fuera de proporcioacuten

Propiedades fiacutesicas

SUMA DE VECTORES

SE ANULAN LIGERAMENTE LOS

VECTORES

SE ANULAN LOS VECTORES

SIN EMBARGO LA MOLEacuteCULA

ES POLAR

Punto de ebullicioacuten

CAacuteLCULOS SPARTAN

CELDA

UNITARIA

ESTRUCTURA CRISTALINA

Punto de fusioacuten

Los nitrocompuestos son insolubles en agua a

menos que contengan dentro de su estructura un

grupo que interaccione con ella

Propiedades fiacutesicas Solubilidad

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Los nitro compuestos alifaacuteticos se sintetizan por

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Este es un proceso industrial que ocurre a traveacutes de

radicales libres y que involucra al radical NO2

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

64

NHPI = N-hidroxiftalimida

Cuando se hace reaccionar al nitrito de sodio (el cual

actuacutea como un nucleoacutefilo ambivalente a traveacutes del O o

del N como nucleoacutefilos) se obtienen dos productos un

nitro compuesto o bien un eacutester nitrito

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

El uso de nitrito de plata produce uacutenicamente el

nitro compuesto

El AgNO2 es insoluble en eacuteter por lo que se evitan reacciones laterales

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

AgNO2

Et2O

N

O

O

80

Br +

0 a 25 Co

AgNO2

Et2O

Cl +

0 a 25 Co

AgNO2

Et2O

N

O

O

82

I +

0 a 25 Co

NO HAY REACCIOacuteN

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

El uso de los aniones enolato de compuestos con

metilenos activos forman un producto muy estable

debido a la formacioacuten de un quelato con el contraion

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Los nitro compuestos se pueden obtener por

medio de la oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de oximas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitro compuestos aromaacuteticos

Estos son sintetizados por medio de la reaccioacuten de

sustitucioacuten electrofiacutelica aromaacutetica (SEA) con iones NO2+

como electroacutefilos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

(mezcla sulfoniacutetrica)

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLA USADA PARA LLEVAR A CABO LA NITRACIOacuteN SOBRE

ANILLOS DISUSTITUIacuteDOS O TRISUSTITUIacuteDOS

(10 DE SO3)(95 A 100 )

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH

(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

Condiciones maacutes suaves

El grupo controla

la regioquiacutemica

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMAS

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMA

iquestCoacutemo se podriacutean obtener

los 3 isoacutemeros del

cloronitrobenceno

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

AacuteCIDO-BASE

Formacioacuten de Aniones

Las bases conjugadas se forman con facilidad

cuando se tratan con una base fuerte Dichos

aniones se encuentran estabilizados por

resonancia (aniones nitronato)

MeNO2 pKa = 102

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

H2O pKa = 140

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reaccioacuten de Henry

Esta es una reaccioacuten anaacuteloga a la reaccioacuten Aldoacutelica

Henry L Compt Rend 1895 120 1265

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 7: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

El aacutetomo de nitroacutegeno es trigonal plano con aacutengulos de

enlace de 120deg Hay dos formas resonantes que

implican que los dos aacutetomos de oxiacutegeno son

equivalentes

Estructura

Efectos electroacutenicos

Los grupos nitro son grupos electroatractores tanto por efecto inductivo -I como por efecto resonante -R Esto significa que tanto el enlace C-N y el sistema πestaacuten fuertemente polarizados

Efecto -R

El grupo -NO2 en el nitrobenceno hace sentir su efecto por resonancia ndashR en las posiciones orto y para a traveacutes de los enlaces π Tambieacuten opera el efecto ndashI pero este es menos obvio

Efecto -I

Debido al efecto inductivo -I en el enlace σ los valores

de pKa de los aacutecidos carboxiacutelicos conteniendo al grupo

nitro se ven afectados

Propiedades fiacutesicas

Al comparar a los nitrocompuestos con otros

compuestos aromaacuteticos que tengan el mismo peso

molecular se observa eg un incremento en el

punto de ebullicioacuten fuera de proporcioacuten

Propiedades fiacutesicas

SUMA DE VECTORES

SE ANULAN LIGERAMENTE LOS

VECTORES

SE ANULAN LOS VECTORES

SIN EMBARGO LA MOLEacuteCULA

ES POLAR

Punto de ebullicioacuten

CAacuteLCULOS SPARTAN

CELDA

UNITARIA

ESTRUCTURA CRISTALINA

Punto de fusioacuten

Los nitrocompuestos son insolubles en agua a

menos que contengan dentro de su estructura un

grupo que interaccione con ella

Propiedades fiacutesicas Solubilidad

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Los nitro compuestos alifaacuteticos se sintetizan por

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Este es un proceso industrial que ocurre a traveacutes de

radicales libres y que involucra al radical NO2

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

64

NHPI = N-hidroxiftalimida

Cuando se hace reaccionar al nitrito de sodio (el cual

actuacutea como un nucleoacutefilo ambivalente a traveacutes del O o

del N como nucleoacutefilos) se obtienen dos productos un

nitro compuesto o bien un eacutester nitrito

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

El uso de nitrito de plata produce uacutenicamente el

nitro compuesto

El AgNO2 es insoluble en eacuteter por lo que se evitan reacciones laterales

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

AgNO2

Et2O

N

O

O

80

Br +

0 a 25 Co

AgNO2

Et2O

Cl +

0 a 25 Co

AgNO2

Et2O

N

O

O

82

I +

0 a 25 Co

NO HAY REACCIOacuteN

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

El uso de los aniones enolato de compuestos con

metilenos activos forman un producto muy estable

debido a la formacioacuten de un quelato con el contraion

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Los nitro compuestos se pueden obtener por

medio de la oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de oximas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitro compuestos aromaacuteticos

Estos son sintetizados por medio de la reaccioacuten de

sustitucioacuten electrofiacutelica aromaacutetica (SEA) con iones NO2+

como electroacutefilos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

(mezcla sulfoniacutetrica)

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLA USADA PARA LLEVAR A CABO LA NITRACIOacuteN SOBRE

ANILLOS DISUSTITUIacuteDOS O TRISUSTITUIacuteDOS

(10 DE SO3)(95 A 100 )

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH

(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

Condiciones maacutes suaves

El grupo controla

la regioquiacutemica

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMAS

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMA

iquestCoacutemo se podriacutean obtener

los 3 isoacutemeros del

cloronitrobenceno

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

AacuteCIDO-BASE

Formacioacuten de Aniones

Las bases conjugadas se forman con facilidad

cuando se tratan con una base fuerte Dichos

aniones se encuentran estabilizados por

resonancia (aniones nitronato)

MeNO2 pKa = 102

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

H2O pKa = 140

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reaccioacuten de Henry

Esta es una reaccioacuten anaacuteloga a la reaccioacuten Aldoacutelica

Henry L Compt Rend 1895 120 1265

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 8: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

Efectos electroacutenicos

Los grupos nitro son grupos electroatractores tanto por efecto inductivo -I como por efecto resonante -R Esto significa que tanto el enlace C-N y el sistema πestaacuten fuertemente polarizados

Efecto -R

El grupo -NO2 en el nitrobenceno hace sentir su efecto por resonancia ndashR en las posiciones orto y para a traveacutes de los enlaces π Tambieacuten opera el efecto ndashI pero este es menos obvio

Efecto -I

Debido al efecto inductivo -I en el enlace σ los valores

de pKa de los aacutecidos carboxiacutelicos conteniendo al grupo

nitro se ven afectados

Propiedades fiacutesicas

Al comparar a los nitrocompuestos con otros

compuestos aromaacuteticos que tengan el mismo peso

molecular se observa eg un incremento en el

punto de ebullicioacuten fuera de proporcioacuten

Propiedades fiacutesicas

SUMA DE VECTORES

SE ANULAN LIGERAMENTE LOS

VECTORES

SE ANULAN LOS VECTORES

SIN EMBARGO LA MOLEacuteCULA

ES POLAR

Punto de ebullicioacuten

CAacuteLCULOS SPARTAN

CELDA

UNITARIA

ESTRUCTURA CRISTALINA

Punto de fusioacuten

Los nitrocompuestos son insolubles en agua a

menos que contengan dentro de su estructura un

grupo que interaccione con ella

Propiedades fiacutesicas Solubilidad

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Los nitro compuestos alifaacuteticos se sintetizan por

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Este es un proceso industrial que ocurre a traveacutes de

radicales libres y que involucra al radical NO2

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

64

NHPI = N-hidroxiftalimida

Cuando se hace reaccionar al nitrito de sodio (el cual

actuacutea como un nucleoacutefilo ambivalente a traveacutes del O o

del N como nucleoacutefilos) se obtienen dos productos un

nitro compuesto o bien un eacutester nitrito

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

El uso de nitrito de plata produce uacutenicamente el

nitro compuesto

El AgNO2 es insoluble en eacuteter por lo que se evitan reacciones laterales

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

AgNO2

Et2O

N

O

O

80

Br +

0 a 25 Co

AgNO2

Et2O

Cl +

0 a 25 Co

AgNO2

Et2O

N

O

O

82

I +

0 a 25 Co

NO HAY REACCIOacuteN

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

El uso de los aniones enolato de compuestos con

metilenos activos forman un producto muy estable

debido a la formacioacuten de un quelato con el contraion

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Los nitro compuestos se pueden obtener por

medio de la oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de oximas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitro compuestos aromaacuteticos

Estos son sintetizados por medio de la reaccioacuten de

sustitucioacuten electrofiacutelica aromaacutetica (SEA) con iones NO2+

como electroacutefilos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

(mezcla sulfoniacutetrica)

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLA USADA PARA LLEVAR A CABO LA NITRACIOacuteN SOBRE

ANILLOS DISUSTITUIacuteDOS O TRISUSTITUIacuteDOS

(10 DE SO3)(95 A 100 )

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH

(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

Condiciones maacutes suaves

El grupo controla

la regioquiacutemica

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMAS

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMA

iquestCoacutemo se podriacutean obtener

los 3 isoacutemeros del

cloronitrobenceno

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

AacuteCIDO-BASE

Formacioacuten de Aniones

Las bases conjugadas se forman con facilidad

cuando se tratan con una base fuerte Dichos

aniones se encuentran estabilizados por

resonancia (aniones nitronato)

MeNO2 pKa = 102

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

H2O pKa = 140

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reaccioacuten de Henry

Esta es una reaccioacuten anaacuteloga a la reaccioacuten Aldoacutelica

Henry L Compt Rend 1895 120 1265

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 9: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

Efecto -R

El grupo -NO2 en el nitrobenceno hace sentir su efecto por resonancia ndashR en las posiciones orto y para a traveacutes de los enlaces π Tambieacuten opera el efecto ndashI pero este es menos obvio

Efecto -I

Debido al efecto inductivo -I en el enlace σ los valores

de pKa de los aacutecidos carboxiacutelicos conteniendo al grupo

nitro se ven afectados

Propiedades fiacutesicas

Al comparar a los nitrocompuestos con otros

compuestos aromaacuteticos que tengan el mismo peso

molecular se observa eg un incremento en el

punto de ebullicioacuten fuera de proporcioacuten

Propiedades fiacutesicas

SUMA DE VECTORES

SE ANULAN LIGERAMENTE LOS

VECTORES

SE ANULAN LOS VECTORES

SIN EMBARGO LA MOLEacuteCULA

ES POLAR

Punto de ebullicioacuten

CAacuteLCULOS SPARTAN

CELDA

UNITARIA

ESTRUCTURA CRISTALINA

Punto de fusioacuten

Los nitrocompuestos son insolubles en agua a

menos que contengan dentro de su estructura un

grupo que interaccione con ella

Propiedades fiacutesicas Solubilidad

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Los nitro compuestos alifaacuteticos se sintetizan por

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Este es un proceso industrial que ocurre a traveacutes de

radicales libres y que involucra al radical NO2

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

64

NHPI = N-hidroxiftalimida

Cuando se hace reaccionar al nitrito de sodio (el cual

actuacutea como un nucleoacutefilo ambivalente a traveacutes del O o

del N como nucleoacutefilos) se obtienen dos productos un

nitro compuesto o bien un eacutester nitrito

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

El uso de nitrito de plata produce uacutenicamente el

nitro compuesto

El AgNO2 es insoluble en eacuteter por lo que se evitan reacciones laterales

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

AgNO2

Et2O

N

O

O

80

Br +

0 a 25 Co

AgNO2

Et2O

Cl +

0 a 25 Co

AgNO2

Et2O

N

O

O

82

I +

0 a 25 Co

NO HAY REACCIOacuteN

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

El uso de los aniones enolato de compuestos con

metilenos activos forman un producto muy estable

debido a la formacioacuten de un quelato con el contraion

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Los nitro compuestos se pueden obtener por

medio de la oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de oximas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitro compuestos aromaacuteticos

Estos son sintetizados por medio de la reaccioacuten de

sustitucioacuten electrofiacutelica aromaacutetica (SEA) con iones NO2+

como electroacutefilos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

(mezcla sulfoniacutetrica)

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLA USADA PARA LLEVAR A CABO LA NITRACIOacuteN SOBRE

ANILLOS DISUSTITUIacuteDOS O TRISUSTITUIacuteDOS

(10 DE SO3)(95 A 100 )

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH

(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

Condiciones maacutes suaves

El grupo controla

la regioquiacutemica

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMAS

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMA

iquestCoacutemo se podriacutean obtener

los 3 isoacutemeros del

cloronitrobenceno

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

AacuteCIDO-BASE

Formacioacuten de Aniones

Las bases conjugadas se forman con facilidad

cuando se tratan con una base fuerte Dichos

aniones se encuentran estabilizados por

resonancia (aniones nitronato)

MeNO2 pKa = 102

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

H2O pKa = 140

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reaccioacuten de Henry

Esta es una reaccioacuten anaacuteloga a la reaccioacuten Aldoacutelica

Henry L Compt Rend 1895 120 1265

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 10: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

Efecto -I

Debido al efecto inductivo -I en el enlace σ los valores

de pKa de los aacutecidos carboxiacutelicos conteniendo al grupo

nitro se ven afectados

Propiedades fiacutesicas

Al comparar a los nitrocompuestos con otros

compuestos aromaacuteticos que tengan el mismo peso

molecular se observa eg un incremento en el

punto de ebullicioacuten fuera de proporcioacuten

Propiedades fiacutesicas

SUMA DE VECTORES

SE ANULAN LIGERAMENTE LOS

VECTORES

SE ANULAN LOS VECTORES

SIN EMBARGO LA MOLEacuteCULA

ES POLAR

Punto de ebullicioacuten

CAacuteLCULOS SPARTAN

CELDA

UNITARIA

ESTRUCTURA CRISTALINA

Punto de fusioacuten

Los nitrocompuestos son insolubles en agua a

menos que contengan dentro de su estructura un

grupo que interaccione con ella

Propiedades fiacutesicas Solubilidad

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Los nitro compuestos alifaacuteticos se sintetizan por

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Este es un proceso industrial que ocurre a traveacutes de

radicales libres y que involucra al radical NO2

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

64

NHPI = N-hidroxiftalimida

Cuando se hace reaccionar al nitrito de sodio (el cual

actuacutea como un nucleoacutefilo ambivalente a traveacutes del O o

del N como nucleoacutefilos) se obtienen dos productos un

nitro compuesto o bien un eacutester nitrito

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

El uso de nitrito de plata produce uacutenicamente el

nitro compuesto

El AgNO2 es insoluble en eacuteter por lo que se evitan reacciones laterales

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

AgNO2

Et2O

N

O

O

80

Br +

0 a 25 Co

AgNO2

Et2O

Cl +

0 a 25 Co

AgNO2

Et2O

N

O

O

82

I +

0 a 25 Co

NO HAY REACCIOacuteN

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

El uso de los aniones enolato de compuestos con

metilenos activos forman un producto muy estable

debido a la formacioacuten de un quelato con el contraion

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Los nitro compuestos se pueden obtener por

medio de la oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de oximas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitro compuestos aromaacuteticos

Estos son sintetizados por medio de la reaccioacuten de

sustitucioacuten electrofiacutelica aromaacutetica (SEA) con iones NO2+

como electroacutefilos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

(mezcla sulfoniacutetrica)

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLA USADA PARA LLEVAR A CABO LA NITRACIOacuteN SOBRE

ANILLOS DISUSTITUIacuteDOS O TRISUSTITUIacuteDOS

(10 DE SO3)(95 A 100 )

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH

(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

Condiciones maacutes suaves

El grupo controla

la regioquiacutemica

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMAS

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMA

iquestCoacutemo se podriacutean obtener

los 3 isoacutemeros del

cloronitrobenceno

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

AacuteCIDO-BASE

Formacioacuten de Aniones

Las bases conjugadas se forman con facilidad

cuando se tratan con una base fuerte Dichos

aniones se encuentran estabilizados por

resonancia (aniones nitronato)

MeNO2 pKa = 102

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

H2O pKa = 140

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reaccioacuten de Henry

Esta es una reaccioacuten anaacuteloga a la reaccioacuten Aldoacutelica

Henry L Compt Rend 1895 120 1265

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 11: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

Propiedades fiacutesicas

Al comparar a los nitrocompuestos con otros

compuestos aromaacuteticos que tengan el mismo peso

molecular se observa eg un incremento en el

punto de ebullicioacuten fuera de proporcioacuten

Propiedades fiacutesicas

SUMA DE VECTORES

SE ANULAN LIGERAMENTE LOS

VECTORES

SE ANULAN LOS VECTORES

SIN EMBARGO LA MOLEacuteCULA

ES POLAR

Punto de ebullicioacuten

CAacuteLCULOS SPARTAN

CELDA

UNITARIA

ESTRUCTURA CRISTALINA

Punto de fusioacuten

Los nitrocompuestos son insolubles en agua a

menos que contengan dentro de su estructura un

grupo que interaccione con ella

Propiedades fiacutesicas Solubilidad

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Los nitro compuestos alifaacuteticos se sintetizan por

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Este es un proceso industrial que ocurre a traveacutes de

radicales libres y que involucra al radical NO2

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

64

NHPI = N-hidroxiftalimida

Cuando se hace reaccionar al nitrito de sodio (el cual

actuacutea como un nucleoacutefilo ambivalente a traveacutes del O o

del N como nucleoacutefilos) se obtienen dos productos un

nitro compuesto o bien un eacutester nitrito

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

El uso de nitrito de plata produce uacutenicamente el

nitro compuesto

El AgNO2 es insoluble en eacuteter por lo que se evitan reacciones laterales

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

AgNO2

Et2O

N

O

O

80

Br +

0 a 25 Co

AgNO2

Et2O

Cl +

0 a 25 Co

AgNO2

Et2O

N

O

O

82

I +

0 a 25 Co

NO HAY REACCIOacuteN

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

El uso de los aniones enolato de compuestos con

metilenos activos forman un producto muy estable

debido a la formacioacuten de un quelato con el contraion

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Los nitro compuestos se pueden obtener por

medio de la oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de oximas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitro compuestos aromaacuteticos

Estos son sintetizados por medio de la reaccioacuten de

sustitucioacuten electrofiacutelica aromaacutetica (SEA) con iones NO2+

como electroacutefilos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

(mezcla sulfoniacutetrica)

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLA USADA PARA LLEVAR A CABO LA NITRACIOacuteN SOBRE

ANILLOS DISUSTITUIacuteDOS O TRISUSTITUIacuteDOS

(10 DE SO3)(95 A 100 )

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH

(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

Condiciones maacutes suaves

El grupo controla

la regioquiacutemica

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMAS

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMA

iquestCoacutemo se podriacutean obtener

los 3 isoacutemeros del

cloronitrobenceno

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

AacuteCIDO-BASE

Formacioacuten de Aniones

Las bases conjugadas se forman con facilidad

cuando se tratan con una base fuerte Dichos

aniones se encuentran estabilizados por

resonancia (aniones nitronato)

MeNO2 pKa = 102

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

H2O pKa = 140

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reaccioacuten de Henry

Esta es una reaccioacuten anaacuteloga a la reaccioacuten Aldoacutelica

Henry L Compt Rend 1895 120 1265

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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Propiedades fiacutesicas

SUMA DE VECTORES

SE ANULAN LIGERAMENTE LOS

VECTORES

SE ANULAN LOS VECTORES

SIN EMBARGO LA MOLEacuteCULA

ES POLAR

Punto de ebullicioacuten

CAacuteLCULOS SPARTAN

CELDA

UNITARIA

ESTRUCTURA CRISTALINA

Punto de fusioacuten

Los nitrocompuestos son insolubles en agua a

menos que contengan dentro de su estructura un

grupo que interaccione con ella

Propiedades fiacutesicas Solubilidad

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Los nitro compuestos alifaacuteticos se sintetizan por

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Este es un proceso industrial que ocurre a traveacutes de

radicales libres y que involucra al radical NO2

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

64

NHPI = N-hidroxiftalimida

Cuando se hace reaccionar al nitrito de sodio (el cual

actuacutea como un nucleoacutefilo ambivalente a traveacutes del O o

del N como nucleoacutefilos) se obtienen dos productos un

nitro compuesto o bien un eacutester nitrito

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

El uso de nitrito de plata produce uacutenicamente el

nitro compuesto

El AgNO2 es insoluble en eacuteter por lo que se evitan reacciones laterales

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

AgNO2

Et2O

N

O

O

80

Br +

0 a 25 Co

AgNO2

Et2O

Cl +

0 a 25 Co

AgNO2

Et2O

N

O

O

82

I +

0 a 25 Co

NO HAY REACCIOacuteN

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

El uso de los aniones enolato de compuestos con

metilenos activos forman un producto muy estable

debido a la formacioacuten de un quelato con el contraion

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Los nitro compuestos se pueden obtener por

medio de la oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de oximas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitro compuestos aromaacuteticos

Estos son sintetizados por medio de la reaccioacuten de

sustitucioacuten electrofiacutelica aromaacutetica (SEA) con iones NO2+

como electroacutefilos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

(mezcla sulfoniacutetrica)

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLA USADA PARA LLEVAR A CABO LA NITRACIOacuteN SOBRE

ANILLOS DISUSTITUIacuteDOS O TRISUSTITUIacuteDOS

(10 DE SO3)(95 A 100 )

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH

(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

Condiciones maacutes suaves

El grupo controla

la regioquiacutemica

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMAS

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMA

iquestCoacutemo se podriacutean obtener

los 3 isoacutemeros del

cloronitrobenceno

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

AacuteCIDO-BASE

Formacioacuten de Aniones

Las bases conjugadas se forman con facilidad

cuando se tratan con una base fuerte Dichos

aniones se encuentran estabilizados por

resonancia (aniones nitronato)

MeNO2 pKa = 102

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

H2O pKa = 140

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reaccioacuten de Henry

Esta es una reaccioacuten anaacuteloga a la reaccioacuten Aldoacutelica

Henry L Compt Rend 1895 120 1265

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 13: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

SUMA DE VECTORES

SE ANULAN LIGERAMENTE LOS

VECTORES

SE ANULAN LOS VECTORES

SIN EMBARGO LA MOLEacuteCULA

ES POLAR

Punto de ebullicioacuten

CAacuteLCULOS SPARTAN

CELDA

UNITARIA

ESTRUCTURA CRISTALINA

Punto de fusioacuten

Los nitrocompuestos son insolubles en agua a

menos que contengan dentro de su estructura un

grupo que interaccione con ella

Propiedades fiacutesicas Solubilidad

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Los nitro compuestos alifaacuteticos se sintetizan por

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Este es un proceso industrial que ocurre a traveacutes de

radicales libres y que involucra al radical NO2

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

64

NHPI = N-hidroxiftalimida

Cuando se hace reaccionar al nitrito de sodio (el cual

actuacutea como un nucleoacutefilo ambivalente a traveacutes del O o

del N como nucleoacutefilos) se obtienen dos productos un

nitro compuesto o bien un eacutester nitrito

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

El uso de nitrito de plata produce uacutenicamente el

nitro compuesto

El AgNO2 es insoluble en eacuteter por lo que se evitan reacciones laterales

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

AgNO2

Et2O

N

O

O

80

Br +

0 a 25 Co

AgNO2

Et2O

Cl +

0 a 25 Co

AgNO2

Et2O

N

O

O

82

I +

0 a 25 Co

NO HAY REACCIOacuteN

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

El uso de los aniones enolato de compuestos con

metilenos activos forman un producto muy estable

debido a la formacioacuten de un quelato con el contraion

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Los nitro compuestos se pueden obtener por

medio de la oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de oximas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitro compuestos aromaacuteticos

Estos son sintetizados por medio de la reaccioacuten de

sustitucioacuten electrofiacutelica aromaacutetica (SEA) con iones NO2+

como electroacutefilos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

(mezcla sulfoniacutetrica)

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLA USADA PARA LLEVAR A CABO LA NITRACIOacuteN SOBRE

ANILLOS DISUSTITUIacuteDOS O TRISUSTITUIacuteDOS

(10 DE SO3)(95 A 100 )

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH

(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

Condiciones maacutes suaves

El grupo controla

la regioquiacutemica

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMAS

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMA

iquestCoacutemo se podriacutean obtener

los 3 isoacutemeros del

cloronitrobenceno

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

AacuteCIDO-BASE

Formacioacuten de Aniones

Las bases conjugadas se forman con facilidad

cuando se tratan con una base fuerte Dichos

aniones se encuentran estabilizados por

resonancia (aniones nitronato)

MeNO2 pKa = 102

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

H2O pKa = 140

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reaccioacuten de Henry

Esta es una reaccioacuten anaacuteloga a la reaccioacuten Aldoacutelica

Henry L Compt Rend 1895 120 1265

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 14: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

CAacuteLCULOS SPARTAN

CELDA

UNITARIA

ESTRUCTURA CRISTALINA

Punto de fusioacuten

Los nitrocompuestos son insolubles en agua a

menos que contengan dentro de su estructura un

grupo que interaccione con ella

Propiedades fiacutesicas Solubilidad

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Los nitro compuestos alifaacuteticos se sintetizan por

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Este es un proceso industrial que ocurre a traveacutes de

radicales libres y que involucra al radical NO2

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

64

NHPI = N-hidroxiftalimida

Cuando se hace reaccionar al nitrito de sodio (el cual

actuacutea como un nucleoacutefilo ambivalente a traveacutes del O o

del N como nucleoacutefilos) se obtienen dos productos un

nitro compuesto o bien un eacutester nitrito

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

El uso de nitrito de plata produce uacutenicamente el

nitro compuesto

El AgNO2 es insoluble en eacuteter por lo que se evitan reacciones laterales

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

AgNO2

Et2O

N

O

O

80

Br +

0 a 25 Co

AgNO2

Et2O

Cl +

0 a 25 Co

AgNO2

Et2O

N

O

O

82

I +

0 a 25 Co

NO HAY REACCIOacuteN

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

El uso de los aniones enolato de compuestos con

metilenos activos forman un producto muy estable

debido a la formacioacuten de un quelato con el contraion

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Los nitro compuestos se pueden obtener por

medio de la oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de oximas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitro compuestos aromaacuteticos

Estos son sintetizados por medio de la reaccioacuten de

sustitucioacuten electrofiacutelica aromaacutetica (SEA) con iones NO2+

como electroacutefilos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

(mezcla sulfoniacutetrica)

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLA USADA PARA LLEVAR A CABO LA NITRACIOacuteN SOBRE

ANILLOS DISUSTITUIacuteDOS O TRISUSTITUIacuteDOS

(10 DE SO3)(95 A 100 )

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH

(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

Condiciones maacutes suaves

El grupo controla

la regioquiacutemica

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMAS

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMA

iquestCoacutemo se podriacutean obtener

los 3 isoacutemeros del

cloronitrobenceno

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

AacuteCIDO-BASE

Formacioacuten de Aniones

Las bases conjugadas se forman con facilidad

cuando se tratan con una base fuerte Dichos

aniones se encuentran estabilizados por

resonancia (aniones nitronato)

MeNO2 pKa = 102

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

H2O pKa = 140

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reaccioacuten de Henry

Esta es una reaccioacuten anaacuteloga a la reaccioacuten Aldoacutelica

Henry L Compt Rend 1895 120 1265

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 15: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

CELDA

UNITARIA

ESTRUCTURA CRISTALINA

Punto de fusioacuten

Los nitrocompuestos son insolubles en agua a

menos que contengan dentro de su estructura un

grupo que interaccione con ella

Propiedades fiacutesicas Solubilidad

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Los nitro compuestos alifaacuteticos se sintetizan por

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Este es un proceso industrial que ocurre a traveacutes de

radicales libres y que involucra al radical NO2

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

64

NHPI = N-hidroxiftalimida

Cuando se hace reaccionar al nitrito de sodio (el cual

actuacutea como un nucleoacutefilo ambivalente a traveacutes del O o

del N como nucleoacutefilos) se obtienen dos productos un

nitro compuesto o bien un eacutester nitrito

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

El uso de nitrito de plata produce uacutenicamente el

nitro compuesto

El AgNO2 es insoluble en eacuteter por lo que se evitan reacciones laterales

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

AgNO2

Et2O

N

O

O

80

Br +

0 a 25 Co

AgNO2

Et2O

Cl +

0 a 25 Co

AgNO2

Et2O

N

O

O

82

I +

0 a 25 Co

NO HAY REACCIOacuteN

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

El uso de los aniones enolato de compuestos con

metilenos activos forman un producto muy estable

debido a la formacioacuten de un quelato con el contraion

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Los nitro compuestos se pueden obtener por

medio de la oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de oximas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitro compuestos aromaacuteticos

Estos son sintetizados por medio de la reaccioacuten de

sustitucioacuten electrofiacutelica aromaacutetica (SEA) con iones NO2+

como electroacutefilos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

(mezcla sulfoniacutetrica)

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLA USADA PARA LLEVAR A CABO LA NITRACIOacuteN SOBRE

ANILLOS DISUSTITUIacuteDOS O TRISUSTITUIacuteDOS

(10 DE SO3)(95 A 100 )

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH

(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

Condiciones maacutes suaves

El grupo controla

la regioquiacutemica

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMAS

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMA

iquestCoacutemo se podriacutean obtener

los 3 isoacutemeros del

cloronitrobenceno

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

AacuteCIDO-BASE

Formacioacuten de Aniones

Las bases conjugadas se forman con facilidad

cuando se tratan con una base fuerte Dichos

aniones se encuentran estabilizados por

resonancia (aniones nitronato)

MeNO2 pKa = 102

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

H2O pKa = 140

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reaccioacuten de Henry

Esta es una reaccioacuten anaacuteloga a la reaccioacuten Aldoacutelica

Henry L Compt Rend 1895 120 1265

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 16: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

Los nitrocompuestos son insolubles en agua a

menos que contengan dentro de su estructura un

grupo que interaccione con ella

Propiedades fiacutesicas Solubilidad

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Los nitro compuestos alifaacuteticos se sintetizan por

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Este es un proceso industrial que ocurre a traveacutes de

radicales libres y que involucra al radical NO2

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

64

NHPI = N-hidroxiftalimida

Cuando se hace reaccionar al nitrito de sodio (el cual

actuacutea como un nucleoacutefilo ambivalente a traveacutes del O o

del N como nucleoacutefilos) se obtienen dos productos un

nitro compuesto o bien un eacutester nitrito

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

El uso de nitrito de plata produce uacutenicamente el

nitro compuesto

El AgNO2 es insoluble en eacuteter por lo que se evitan reacciones laterales

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

AgNO2

Et2O

N

O

O

80

Br +

0 a 25 Co

AgNO2

Et2O

Cl +

0 a 25 Co

AgNO2

Et2O

N

O

O

82

I +

0 a 25 Co

NO HAY REACCIOacuteN

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

El uso de los aniones enolato de compuestos con

metilenos activos forman un producto muy estable

debido a la formacioacuten de un quelato con el contraion

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Los nitro compuestos se pueden obtener por

medio de la oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de oximas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitro compuestos aromaacuteticos

Estos son sintetizados por medio de la reaccioacuten de

sustitucioacuten electrofiacutelica aromaacutetica (SEA) con iones NO2+

como electroacutefilos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

(mezcla sulfoniacutetrica)

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLA USADA PARA LLEVAR A CABO LA NITRACIOacuteN SOBRE

ANILLOS DISUSTITUIacuteDOS O TRISUSTITUIacuteDOS

(10 DE SO3)(95 A 100 )

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH

(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

Condiciones maacutes suaves

El grupo controla

la regioquiacutemica

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMAS

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMA

iquestCoacutemo se podriacutean obtener

los 3 isoacutemeros del

cloronitrobenceno

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

AacuteCIDO-BASE

Formacioacuten de Aniones

Las bases conjugadas se forman con facilidad

cuando se tratan con una base fuerte Dichos

aniones se encuentran estabilizados por

resonancia (aniones nitronato)

MeNO2 pKa = 102

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

H2O pKa = 140

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reaccioacuten de Henry

Esta es una reaccioacuten anaacuteloga a la reaccioacuten Aldoacutelica

Henry L Compt Rend 1895 120 1265

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Los nitro compuestos alifaacuteticos se sintetizan por

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Este es un proceso industrial que ocurre a traveacutes de

radicales libres y que involucra al radical NO2

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

64

NHPI = N-hidroxiftalimida

Cuando se hace reaccionar al nitrito de sodio (el cual

actuacutea como un nucleoacutefilo ambivalente a traveacutes del O o

del N como nucleoacutefilos) se obtienen dos productos un

nitro compuesto o bien un eacutester nitrito

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

El uso de nitrito de plata produce uacutenicamente el

nitro compuesto

El AgNO2 es insoluble en eacuteter por lo que se evitan reacciones laterales

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

AgNO2

Et2O

N

O

O

80

Br +

0 a 25 Co

AgNO2

Et2O

Cl +

0 a 25 Co

AgNO2

Et2O

N

O

O

82

I +

0 a 25 Co

NO HAY REACCIOacuteN

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

El uso de los aniones enolato de compuestos con

metilenos activos forman un producto muy estable

debido a la formacioacuten de un quelato con el contraion

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Los nitro compuestos se pueden obtener por

medio de la oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de oximas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitro compuestos aromaacuteticos

Estos son sintetizados por medio de la reaccioacuten de

sustitucioacuten electrofiacutelica aromaacutetica (SEA) con iones NO2+

como electroacutefilos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

(mezcla sulfoniacutetrica)

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLA USADA PARA LLEVAR A CABO LA NITRACIOacuteN SOBRE

ANILLOS DISUSTITUIacuteDOS O TRISUSTITUIacuteDOS

(10 DE SO3)(95 A 100 )

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH

(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

Condiciones maacutes suaves

El grupo controla

la regioquiacutemica

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMAS

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMA

iquestCoacutemo se podriacutean obtener

los 3 isoacutemeros del

cloronitrobenceno

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

AacuteCIDO-BASE

Formacioacuten de Aniones

Las bases conjugadas se forman con facilidad

cuando se tratan con una base fuerte Dichos

aniones se encuentran estabilizados por

resonancia (aniones nitronato)

MeNO2 pKa = 102

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

H2O pKa = 140

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reaccioacuten de Henry

Esta es una reaccioacuten anaacuteloga a la reaccioacuten Aldoacutelica

Henry L Compt Rend 1895 120 1265

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 18: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Este es un proceso industrial que ocurre a traveacutes de

radicales libres y que involucra al radical NO2

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

64

NHPI = N-hidroxiftalimida

Cuando se hace reaccionar al nitrito de sodio (el cual

actuacutea como un nucleoacutefilo ambivalente a traveacutes del O o

del N como nucleoacutefilos) se obtienen dos productos un

nitro compuesto o bien un eacutester nitrito

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

El uso de nitrito de plata produce uacutenicamente el

nitro compuesto

El AgNO2 es insoluble en eacuteter por lo que se evitan reacciones laterales

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

AgNO2

Et2O

N

O

O

80

Br +

0 a 25 Co

AgNO2

Et2O

Cl +

0 a 25 Co

AgNO2

Et2O

N

O

O

82

I +

0 a 25 Co

NO HAY REACCIOacuteN

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

El uso de los aniones enolato de compuestos con

metilenos activos forman un producto muy estable

debido a la formacioacuten de un quelato con el contraion

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Los nitro compuestos se pueden obtener por

medio de la oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de oximas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitro compuestos aromaacuteticos

Estos son sintetizados por medio de la reaccioacuten de

sustitucioacuten electrofiacutelica aromaacutetica (SEA) con iones NO2+

como electroacutefilos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

(mezcla sulfoniacutetrica)

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLA USADA PARA LLEVAR A CABO LA NITRACIOacuteN SOBRE

ANILLOS DISUSTITUIacuteDOS O TRISUSTITUIacuteDOS

(10 DE SO3)(95 A 100 )

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH

(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

Condiciones maacutes suaves

El grupo controla

la regioquiacutemica

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMAS

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMA

iquestCoacutemo se podriacutean obtener

los 3 isoacutemeros del

cloronitrobenceno

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

AacuteCIDO-BASE

Formacioacuten de Aniones

Las bases conjugadas se forman con facilidad

cuando se tratan con una base fuerte Dichos

aniones se encuentran estabilizados por

resonancia (aniones nitronato)

MeNO2 pKa = 102

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

H2O pKa = 140

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reaccioacuten de Henry

Esta es una reaccioacuten anaacuteloga a la reaccioacuten Aldoacutelica

Henry L Compt Rend 1895 120 1265

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 19: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitracioacuten en fase gaseosa de alcanos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

64

NHPI = N-hidroxiftalimida

Cuando se hace reaccionar al nitrito de sodio (el cual

actuacutea como un nucleoacutefilo ambivalente a traveacutes del O o

del N como nucleoacutefilos) se obtienen dos productos un

nitro compuesto o bien un eacutester nitrito

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

El uso de nitrito de plata produce uacutenicamente el

nitro compuesto

El AgNO2 es insoluble en eacuteter por lo que se evitan reacciones laterales

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

AgNO2

Et2O

N

O

O

80

Br +

0 a 25 Co

AgNO2

Et2O

Cl +

0 a 25 Co

AgNO2

Et2O

N

O

O

82

I +

0 a 25 Co

NO HAY REACCIOacuteN

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

El uso de los aniones enolato de compuestos con

metilenos activos forman un producto muy estable

debido a la formacioacuten de un quelato con el contraion

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Los nitro compuestos se pueden obtener por

medio de la oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de oximas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitro compuestos aromaacuteticos

Estos son sintetizados por medio de la reaccioacuten de

sustitucioacuten electrofiacutelica aromaacutetica (SEA) con iones NO2+

como electroacutefilos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

(mezcla sulfoniacutetrica)

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLA USADA PARA LLEVAR A CABO LA NITRACIOacuteN SOBRE

ANILLOS DISUSTITUIacuteDOS O TRISUSTITUIacuteDOS

(10 DE SO3)(95 A 100 )

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH

(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

Condiciones maacutes suaves

El grupo controla

la regioquiacutemica

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMAS

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMA

iquestCoacutemo se podriacutean obtener

los 3 isoacutemeros del

cloronitrobenceno

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

AacuteCIDO-BASE

Formacioacuten de Aniones

Las bases conjugadas se forman con facilidad

cuando se tratan con una base fuerte Dichos

aniones se encuentran estabilizados por

resonancia (aniones nitronato)

MeNO2 pKa = 102

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

H2O pKa = 140

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reaccioacuten de Henry

Esta es una reaccioacuten anaacuteloga a la reaccioacuten Aldoacutelica

Henry L Compt Rend 1895 120 1265

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

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O H+

O H

SS

S

S S

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SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 20: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

64

NHPI = N-hidroxiftalimida

Cuando se hace reaccionar al nitrito de sodio (el cual

actuacutea como un nucleoacutefilo ambivalente a traveacutes del O o

del N como nucleoacutefilos) se obtienen dos productos un

nitro compuesto o bien un eacutester nitrito

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

El uso de nitrito de plata produce uacutenicamente el

nitro compuesto

El AgNO2 es insoluble en eacuteter por lo que se evitan reacciones laterales

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

AgNO2

Et2O

N

O

O

80

Br +

0 a 25 Co

AgNO2

Et2O

Cl +

0 a 25 Co

AgNO2

Et2O

N

O

O

82

I +

0 a 25 Co

NO HAY REACCIOacuteN

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

El uso de los aniones enolato de compuestos con

metilenos activos forman un producto muy estable

debido a la formacioacuten de un quelato con el contraion

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Los nitro compuestos se pueden obtener por

medio de la oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de oximas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitro compuestos aromaacuteticos

Estos son sintetizados por medio de la reaccioacuten de

sustitucioacuten electrofiacutelica aromaacutetica (SEA) con iones NO2+

como electroacutefilos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

(mezcla sulfoniacutetrica)

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLA USADA PARA LLEVAR A CABO LA NITRACIOacuteN SOBRE

ANILLOS DISUSTITUIacuteDOS O TRISUSTITUIacuteDOS

(10 DE SO3)(95 A 100 )

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH

(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

Condiciones maacutes suaves

El grupo controla

la regioquiacutemica

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMAS

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMA

iquestCoacutemo se podriacutean obtener

los 3 isoacutemeros del

cloronitrobenceno

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

AacuteCIDO-BASE

Formacioacuten de Aniones

Las bases conjugadas se forman con facilidad

cuando se tratan con una base fuerte Dichos

aniones se encuentran estabilizados por

resonancia (aniones nitronato)

MeNO2 pKa = 102

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

H2O pKa = 140

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reaccioacuten de Henry

Esta es una reaccioacuten anaacuteloga a la reaccioacuten Aldoacutelica

Henry L Compt Rend 1895 120 1265

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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64

NHPI = N-hidroxiftalimida

Cuando se hace reaccionar al nitrito de sodio (el cual

actuacutea como un nucleoacutefilo ambivalente a traveacutes del O o

del N como nucleoacutefilos) se obtienen dos productos un

nitro compuesto o bien un eacutester nitrito

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

El uso de nitrito de plata produce uacutenicamente el

nitro compuesto

El AgNO2 es insoluble en eacuteter por lo que se evitan reacciones laterales

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

AgNO2

Et2O

N

O

O

80

Br +

0 a 25 Co

AgNO2

Et2O

Cl +

0 a 25 Co

AgNO2

Et2O

N

O

O

82

I +

0 a 25 Co

NO HAY REACCIOacuteN

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

El uso de los aniones enolato de compuestos con

metilenos activos forman un producto muy estable

debido a la formacioacuten de un quelato con el contraion

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Los nitro compuestos se pueden obtener por

medio de la oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de oximas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitro compuestos aromaacuteticos

Estos son sintetizados por medio de la reaccioacuten de

sustitucioacuten electrofiacutelica aromaacutetica (SEA) con iones NO2+

como electroacutefilos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

(mezcla sulfoniacutetrica)

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLA USADA PARA LLEVAR A CABO LA NITRACIOacuteN SOBRE

ANILLOS DISUSTITUIacuteDOS O TRISUSTITUIacuteDOS

(10 DE SO3)(95 A 100 )

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH

(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

Condiciones maacutes suaves

El grupo controla

la regioquiacutemica

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMAS

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMA

iquestCoacutemo se podriacutean obtener

los 3 isoacutemeros del

cloronitrobenceno

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

AacuteCIDO-BASE

Formacioacuten de Aniones

Las bases conjugadas se forman con facilidad

cuando se tratan con una base fuerte Dichos

aniones se encuentran estabilizados por

resonancia (aniones nitronato)

MeNO2 pKa = 102

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

H2O pKa = 140

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reaccioacuten de Henry

Esta es una reaccioacuten anaacuteloga a la reaccioacuten Aldoacutelica

Henry L Compt Rend 1895 120 1265

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 22: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

Cuando se hace reaccionar al nitrito de sodio (el cual

actuacutea como un nucleoacutefilo ambivalente a traveacutes del O o

del N como nucleoacutefilos) se obtienen dos productos un

nitro compuesto o bien un eacutester nitrito

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

El uso de nitrito de plata produce uacutenicamente el

nitro compuesto

El AgNO2 es insoluble en eacuteter por lo que se evitan reacciones laterales

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

AgNO2

Et2O

N

O

O

80

Br +

0 a 25 Co

AgNO2

Et2O

Cl +

0 a 25 Co

AgNO2

Et2O

N

O

O

82

I +

0 a 25 Co

NO HAY REACCIOacuteN

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

El uso de los aniones enolato de compuestos con

metilenos activos forman un producto muy estable

debido a la formacioacuten de un quelato con el contraion

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Los nitro compuestos se pueden obtener por

medio de la oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de oximas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitro compuestos aromaacuteticos

Estos son sintetizados por medio de la reaccioacuten de

sustitucioacuten electrofiacutelica aromaacutetica (SEA) con iones NO2+

como electroacutefilos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

(mezcla sulfoniacutetrica)

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLA USADA PARA LLEVAR A CABO LA NITRACIOacuteN SOBRE

ANILLOS DISUSTITUIacuteDOS O TRISUSTITUIacuteDOS

(10 DE SO3)(95 A 100 )

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH

(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

Condiciones maacutes suaves

El grupo controla

la regioquiacutemica

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMAS

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMA

iquestCoacutemo se podriacutean obtener

los 3 isoacutemeros del

cloronitrobenceno

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

AacuteCIDO-BASE

Formacioacuten de Aniones

Las bases conjugadas se forman con facilidad

cuando se tratan con una base fuerte Dichos

aniones se encuentran estabilizados por

resonancia (aniones nitronato)

MeNO2 pKa = 102

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

H2O pKa = 140

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reaccioacuten de Henry

Esta es una reaccioacuten anaacuteloga a la reaccioacuten Aldoacutelica

Henry L Compt Rend 1895 120 1265

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 23: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

El uso de nitrito de plata produce uacutenicamente el

nitro compuesto

El AgNO2 es insoluble en eacuteter por lo que se evitan reacciones laterales

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

AgNO2

Et2O

N

O

O

80

Br +

0 a 25 Co

AgNO2

Et2O

Cl +

0 a 25 Co

AgNO2

Et2O

N

O

O

82

I +

0 a 25 Co

NO HAY REACCIOacuteN

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

El uso de los aniones enolato de compuestos con

metilenos activos forman un producto muy estable

debido a la formacioacuten de un quelato con el contraion

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Los nitro compuestos se pueden obtener por

medio de la oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de oximas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitro compuestos aromaacuteticos

Estos son sintetizados por medio de la reaccioacuten de

sustitucioacuten electrofiacutelica aromaacutetica (SEA) con iones NO2+

como electroacutefilos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

(mezcla sulfoniacutetrica)

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLA USADA PARA LLEVAR A CABO LA NITRACIOacuteN SOBRE

ANILLOS DISUSTITUIacuteDOS O TRISUSTITUIacuteDOS

(10 DE SO3)(95 A 100 )

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH

(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

Condiciones maacutes suaves

El grupo controla

la regioquiacutemica

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMAS

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMA

iquestCoacutemo se podriacutean obtener

los 3 isoacutemeros del

cloronitrobenceno

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

AacuteCIDO-BASE

Formacioacuten de Aniones

Las bases conjugadas se forman con facilidad

cuando se tratan con una base fuerte Dichos

aniones se encuentran estabilizados por

resonancia (aniones nitronato)

MeNO2 pKa = 102

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

H2O pKa = 140

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reaccioacuten de Henry

Esta es una reaccioacuten anaacuteloga a la reaccioacuten Aldoacutelica

Henry L Compt Rend 1895 120 1265

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 24: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

El uso de nitrito de plata produce uacutenicamente el

nitro compuesto

El AgNO2 es insoluble en eacuteter por lo que se evitan reacciones laterales

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

AgNO2

Et2O

N

O

O

80

Br +

0 a 25 Co

AgNO2

Et2O

Cl +

0 a 25 Co

AgNO2

Et2O

N

O

O

82

I +

0 a 25 Co

NO HAY REACCIOacuteN

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

El uso de los aniones enolato de compuestos con

metilenos activos forman un producto muy estable

debido a la formacioacuten de un quelato con el contraion

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Los nitro compuestos se pueden obtener por

medio de la oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de oximas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitro compuestos aromaacuteticos

Estos son sintetizados por medio de la reaccioacuten de

sustitucioacuten electrofiacutelica aromaacutetica (SEA) con iones NO2+

como electroacutefilos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

(mezcla sulfoniacutetrica)

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLA USADA PARA LLEVAR A CABO LA NITRACIOacuteN SOBRE

ANILLOS DISUSTITUIacuteDOS O TRISUSTITUIacuteDOS

(10 DE SO3)(95 A 100 )

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH

(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

Condiciones maacutes suaves

El grupo controla

la regioquiacutemica

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMAS

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMA

iquestCoacutemo se podriacutean obtener

los 3 isoacutemeros del

cloronitrobenceno

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

AacuteCIDO-BASE

Formacioacuten de Aniones

Las bases conjugadas se forman con facilidad

cuando se tratan con una base fuerte Dichos

aniones se encuentran estabilizados por

resonancia (aniones nitronato)

MeNO2 pKa = 102

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

H2O pKa = 140

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reaccioacuten de Henry

Esta es una reaccioacuten anaacuteloga a la reaccioacuten Aldoacutelica

Henry L Compt Rend 1895 120 1265

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 25: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

AgNO2

Et2O

N

O

O

80

Br +

0 a 25 Co

AgNO2

Et2O

Cl +

0 a 25 Co

AgNO2

Et2O

N

O

O

82

I +

0 a 25 Co

NO HAY REACCIOacuteN

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

El uso de los aniones enolato de compuestos con

metilenos activos forman un producto muy estable

debido a la formacioacuten de un quelato con el contraion

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Los nitro compuestos se pueden obtener por

medio de la oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de oximas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitro compuestos aromaacuteticos

Estos son sintetizados por medio de la reaccioacuten de

sustitucioacuten electrofiacutelica aromaacutetica (SEA) con iones NO2+

como electroacutefilos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

(mezcla sulfoniacutetrica)

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLA USADA PARA LLEVAR A CABO LA NITRACIOacuteN SOBRE

ANILLOS DISUSTITUIacuteDOS O TRISUSTITUIacuteDOS

(10 DE SO3)(95 A 100 )

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH

(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

Condiciones maacutes suaves

El grupo controla

la regioquiacutemica

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMAS

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMA

iquestCoacutemo se podriacutean obtener

los 3 isoacutemeros del

cloronitrobenceno

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

AacuteCIDO-BASE

Formacioacuten de Aniones

Las bases conjugadas se forman con facilidad

cuando se tratan con una base fuerte Dichos

aniones se encuentran estabilizados por

resonancia (aniones nitronato)

MeNO2 pKa = 102

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

H2O pKa = 140

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reaccioacuten de Henry

Esta es una reaccioacuten anaacuteloga a la reaccioacuten Aldoacutelica

Henry L Compt Rend 1895 120 1265

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 26: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

El uso de los aniones enolato de compuestos con

metilenos activos forman un producto muy estable

debido a la formacioacuten de un quelato con el contraion

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Los nitro compuestos se pueden obtener por

medio de la oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de oximas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitro compuestos aromaacuteticos

Estos son sintetizados por medio de la reaccioacuten de

sustitucioacuten electrofiacutelica aromaacutetica (SEA) con iones NO2+

como electroacutefilos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

(mezcla sulfoniacutetrica)

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLA USADA PARA LLEVAR A CABO LA NITRACIOacuteN SOBRE

ANILLOS DISUSTITUIacuteDOS O TRISUSTITUIacuteDOS

(10 DE SO3)(95 A 100 )

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH

(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

Condiciones maacutes suaves

El grupo controla

la regioquiacutemica

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMAS

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMA

iquestCoacutemo se podriacutean obtener

los 3 isoacutemeros del

cloronitrobenceno

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

AacuteCIDO-BASE

Formacioacuten de Aniones

Las bases conjugadas se forman con facilidad

cuando se tratan con una base fuerte Dichos

aniones se encuentran estabilizados por

resonancia (aniones nitronato)

MeNO2 pKa = 102

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

H2O pKa = 140

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reaccioacuten de Henry

Esta es una reaccioacuten anaacuteloga a la reaccioacuten Aldoacutelica

Henry L Compt Rend 1895 120 1265

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

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SS

S

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O

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NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 27: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

Reaccioacuten SN2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

El uso de los aniones enolato de compuestos con

metilenos activos forman un producto muy estable

debido a la formacioacuten de un quelato con el contraion

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Los nitro compuestos se pueden obtener por

medio de la oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de oximas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitro compuestos aromaacuteticos

Estos son sintetizados por medio de la reaccioacuten de

sustitucioacuten electrofiacutelica aromaacutetica (SEA) con iones NO2+

como electroacutefilos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

(mezcla sulfoniacutetrica)

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLA USADA PARA LLEVAR A CABO LA NITRACIOacuteN SOBRE

ANILLOS DISUSTITUIacuteDOS O TRISUSTITUIacuteDOS

(10 DE SO3)(95 A 100 )

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH

(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

Condiciones maacutes suaves

El grupo controla

la regioquiacutemica

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMAS

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMA

iquestCoacutemo se podriacutean obtener

los 3 isoacutemeros del

cloronitrobenceno

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

AacuteCIDO-BASE

Formacioacuten de Aniones

Las bases conjugadas se forman con facilidad

cuando se tratan con una base fuerte Dichos

aniones se encuentran estabilizados por

resonancia (aniones nitronato)

MeNO2 pKa = 102

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

H2O pKa = 140

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reaccioacuten de Henry

Esta es una reaccioacuten anaacuteloga a la reaccioacuten Aldoacutelica

Henry L Compt Rend 1895 120 1265

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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El uso de los aniones enolato de compuestos con

metilenos activos forman un producto muy estable

debido a la formacioacuten de un quelato con el contraion

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Los nitro compuestos se pueden obtener por

medio de la oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de oximas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitro compuestos aromaacuteticos

Estos son sintetizados por medio de la reaccioacuten de

sustitucioacuten electrofiacutelica aromaacutetica (SEA) con iones NO2+

como electroacutefilos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

(mezcla sulfoniacutetrica)

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLA USADA PARA LLEVAR A CABO LA NITRACIOacuteN SOBRE

ANILLOS DISUSTITUIacuteDOS O TRISUSTITUIacuteDOS

(10 DE SO3)(95 A 100 )

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH

(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

Condiciones maacutes suaves

El grupo controla

la regioquiacutemica

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMAS

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMA

iquestCoacutemo se podriacutean obtener

los 3 isoacutemeros del

cloronitrobenceno

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

AacuteCIDO-BASE

Formacioacuten de Aniones

Las bases conjugadas se forman con facilidad

cuando se tratan con una base fuerte Dichos

aniones se encuentran estabilizados por

resonancia (aniones nitronato)

MeNO2 pKa = 102

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

H2O pKa = 140

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reaccioacuten de Henry

Esta es una reaccioacuten anaacuteloga a la reaccioacuten Aldoacutelica

Henry L Compt Rend 1895 120 1265

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 29: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

Nitracioacuten electrofiacutelica de aniones enolato

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Los nitro compuestos se pueden obtener por

medio de la oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de oximas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitro compuestos aromaacuteticos

Estos son sintetizados por medio de la reaccioacuten de

sustitucioacuten electrofiacutelica aromaacutetica (SEA) con iones NO2+

como electroacutefilos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

(mezcla sulfoniacutetrica)

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLA USADA PARA LLEVAR A CABO LA NITRACIOacuteN SOBRE

ANILLOS DISUSTITUIacuteDOS O TRISUSTITUIacuteDOS

(10 DE SO3)(95 A 100 )

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH

(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

Condiciones maacutes suaves

El grupo controla

la regioquiacutemica

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMAS

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMA

iquestCoacutemo se podriacutean obtener

los 3 isoacutemeros del

cloronitrobenceno

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

AacuteCIDO-BASE

Formacioacuten de Aniones

Las bases conjugadas se forman con facilidad

cuando se tratan con una base fuerte Dichos

aniones se encuentran estabilizados por

resonancia (aniones nitronato)

MeNO2 pKa = 102

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

H2O pKa = 140

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reaccioacuten de Henry

Esta es una reaccioacuten anaacuteloga a la reaccioacuten Aldoacutelica

Henry L Compt Rend 1895 120 1265

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 30: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Los nitro compuestos se pueden obtener por

medio de la oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de oximas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitro compuestos aromaacuteticos

Estos son sintetizados por medio de la reaccioacuten de

sustitucioacuten electrofiacutelica aromaacutetica (SEA) con iones NO2+

como electroacutefilos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

(mezcla sulfoniacutetrica)

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLA USADA PARA LLEVAR A CABO LA NITRACIOacuteN SOBRE

ANILLOS DISUSTITUIacuteDOS O TRISUSTITUIacuteDOS

(10 DE SO3)(95 A 100 )

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH

(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

Condiciones maacutes suaves

El grupo controla

la regioquiacutemica

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMAS

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMA

iquestCoacutemo se podriacutean obtener

los 3 isoacutemeros del

cloronitrobenceno

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

AacuteCIDO-BASE

Formacioacuten de Aniones

Las bases conjugadas se forman con facilidad

cuando se tratan con una base fuerte Dichos

aniones se encuentran estabilizados por

resonancia (aniones nitronato)

MeNO2 pKa = 102

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

H2O pKa = 140

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reaccioacuten de Henry

Esta es una reaccioacuten anaacuteloga a la reaccioacuten Aldoacutelica

Henry L Compt Rend 1895 120 1265

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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Oxidacioacuten de aminas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Oxidacioacuten de oximas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitro compuestos aromaacuteticos

Estos son sintetizados por medio de la reaccioacuten de

sustitucioacuten electrofiacutelica aromaacutetica (SEA) con iones NO2+

como electroacutefilos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

(mezcla sulfoniacutetrica)

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLA USADA PARA LLEVAR A CABO LA NITRACIOacuteN SOBRE

ANILLOS DISUSTITUIacuteDOS O TRISUSTITUIacuteDOS

(10 DE SO3)(95 A 100 )

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH

(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

Condiciones maacutes suaves

El grupo controla

la regioquiacutemica

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMAS

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMA

iquestCoacutemo se podriacutean obtener

los 3 isoacutemeros del

cloronitrobenceno

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

AacuteCIDO-BASE

Formacioacuten de Aniones

Las bases conjugadas se forman con facilidad

cuando se tratan con una base fuerte Dichos

aniones se encuentran estabilizados por

resonancia (aniones nitronato)

MeNO2 pKa = 102

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

H2O pKa = 140

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reaccioacuten de Henry

Esta es una reaccioacuten anaacuteloga a la reaccioacuten Aldoacutelica

Henry L Compt Rend 1895 120 1265

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 32: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

Oxidacioacuten de oximas con peraacutecidos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

Nitro compuestos aromaacuteticos

Estos son sintetizados por medio de la reaccioacuten de

sustitucioacuten electrofiacutelica aromaacutetica (SEA) con iones NO2+

como electroacutefilos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

(mezcla sulfoniacutetrica)

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLA USADA PARA LLEVAR A CABO LA NITRACIOacuteN SOBRE

ANILLOS DISUSTITUIacuteDOS O TRISUSTITUIacuteDOS

(10 DE SO3)(95 A 100 )

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH

(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

Condiciones maacutes suaves

El grupo controla

la regioquiacutemica

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMAS

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMA

iquestCoacutemo se podriacutean obtener

los 3 isoacutemeros del

cloronitrobenceno

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

AacuteCIDO-BASE

Formacioacuten de Aniones

Las bases conjugadas se forman con facilidad

cuando se tratan con una base fuerte Dichos

aniones se encuentran estabilizados por

resonancia (aniones nitronato)

MeNO2 pKa = 102

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

H2O pKa = 140

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reaccioacuten de Henry

Esta es una reaccioacuten anaacuteloga a la reaccioacuten Aldoacutelica

Henry L Compt Rend 1895 120 1265

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 33: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

Nitro compuestos aromaacuteticos

Estos son sintetizados por medio de la reaccioacuten de

sustitucioacuten electrofiacutelica aromaacutetica (SEA) con iones NO2+

como electroacutefilos

Siacutentesis de Nitro-Compuestos

(mezcla sulfoniacutetrica)

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLA USADA PARA LLEVAR A CABO LA NITRACIOacuteN SOBRE

ANILLOS DISUSTITUIacuteDOS O TRISUSTITUIacuteDOS

(10 DE SO3)(95 A 100 )

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH

(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

Condiciones maacutes suaves

El grupo controla

la regioquiacutemica

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMAS

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMA

iquestCoacutemo se podriacutean obtener

los 3 isoacutemeros del

cloronitrobenceno

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

AacuteCIDO-BASE

Formacioacuten de Aniones

Las bases conjugadas se forman con facilidad

cuando se tratan con una base fuerte Dichos

aniones se encuentran estabilizados por

resonancia (aniones nitronato)

MeNO2 pKa = 102

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

H2O pKa = 140

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reaccioacuten de Henry

Esta es una reaccioacuten anaacuteloga a la reaccioacuten Aldoacutelica

Henry L Compt Rend 1895 120 1265

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLA USADA PARA LLEVAR A CABO LA NITRACIOacuteN SOBRE

ANILLOS DISUSTITUIacuteDOS O TRISUSTITUIacuteDOS

(10 DE SO3)(95 A 100 )

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH

(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

Condiciones maacutes suaves

El grupo controla

la regioquiacutemica

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMAS

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMA

iquestCoacutemo se podriacutean obtener

los 3 isoacutemeros del

cloronitrobenceno

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

AacuteCIDO-BASE

Formacioacuten de Aniones

Las bases conjugadas se forman con facilidad

cuando se tratan con una base fuerte Dichos

aniones se encuentran estabilizados por

resonancia (aniones nitronato)

MeNO2 pKa = 102

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

H2O pKa = 140

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reaccioacuten de Henry

Esta es una reaccioacuten anaacuteloga a la reaccioacuten Aldoacutelica

Henry L Compt Rend 1895 120 1265

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 35: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH

(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

Condiciones maacutes suaves

El grupo controla

la regioquiacutemica

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMAS

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMA

iquestCoacutemo se podriacutean obtener

los 3 isoacutemeros del

cloronitrobenceno

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

AacuteCIDO-BASE

Formacioacuten de Aniones

Las bases conjugadas se forman con facilidad

cuando se tratan con una base fuerte Dichos

aniones se encuentran estabilizados por

resonancia (aniones nitronato)

MeNO2 pKa = 102

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

H2O pKa = 140

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reaccioacuten de Henry

Esta es una reaccioacuten anaacuteloga a la reaccioacuten Aldoacutelica

Henry L Compt Rend 1895 120 1265

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

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S

SS

ONO

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ON

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SS

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OH

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SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 36: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

(10 DE SO3)(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + H2SO4 (FUMANTE)

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH

(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

Condiciones maacutes suaves

El grupo controla

la regioquiacutemica

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMAS

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMA

iquestCoacutemo se podriacutean obtener

los 3 isoacutemeros del

cloronitrobenceno

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

AacuteCIDO-BASE

Formacioacuten de Aniones

Las bases conjugadas se forman con facilidad

cuando se tratan con una base fuerte Dichos

aniones se encuentran estabilizados por

resonancia (aniones nitronato)

MeNO2 pKa = 102

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

H2O pKa = 140

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reaccioacuten de Henry

Esta es una reaccioacuten anaacuteloga a la reaccioacuten Aldoacutelica

Henry L Compt Rend 1895 120 1265

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH

(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

Condiciones maacutes suaves

El grupo controla

la regioquiacutemica

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMAS

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMA

iquestCoacutemo se podriacutean obtener

los 3 isoacutemeros del

cloronitrobenceno

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

AacuteCIDO-BASE

Formacioacuten de Aniones

Las bases conjugadas se forman con facilidad

cuando se tratan con una base fuerte Dichos

aniones se encuentran estabilizados por

resonancia (aniones nitronato)

MeNO2 pKa = 102

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

H2O pKa = 140

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reaccioacuten de Henry

Esta es una reaccioacuten anaacuteloga a la reaccioacuten Aldoacutelica

Henry L Compt Rend 1895 120 1265

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 38: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH

(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

Condiciones maacutes suaves

El grupo controla

la regioquiacutemica

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMAS

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMA

iquestCoacutemo se podriacutean obtener

los 3 isoacutemeros del

cloronitrobenceno

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

AacuteCIDO-BASE

Formacioacuten de Aniones

Las bases conjugadas se forman con facilidad

cuando se tratan con una base fuerte Dichos

aniones se encuentran estabilizados por

resonancia (aniones nitronato)

MeNO2 pKa = 102

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

H2O pKa = 140

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reaccioacuten de Henry

Esta es una reaccioacuten anaacuteloga a la reaccioacuten Aldoacutelica

Henry L Compt Rend 1895 120 1265

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

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S S

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+H O H

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O

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O H+

O H

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SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 39: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

(98 )(65 A 70 )

HNO3 (CONCENTRADO) + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 14 A 142 gmL d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH

(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

Condiciones maacutes suaves

El grupo controla

la regioquiacutemica

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMAS

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMA

iquestCoacutemo se podriacutean obtener

los 3 isoacutemeros del

cloronitrobenceno

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

AacuteCIDO-BASE

Formacioacuten de Aniones

Las bases conjugadas se forman con facilidad

cuando se tratan con una base fuerte Dichos

aniones se encuentran estabilizados por

resonancia (aniones nitronato)

MeNO2 pKa = 102

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

H2O pKa = 140

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reaccioacuten de Henry

Esta es una reaccioacuten anaacuteloga a la reaccioacuten Aldoacutelica

Henry L Compt Rend 1895 120 1265

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH

(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

Condiciones maacutes suaves

El grupo controla

la regioquiacutemica

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMAS

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMA

iquestCoacutemo se podriacutean obtener

los 3 isoacutemeros del

cloronitrobenceno

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

AacuteCIDO-BASE

Formacioacuten de Aniones

Las bases conjugadas se forman con facilidad

cuando se tratan con una base fuerte Dichos

aniones se encuentran estabilizados por

resonancia (aniones nitronato)

MeNO2 pKa = 102

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

H2O pKa = 140

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reaccioacuten de Henry

Esta es una reaccioacuten anaacuteloga a la reaccioacuten Aldoacutelica

Henry L Compt Rend 1895 120 1265

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 41: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

(98 )

KNO3 + H2SO4 (CONCENTRADO)

d = 184 gmL

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH

(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

Condiciones maacutes suaves

El grupo controla

la regioquiacutemica

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMAS

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMA

iquestCoacutemo se podriacutean obtener

los 3 isoacutemeros del

cloronitrobenceno

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

AacuteCIDO-BASE

Formacioacuten de Aniones

Las bases conjugadas se forman con facilidad

cuando se tratan con una base fuerte Dichos

aniones se encuentran estabilizados por

resonancia (aniones nitronato)

MeNO2 pKa = 102

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

H2O pKa = 140

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reaccioacuten de Henry

Esta es una reaccioacuten anaacuteloga a la reaccioacuten Aldoacutelica

Henry L Compt Rend 1895 120 1265

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

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SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

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S S

S

SS

+H O H

ON

O

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O H+

O H

SS

S

S S

S

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OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH

(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

Condiciones maacutes suaves

El grupo controla

la regioquiacutemica

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMAS

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMA

iquestCoacutemo se podriacutean obtener

los 3 isoacutemeros del

cloronitrobenceno

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

AacuteCIDO-BASE

Formacioacuten de Aniones

Las bases conjugadas se forman con facilidad

cuando se tratan con una base fuerte Dichos

aniones se encuentran estabilizados por

resonancia (aniones nitronato)

MeNO2 pKa = 102

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

H2O pKa = 140

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reaccioacuten de Henry

Esta es una reaccioacuten anaacuteloga a la reaccioacuten Aldoacutelica

Henry L Compt Rend 1895 120 1265

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 43: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

(95 A 100 )

HNO3 (FUMANTE) + Ac2O

MEZCLAS NITRANTES

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH

(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

Condiciones maacutes suaves

El grupo controla

la regioquiacutemica

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMAS

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMA

iquestCoacutemo se podriacutean obtener

los 3 isoacutemeros del

cloronitrobenceno

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

AacuteCIDO-BASE

Formacioacuten de Aniones

Las bases conjugadas se forman con facilidad

cuando se tratan con una base fuerte Dichos

aniones se encuentran estabilizados por

resonancia (aniones nitronato)

MeNO2 pKa = 102

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

H2O pKa = 140

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reaccioacuten de Henry

Esta es una reaccioacuten anaacuteloga a la reaccioacuten Aldoacutelica

Henry L Compt Rend 1895 120 1265

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

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O

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S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 44: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH

(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

Condiciones maacutes suaves

El grupo controla

la regioquiacutemica

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMAS

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMA

iquestCoacutemo se podriacutean obtener

los 3 isoacutemeros del

cloronitrobenceno

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

AacuteCIDO-BASE

Formacioacuten de Aniones

Las bases conjugadas se forman con facilidad

cuando se tratan con una base fuerte Dichos

aniones se encuentran estabilizados por

resonancia (aniones nitronato)

MeNO2 pKa = 102

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

H2O pKa = 140

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reaccioacuten de Henry

Esta es una reaccioacuten anaacuteloga a la reaccioacuten Aldoacutelica

Henry L Compt Rend 1895 120 1265

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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El grupo controla

la regioquiacutemica

HNO3 (CONCENTRADO) + AcOH(65 A 70 )

d = 14 A 142 gmL

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMAS

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMA

iquestCoacutemo se podriacutean obtener

los 3 isoacutemeros del

cloronitrobenceno

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

AacuteCIDO-BASE

Formacioacuten de Aniones

Las bases conjugadas se forman con facilidad

cuando se tratan con una base fuerte Dichos

aniones se encuentran estabilizados por

resonancia (aniones nitronato)

MeNO2 pKa = 102

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

H2O pKa = 140

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reaccioacuten de Henry

Esta es una reaccioacuten anaacuteloga a la reaccioacuten Aldoacutelica

Henry L Compt Rend 1895 120 1265

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 46: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

PROBLEMAS

MEZCLAS NITRANTES

PROBLEMA

iquestCoacutemo se podriacutean obtener

los 3 isoacutemeros del

cloronitrobenceno

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

AacuteCIDO-BASE

Formacioacuten de Aniones

Las bases conjugadas se forman con facilidad

cuando se tratan con una base fuerte Dichos

aniones se encuentran estabilizados por

resonancia (aniones nitronato)

MeNO2 pKa = 102

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

H2O pKa = 140

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reaccioacuten de Henry

Esta es una reaccioacuten anaacuteloga a la reaccioacuten Aldoacutelica

Henry L Compt Rend 1895 120 1265

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

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SS

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S S

S

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S

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O

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SS

S

S S

S

SS

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O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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PROBLEMA

iquestCoacutemo se podriacutean obtener

los 3 isoacutemeros del

cloronitrobenceno

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

AacuteCIDO-BASE

Formacioacuten de Aniones

Las bases conjugadas se forman con facilidad

cuando se tratan con una base fuerte Dichos

aniones se encuentran estabilizados por

resonancia (aniones nitronato)

MeNO2 pKa = 102

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

H2O pKa = 140

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reaccioacuten de Henry

Esta es una reaccioacuten anaacuteloga a la reaccioacuten Aldoacutelica

Henry L Compt Rend 1895 120 1265

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 48: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

AacuteCIDO-BASE

Formacioacuten de Aniones

Las bases conjugadas se forman con facilidad

cuando se tratan con una base fuerte Dichos

aniones se encuentran estabilizados por

resonancia (aniones nitronato)

MeNO2 pKa = 102

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

H2O pKa = 140

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reaccioacuten de Henry

Esta es una reaccioacuten anaacuteloga a la reaccioacuten Aldoacutelica

Henry L Compt Rend 1895 120 1265

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

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S

S S

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+H O H

ON

O

H

NO

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SS

S

S S

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OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 49: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

MeNO2 pKa = 102

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

H2O pKa = 140

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reaccioacuten de Henry

Esta es una reaccioacuten anaacuteloga a la reaccioacuten Aldoacutelica

Henry L Compt Rend 1895 120 1265

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reaccioacuten de Henry

Esta es una reaccioacuten anaacuteloga a la reaccioacuten Aldoacutelica

Henry L Compt Rend 1895 120 1265

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 51: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

ELIMINACIOacuteN E1BC

Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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Si el aldehiacutedo es alifaacutetico se necesita utilizar

anhiacutedrido aceacutetico para llevar a cabo la eliminacioacuten

MECANISMO REACCIOacuteN DE HENRY

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 53: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

EJEMPLO RECIENTE

REACCIOacuteN DE HENRY

(+)-NME =

(+)-N-metilefedrina

DIPEA = (iso-Pr)2EtN

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed Enantioselective Henry Reaction

D A Evans D Seidel M Rueping H W Lam J T Shaw C W Downey J Am

Chem Soc 2003 125 12692-12693

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 55: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

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SS

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S

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ON

O

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O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild ConditionsJ M Concelloacuten P L Bernad H Rodriacuteguez-Solla C Concelloacuten J Org Chem 2007 72 5421-5423

SmI2 = yoduro de samario

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 57: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

Indium-Catalyzed Henry-Type Reaction of Aldehydes with BromonitroalkanesR G Soengas A M S Silva Synlett 2012 23 873-876

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

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ONO

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S S

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S

SS

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O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 58: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

Efedrina (EPH) es una amina simpatomimeacutetica que se usa comuacutenmente como un estimulant un supresor del apetito descongestionante y para tratar la hipotensioacuten asociada con la anestesia La efedrina es similar en estructura a los derivados sinteacuteticos de la amfetamina y la metamfetamina Quiacutemicamente es un alcaloide que se deriva de varias plantas del genero Ephedra (familia Efedraceae)

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 59: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

Los aniones nitronato por si mismos pueden actuar

como nucleoacutefilos ambidientes que pueden actuar

tanto por el C (nucleoacutefilo suave) o por el O (nucleoacutefilo

fuerte) Estos centros reaccionaraacuten con electrofilos

(suaves o duros respectivamente)

NUCLEOacuteFILOS AMBIDIENTES

La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

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ONO

SS

S

S S

S

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ON

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S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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La adicioacuten de Michael es una adicioacuten conjugada al doble enlace de

un centro aacutecido suave de un eacutester siendo el grupo carbonilo el

centro aacutecido duro

Adicioacuten de Michael

Arthur Michael nacioacute en Buffalo New York

REACCIOacuteN DE MICHAEL

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 61: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

Ionic Liquid as Catalyst and Reaction Medium The Dramatic Influence of a Task-Specific Ionic Liquid [bmIm]OH in Michael Addition of Active Methylene Compounds to Conjugated Ketones Carboxylic Esters and NitrilesB C Ranu S Banerjee Org Lett 2005 7 3049-3052

John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

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SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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John Ulric Nef

1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica Descubriacuteo la reaccioacuten de Nef

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 63: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

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SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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REACCIOacuteN DE NEFREACCIOacuteN DE MICHAEL

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 65: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

Este comportamiento ambivalente se puede ver en la

reaccioacuten Nef

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

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S

SS

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O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 67: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted KetonesC A Luchaco-Cullis A H Hoveyda J Am Chem Soc 2002 124 8192-8193

REACCIOacuteN DE NEF

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

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S

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SS

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S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 68: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl GroupSynthetic Communications 1998 28(16) 3057-3064

Paolo Ceccherellidagger Massimo Curini Maria Carla Marcotullio Francesco Epifano and Ornelio Rosati

REACCIOacuteN DE NEF

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

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S S

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SS

S

S S

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S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 69: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

Sustrato ProductoRendimiento

()

Nitrociclohexano (15) Ciclohexanona (9) 81

5-Nitro-2-hexanona (26) 25-hexanodiona (12a) 75

Etilencetal de la 5-Nitro-2-

hexanona (37)

Mono-etilidencetal de la 25-

hexanodiona (137)87

5-Nitro-2-hexanol (48) Materia prima

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93

5-Nitro-2-hexanol TBDMS eacuteter (6)5-hidroxi-2-hexanona TBDMS eacuteter

(15)88

3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79) 3-Acetilciclohexanol (16) 85

1-Nitrohexano (85) Aacutecido hexanoiacuteco (17a) 98

4-Nitro-2-butanol (910) Aacutecido 3-Hidroxibutiacuterico (1812) 70

Fenilnitrometano (1011) Aacutecido benzoiacuteco (19a) 91

a Los productos de la reaccioacuten se caracterizaron por comparacioacuten con una

muestra auteacutentica (espectros de IR RMN-1H y por datos de GC-MS)

b Rendimiento del producto aislado

REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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REACCIOacuteN CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

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ONO

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SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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EFECTO DEL HETEROAacuteTOMO

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

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NO

O H+

O H

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S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 72: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

MECANISMO DE LA OXIDACIOacuteN DE UN ALDEHIacuteDO CON OXONO

REACCIOacuteN DE NEF

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

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NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

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S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 73: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

Unprecedented selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditionsR Ballini G Bosica D Fiorini M Petrini Tetrahedron Lett 2002 43 5233-5235

KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

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S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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KMnO4 Mediated Oxidation as a Continuous Flow ProcessJ Sedelmeier S V Ley I R Baxendale M Baumann Org Lett 2010 12 3618-3621

REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

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NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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REACCIOacuteN DE NEF

A New Method for the Conversion of Nitro Groups into CarbonylsJOHN E McMURRY AND JACK MELTON J Org Chem 1973Vol 38 [66] 4367-4373

El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

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S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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El meacutetodo reductivo permite obtener oximas las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carboniacutelicos correspondientes El titanio (III) permite reducir el enlace N-O ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxiacutegeno lo cual facilita la hidroacutelisis completa para que ocurra la conversioacuten

REACCIOacuteN DE NEF

REACCIOacuteN CON TICl3 RUPTURA EDUCTIVA

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

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+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 77: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

REACCIOacuteN REDOX FORMACIOacuteN DE LA OXIMA

REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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REACCIOacuteN DE HIDROacuteLISIS DE LA OXIMA

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

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S S

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SS

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S

SS

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SS

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S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 79: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

Et2OmiddotBF3 + 2 Et2O + 3 C2H3(O)CH2Cl rarr 3 Et3O+BF4- + B[(OCH(CH2Cl)CH2OEt]3

Hans Meerwein (Mayo 20 1879 Hamburgo Alemania ndash Octubre 24 1965 Marburgo Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes debajo de los doctores Graeb Bieker Muumlller Haffner Gies von Rinteln y otros La fotografiacutea proviene de la herencia del famoso quiacutemico

O-ALQUILACIOacuteN DE UN ANIOacuteN NITRONATO CON

EL REACTIVO DE MEERWEIN

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

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SS

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S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 80: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

La O-alquilacioacuten es posible con un agente alquilante

duro como el reactivo de Meerwein que actuacutea como

una fuente de Me+

La naturaleza ambidiente del grupo nitro hace que

eacuteste sea un reactivo muy versaacutetil

O

NCO

H

R

H3C O

CH3

CH3

BF4

H3C O S

O

O

F

oacute

NCO

H

R

O CH3

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

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SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 81: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

REDUCCIOacuteN

En principio la reduccioacuten de un grupo nitro debe de seguir los siguientes paso

La reduccioacuten de los grupos nitroso en general es maacutes faacutecil de llevar a cabo pero la ventaja de la reduccioacuten de los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de diferentes maneras

Panorama General

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

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SS

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O HS

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SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 82: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

Se pueden usar metales como Fe Zn Sn los cuales en presencia de medio H+ permiten reducir el grupo ndashNO2 por una secuencia de dos reacciones transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET))protonacioacuten

REDUCCIOacuteN

REACCIOacuteN METAL H+

El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

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S

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O

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SS

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S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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El mecanismo para la reaccioacuten ZnH+ es

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

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S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

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S

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SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

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+H O H

ON

O

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NO

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S S

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OH

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S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

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S

SS

+H O H

ON

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NO

O H+

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SS

OH

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S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 87: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

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S

SS

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S

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O HS

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S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 88: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MECANISMO transferencia de un solo electroacuten (Single Electron Transfer (SET)

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

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+H O H

ON

O

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OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 89: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

REDUCCIOacuteN

MEDIO BAacuteSICO

MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

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SS

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S S

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+H O H

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S S

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SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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MEDIO BAacuteSICO

REDUCCIOacuteN

Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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Las reacciones de H2Pd (o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reaccioacuten en la que se transfiere

heterogeneamente un H- a la superficie del metal y de

eacuteste al grupo nitro

HIDROGENACIOacuteN CATALIacuteTICA

H2Pd soportado en carbono

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high yield with wide functional group tolerance and short reaction times at rt using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHSKFR J Rahaim R E Maleczka (Jr) Org Lett 2005 7 5087-5090

A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

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SS

+H O H

ON

O

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NO

O H+

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SS

S

S S

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SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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A microwave-assisted palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF6] Essentially pure products could be isolated in moderate to excellent yields by simple liquid-liquid extraction

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

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+H O H

ON

O

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NO

O H+

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S S

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OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 94: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro de sodio

(Na2Sx) o el sulfuro de amonio ((NH4)2S2) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente un grupo nitro

de otros presentes en la misma moleacutecula y es posible

que dicha reaccioacuten tambieacuten proceda a traveacutes de

reacciones SET

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

S

SS

OH

SS

S

S S

S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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REACTIVOS CON AZUFRE (S)

NO2

NO2

1) S8 NaOH

55 Co

NaOH

2) HCl

NH2

NO2

3) NaOH (80 )

N N Zinin (1812-1880)

Zinin N Ann Chem Pharm 1842 44 283-287 1844 52 361-362 1853 85328-329

ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

S

S S

S

SS

+H O H

ON

O

H

NO

O H+

O H

SS

S

S S

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SS

OH

SS

S

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S

SS

OH

O HS

SS

S S

S

SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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ON

O

+ SS

S

S S

S

SS

ONO

SS

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S S

S

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ONO

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+H O H

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S

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OH

O HS

SS

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SS

O

+ H O H

NITROSOBENCENO

O H

Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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Los reactivos como el LiAIH4 (pero no el NaBH4)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro H- El producto dependeraacute de la

naturaleza del agente reductor pero el punto final

seraacute una amina

HIDRUROS METAacuteLICOS

4 LiH + AlCl3 rarr LiAlH4 + 3 LiCl

Na + Al + 2 H2 rarr NaAlH4

NaAlH4 + LiCl rarr LiAlH4 + NaCl

Otra manera de obtener LAH

Reaccioacuten de metatesis

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

Page 98: NITROCOMPUESTOS - depa.fquim.unam.mxdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/NITROCOMPUESTOS2014_26447… · Propiedades físicas Al comparar a los nitrocompuestos con otros compuestos aromáticos

LiAlH4 + 4 H2O LiOH + Al(OH)3 + 4 H2

Problema descomposicioacuten del LAH en presencia deagua

Sin embargo excelente agente reductor

epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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epoacutexido

aldehiacutedo cetona

eacutester

Aacutecidocarboxiacutelico

luego luegooacute

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

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INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

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INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum HydrideIII Halides Quinones Miscellaneous Nitrogen Compounds1Robert F Nystrom and Weldon G BrownJ Am Chem Soc 1948 70 (11) 3738-3740 bull DOI 101021ja01191a057

NITROCOMPUESTOS AROMAacuteTICOS

NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

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Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

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INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

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INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

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INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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NITROCOMPUESTOS ALIFAacuteTICOS

(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

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Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

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INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

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INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

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INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

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MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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(b)(i) LiAlH4 THF reflujo (ii) Boc2O NaHCO3 THFH2O

(a)CH3NO2 NH4OAc

reflujo

(a) (b)

J Med Chem 2006 49 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Matthew E Hart Katherine L Suchland Motonori Miyakawa James R Bunzow David K Grandy and Thomas S Scanlan

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Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

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INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

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INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

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INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

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MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

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REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

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INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

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INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

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GRUPO

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MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

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MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 ndash 2 diciembre de 1934)

Quiacutemico alemaacuten

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INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

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INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

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INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

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MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

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Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL TIPO DE

NUCLEOacuteFILO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

NUCLEOacuteFUGO

REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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REACCIOacuteN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL

GRUPO

ELECTROATRACTOR

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski Acc Chem Res 1987 20(8) pp 282 - 289Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza Pure amp Appl Chem Vol 69 No 3 pp 559-564 1997

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

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MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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REACCIOacuteN DE SNA VICARIA

MECANISMO DE REACCIOacuteN

A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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A R Katritzky L Xie Tetrahedron Lett 1996 37 347-350

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

Reaction of nitroarenes with tris(benzotriazol-1-yl)methyl anion followed by treatment with zinc bromide and hydrochloric acid yielded the corresponding p-nitroarylaldehydes in good to excellent yields

111-Trimethylhydrazinium Iodide A Novel Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P F Pagoria A R Mitchell R D Schmidt J Org Chem 1996 61 2934-2935

TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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TMHI that is easily prepared from 11-dimethylhydrazine is a novel aminating reagent for vicarious nucleophilic substitution It can be used to obtain isomers not produced by reaction with other nucleophilic aminating reagents

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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M Makosza K Sienkiewicz J Org Chem 1998 63 4199-4208

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the presence of strong bases to form substituted o- and p-nitrophenols The reaction usually proceeds in high yields and is of practical value as a method of synthesis and manufacturing of nitrophenols

Mecanismo de reaccioacuten propuesto

ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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ESPECTROSCOPIacuteA

IR

Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O en nitroalcanos se presenta cerca de los 1550 cm-1 (asimeacutetrica) y 1365 cm-1 (simeacutetrica) Siendo la banda a 1550 cm-1 la maacutes intensa de las dos

Si el grupo nitro se encuentra unido a un anillo aromaacutetico Las vibraciones de alargamiento (stretching) del enlace N=O se desplazan hacia abajo presentando nuacutemeros de onda menores 1550-1475 cm-1 and 1360-1290 cm-1

Resumeacuten N=O vibraciones de alargamiento asimeacutetrico de 1550-1475 cm-1

N=O vibraciones de alargamiento simeacutetrico 1360-1290 cm-1

RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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RMN ndash 1H

Para un protoacuten CH adyacente a el grupo ndashNO2 se observa un desplazamiento quiacutemico = 43 debido al efecto electroatractor

UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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UV

El grupo nitro da lugar a un desplazamientopronunciado de la λ en la que se presenta la εmax

hacia longitudes de onda maacutes largas cuando estaacute

conjugado a sistemas insaturados el cual es un

efecto batocroacutemico Esta es la causa por la que losnitro compuestos con frecuencia son de color amarillo

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