¿Cuál es el mecanismo de la reacción entre la hexano-2,5-diona y el ácido nitroso?

Question

No entiendo el mecanismo de la primera reacción; he probado diferentes formas pero normalmente encuentro cómo hacer el anillo sin los dobles enlaces, pero obviamente no es lo correcto; creo que el HNO2 reacciona como el ion nitrosonio, enlazándose con uno de los oxígenos (ya que tiene electrones libres) pero nunca consigo que funcione.

EDITAR: Probablemente el ácido esté formado por ácido nítrico (como en uno de los artículos enlazados ortocresol), que creo que no está escrito porque se puede formar por la descomposición del ácido nitroso; sigo sin entender el mecanismo de formación del anillo.

Imagen: https://commons.wikimedia.org/wiki/File%3AIsocarboxazid_synthesis.png de Nuklear (Obra propia) [CC BY-SA 4.0 ( [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)\]](https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]) vía Wikimedia Commons

Answer 1

Como usted puede saber de diazotisation reacciones, $\ce{HNO2}$ es un generador de la nitrosonium de cationes, $\ce{NO+}$. Electrófilos como estos pueden reaccionar con el tautómero enol de hexanodiona:

Después de esto, usted tautomerise el nitroso compuesto a la oxima. El mecanismo es exactamente análoga a la tautomería ceto-enólico:

Tenga en cuenta que he elegido para dibujar la oxima con una (E)-configuración. Ambos (E) y (Z) oximas se pueden formar, pero el (Z)-configurado oxima no cyclise en el siguiente paso para formar una isoxazol:

Después de este, para llegar al compuesto en su pregunta, se supone que necesita para oxidar el acetil sustituyente ($\ce{COCH3}$) a un carboxilo sustituyente ($\ce{COOH}$). El ácido nitroso no es un oxidante, lo que arroja dudas sobre si su origen es verdadero (tal vez sea sólo un error tipográfico).

En la literatura, me parece que esta oxidación se lleva a cabo utilizando ácido nítrico, $\ce{HNO3}$, que es un perfectamente bien oxidante. En un caso (J. Heterocycl. Chem. De 2009, 46, 909), el diketone se trata primero con ácido nitroso para obtener el 3-acetylisoxazole, y es entonces tratada con ácido nítrico para formar el 3-carboxylisoxazole. En un caso separado (J. Med. Chem. 2004, 47, 3642), el diketone es simplemente reflujo con ácido nítrico para formar el 3-carboxylisoxazole. Sospecho que esto funciona debido a que el ácido nitroso está presente en el ácido nítrico, por lo que la vía mecanicista es exactamente la misma (un efecto similar se ha observado con la nitración de fenoles mediante diluida de ácido nítrico).

Exactamente cómo el ácido nítrico se oxida un grupo acetilo a un grupo carboxilo, aunque, no sé (y no estoy seguro de si es conocido).

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Edit: Hay, de hecho, un mecanismo por el cual el ácido nitroso puede oxidar el grupo acetilo a un carboxilo; ver user55119 la respuesta.

Answer 2

Orthocresol hizo un gran trabajo describiendo cómo llegar a la isoxazole metil cetona. Sin embargo, el ácido nitroso puede ser un oxidante. La metil cetona en presencia de ácido mineral, que se necesita para obtener el catión nitrosilo, puede tautomerizar la metil cetona al enol que reacciona con el catión para obtener una α-nitroso cetona. El grupo nitroso tautomeriza a una oxima como ha demostrado el ortocresol. La deshidratación catalizada por ácido a un nitrilo conduce a un α-cetonitrilo. Esta especie es similar en reactividad a un haluro de acilo. La hidrólisis acuosa da el ácido carboxílico deseado con pérdida de HCN. En el ácido nitroso (HONO), el nitrógeno es +3. En el HCN, el nitrógeno es +3. En el HCN, el nitrógeno es -3. Se trata de una reducción de 6 electrones para el nitrógeno y una oxidación de 6 electrones del sustrato. La nitrosación es una oxidación de 4 electrones y la deshidratación de la oxima es una oxidación de 2 electrones. No se requiere ácido nítrico.