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Productos de la reacción de Reimer-Tiemann del 4-metilfenol

p -cresol (4-metilfenol), sufre la reacción de Reimer-Tiemann al ser tratado con cloroformo ( $\ce{CHCl3}$ ) en medio alcalino. ¿Cuál de los siguientes es el producto mayor y menor?

A. 2-hidroxi-5-metilbenceno-1,3-dicarbaldehído
B. 2-hidroxi-5-metilbenzaldehído
C. 4-(diclorometil)-4-metilciclohexa-2,5-dien-1-ona
D. 4-(diclorometil)-4-metilciclohexa-2,5-dien-1-ol

Reaction scheme

La respuesta dada es que B es el producto principal, y C el producto menor.

Tengo dos preguntas al respecto:

  1. ¿Por qué el monoaldehído B el producto principal, y no el dialdehído A ?
    Creo que ambos grupos donadores de electrones deberían aumentar enormemente la reactividad del benceno, permitiendo que la reacción tuviera lugar dos veces. Por otro lado, los factores estéricos se opondrían a la segunda formilación. No sé cuál predomina.

  2. ¿Cómo se puede deducir la formación del producto menor dearomatizado C ?

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dsteinweg Puntos 768

En Reimer-Tiemann reacción se conoce como orto - formilación de fenoles en condiciones fuertemente alcalinas.

No es una adición de un carbeno a un doble enlace, como la Simmons-Smith reacción, la ampliación del anillo de pirrol a piridina o la Buchner catalizada por metales de transición.

Como ya ha señalado ron, el pH es un requisito crucial, tener un fenol (y no cualquier otro areno) es el otro.

mesomerie

Lo que en realidad nos encontramos aquí es la adición de un carbanión a un fuertemente deficiente en electrones carbeno.

Como ya ha descrito ron, hay una densidad de carga significativa en la posición 4 del fenolato, y el paso de adición inicial podría ocurrir aquí también.

4-addition

El intermediario resultante no puede rearomatizarse más que en una reacción de retroceso, ¡y eso es lo que hará principalmente! Sólo una pequeña parte tomará un protón y producirá C .

Ha estado cerca, pero no ha podido ser. Echemos un vistazo a la adición en la posición 2.

Addition of carbene at C-2

Mediante la interacción de dienona, fenolato y fenol nos deshacemos de un cloruro y todos los pasos posteriores hasta el benzaldehído final se ven igualmente favorecidos por este tautomerismo.

Aún no hemos respondido a la pregunta de por qué no se forma 1,3-dialdehído. Veamos el producto principal B en condiciones alcalinas y sus estructuras de resonancia.

resonance ahdehyde

Uno de ellos parece el enolato de un compuesto de 1,3-dicarbonilo, con distribución de carga adicional sobre el $\pi$ sistema.

Esta especie tiene una densidad electrónica localizada significativamente menor que el anión del material de partida. Por lo tanto, la fiesta termina aquí.


Editar En un comentario, se preguntó si el geminal se convertirá en el aldehído correspondiente en condiciones alcalinas.

Dicha transformación podría implicar una sustitución nucleofílica, dando lugar a una geminal halohidrina que luego elimina el HCl para proporcionar el aldehído.

En el caso de los dihaluros bencílicos, esto es posible incluso sin la ayuda intramolecular de un fenolato (véase este ejemplo) utilizando aminas secundarias como base y, en el caso del difenildiclorometano, la transformación en benzofenona se consigue por calentamiento en presencia de agua.

En el caso de C la simple desprotonación del dihaluro podría ser una vía alternativa sin salida a la sustitución.

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Mike Schall Puntos 2921

La reacción se lleva a cabo en condiciones básicas. Al principio de la reacción, el protón fenólico se elimina para generar el anión fenóxido. Si dibujas las estructuras de resonancia, verás que la carga negativa se deslocaliza a las posiciones orto y para. El diclorocarbeno, una especie electrófila, también se genera a partir del cloroformo y la base en esta reacción. El diclorocarbeno atacará preferentemente las posiciones orto y para ricas en electrones del anión fenóxido. El intermediario para suele aislarse como ciclohexadienona (tu producto C), mientras que el intermediario orto suele reaccionar más debido a que el oxígeno del fenoxido adyacente desempeña un papel, pasando al aldehído. Aquí hay una referencia antigua, pero buena, que muestra el alcance y el mecanismo de la reacción. Por lo general, no es una reacción limpia ni de alto rendimiento.

http://alexandria.tue.nl/repository/freearticles/587973.pdf

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