Como se señala en el citado artículo de Sharpless y Gordon $^{[1]}$ el problema con el Corey $-$ El mecanismo de Schaefer es la existencia del éster selénico ( 7 ) que, debido a su inestabilidad, sufriría una hidrólisis antes de cualquier reacción de eliminación.
Un estudio de Qingjiang Li y Tochtrop $^{[2]}$ apoya el contraargumento de Sharpless y Gordon. Los dos primeros hacen un buen repaso de las hipótesis planteadas hasta ese momento ( es decir , 2014).
$\hskip 1 in$ ![Li, Tochtrop. (2014). New Methodology toward α,β-Unsaturated Carboxylic Acids from Saturated Acid. Scheme 3]()
- $\beta$ -transferencia de hidrógeno (mecanismo de Speyer)
Basándonos en la lógica del mecanismo propuesto, razonamos que la sustitución de $\beta$ -hidrógenos del sustrato con deuterio daría lugar a un primer orden en la velocidad de reacción.
En consecuencia, un $\beta$ -Se preparó ácido graso deuterado ... y se convirtió en trifluorometilcetona para reaccionar con dióxido de selenio. La velocidad de reacción se controló mediante RMN y se comparó con la del ácido graso análogo sin deuterio. $^{[2]}$
Basándose en este experimento, Li y Tochtrop concluyen $^{[2]}$ ,
No se observó ninguna differencia significativa en las velocidades de reacción, lo que sugería que la eliminación de $\beta$ -hidrógeno para formar un doble enlace carbono-carbono no es probable que sea el paso limitante de la velocidad, y por lo tanto excluimos la $\beta$ -mecanismo de transferencia de hidrógeno.
Veredicto: no es la mejor explicación.
Mientras resolvían la controversia del éster selénico, Li y Tochtrop encontraron otros problemas introducidos por Sharpless y Gordon.
El ácido [A]dding debería acelerar el mecanismo de Sharpless acelerando la tautomerización enol-cetona, ya que el paso limitante de la velocidad es el ataque electrófilo del dióxido de selenio al enol. Puesto que no se observó un aumento significativo de la velocidad de reacción al añadir ácido acético a la mezcla de reacción, el mecanismo de Corey-Schaefer parecía más razonable. $^{[2]}$
Para comprobar adicionalmente este resultado,
$1.2$ equivalentes de $\ce{Ti(O^iPr)4}$ , un ácido de Lewis fuerte para coordinarse con el grupo carbonilo, se añadió a la trifluorometilcetona para $1\ \mathrm{h}$ antes de la adición de dióxido de selenio. Este experimento no dio lugar a ninguna reacción, lo que posteriormente sirvió como prueba adicional de que la reacción se inicia con la cetona en lugar del enol. $^{[2]}$
El Sharpless $-$ El mecanismo de Gordon tampoco explica algunos productos detectados en los trabajos de Li y Tochtrop con ácidos carboxílicos. $^{[2]}$
Veredicto: no es la mejor explicación.
Veredicto: no es la mejor explicación debido al intermediario éster selénico. $^{[1]\ [2]}$
Nuevo mecanismo propuesto por Li y Tochtrop
Li y Tochtrop idearon un cuarto mecanismo para explicar las pruebas experimentales. En este caso, la reacción se inicia a través de la cetona. La vía posterior depende de si $1$ , $4$ -la eliminación está restringida. $^{[2]}$
Li y Tochtrop ejemplifican su mecanismo con una trifluorometilcetona que tiene varios radicales unidos a la parte no fluorada. $\alpha$ -carbono. $^{[2]}$
$\hskip 1 in$ ![Li, Tochtrop. (2014). New Methodology toward α,β-Unsaturated Carboxylic Acids from Saturated Acid. Scheme 3]()
Como se muestra en Esquema $5$ proponemos que el selenio de alta valencia reacciona con trifluorometil cetona para formar el éster de enol $(\bf{17})$ . El éster de enol sufre $1$ , $4$ -eliminación directa en lugar del ataque nucleofílico del doble enlace carbono-carbono para formar el éster de selenio. $^{[2]}$
[---] Cuando $1$ , $4$ -eliminación está restringida, el ataque nucleofílico en el $\alpha$ -y la subsiguiente hidrólisis del selenio( $\mathrm{II}$ ) éster $(\bf{18})$ affords alcohol como producto en lugar de enona. $^{[2]}$
En el contexto de la iniciativa Li $-$ Tochtrop, podemos responder OP pregunta original .
En $\alpha$ -hidroxicetona ( 10 ) no se observa. ¿Por qué?
El intermedio ( 4 ) tiene un pequeño hidrógeno unido al original $\alpha$ -carbono. En otras palabras, $\ce{R2 = H}$ . En $1$ , $4$ -eliminación es no restringido. Por lo tanto, el ataque nucleofílico del $\ce{C=C}$ -bond does no tener lugar.
El mecanismo de Li y Tochtrop también es útil porque explica, hasta cierto punto, la dependencia del producto final respecto al material de partida. Disolvente y $\mathrm{pH}$ y la vía que da lugar a las diketonas no está cubierta.
La naturaleza del material de partida parece tener una gran influencia en el curso de la reacción, pero normalmente se puede obtener específicamente uno de los dos tipos de compuestos utilizando el disolvente adecuado. Por ejemplo, el dioxano favorece la formación de la diona mientras que t -butanol favorece el compuesto carbonilo insaturado. $^{[3]}$
La cantidad de diketona (o incluso triketona) dependerá además de $\mathrm{pH}$ y la cantidad de $\ce{SeO2}$ . $^{[2]\ [3]}$ En función de la mezcla ( Por ejemplo con $\ce{H2O2}$ ), ácidos carboxílicos y $\alpha$ -también son posibles los ácidos cetocarboxílicos $^{[3]\ [4]}$ con diversos grados de saturación $^{[2]}$ .
Aquí encontrará información sobre cómo eliminar las reacciones laterales que dan lugar a diketonas:
0 Hans J. Reich, James M. Renga, Ieva L. Reich. Química de organoselenio. Conversión de cetonas en enonas por selenóxido. syn eliminación'. Revista de la Sociedad Química Americana 1975 , 97(19) , 5434 $-$ 5447. DOI : 10.1021/ja00852a019.
1 K. Barry Sharpless, Kenneth M. Gordon, 'Selenium Dioxide Oxidation of Ketones and Aldehydes. Evidence for the Intermediacy of 8-Ketoseleninic Acids,' Revista de la Sociedad Química Americana 1976 , 98(1) , 300 $-$ 301. DOI : 10.1021/ja00417a083.
2 Qingjiang Li, Gregory P. Tochtrop, "New Methodology toward $\alpha,\beta$ -Ácidos carboxílicos insaturados a partir de ácidos saturados". Letras ecológicas 2014 , 16(5) , 1382 $-$ 1385. DOI : 10.1021/ol500127u.
3 Alain Krief, Laszlo Hevesi (1988) , Química de organoselenio I. Transformaciones de grupos funcionales, pp 115 $-$ 180. ISBN : 978-3-642-73243-0 (impreso) 978-3-642-73241-6 (en línea).
4 Thomas Wirth (2012) , Química de organoselenio: Síntesis y Reacciones , p 212. DOI : 10.1002/9783527641949.
