Domanda:
Qual è il meccanismo della reazione tra esano-2,5-dione e acido nitroso?
Jake Q
2017-11-19 20:57:28 UTC
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Non capisco il meccanismo della prima reazione; Ho provato diversi modi ma di solito riesco a trovare come realizzare l'anello senza i doppi legami, ma ovviamente non è la cosa giusta; Penso che HNO2 reagisca come lo ione nitrosonio, legandosi con uno degli ossigeni (poiché ha elettroni liberi) ma non riesco mai a farlo funzionare.

EDIT: Probabilmente l'acido è formato dall'acido nitrico ( come in uno degli articoli orthocresol linkati), che credo non sia scritto perché può essere formato dalla decomposizione dell'acido nitroso; Continuo a non capire il meccanismo di formazione dell'anello.

The problem is the first reaction

Immagine: https: // commons. wikimedia.org/wiki/File%3AIsocarboxazid_synthesis.png di Nuklear (Opera propria) [CC BY-SA 4.0 ( https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)”, tramite Wikimedia Commons

Da dove hai preso questo schema? Sulla base dei documenti che sto guardando, credo che sia sbagliato. Il sostituente iniziale dovrebbe essere COMe invece di CO2H e l'ossidazione a CO2H viene effettuata utilizzando acido nitrico ** ic **. Vedere [* J. Heterocycl. Chem. * ** 2009, ** * 46, * 909] (https://doi.org/10.1002/jhet.163). O quello, oppure usi HNO3 invece di HNO2 per arrivare all'isossazolo carbossilico in un solo passaggio. Vedere [* J. Med. Chem. * ** 2004, ** * 47, * 3642] (https://doi.org/10.1021/jm0407613).
Che cos'è "Bn" in quella freccia diagonale?
L'ho trovato in un libro che ho usato: Vardanyan, R.S .; Hruby, V.J .; Sintesi di farmaci essenziali; Elsevier (2006); Ho anche trovato altre fonti online (come questa immagine da Wikipedia) che utilizza quella sintesi.
Penso che "Bn" sia l'abbreviazione di benzil-, quindi è benzilidrazina
Se potessi fornire un collegamento all'immagine di Wikipedia, sarebbe un bene (principalmente per un certo contesto, ma anche per dare un qualche tipo di credito all'autore originale)
Hai sbagliato a disegnare il tuo prodotto finale, dovrebbe essere la benzilidrazina e non la fenilidrazina
Due risposte:
orthocresol
2017-11-19 21:58:41 UTC
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Come forse saprai dalle reazioni di diazotizzazione, $ \ ce {HNO2} $ è un generatore del catione di nitrosonio, $ \ ce {NO +} $. Elettrofili come questi possono reagire con l'enol tautomero dell'esanedione:

Reaction of hexanedione with nitrosonium cation

Successivamente, si tautomerizza il composto nitroso all'ossima. Il meccanismo è esattamente analogo alla tautomeria cheto-enolica:

Nitroso-oxime tautomerism

Nota che ho scelto di disegnare l'ossima con un ( E ) -configurazione. Possono formarsi ossime ( E ) e ( Z ), ma l'ossima configurata con ( Z ) non può ciclizzare nel passaggio successivo per formare un isossazolo:

Isoxazole formation

In seguito, per arrivare al composto nella tua domanda, dovresti presumibilmente ossidare il sostituente acetile ($ \ ce {COCH3} $) a un sostituente carbossilico ($ \ ce {COOH} $). L'acido nitroso non è un ossidante, il che solleva dubbi sul fatto che la tua fonte sia autentica (forse è solo un errore di battitura).

In letteratura, trovo che questa ossidazione sia ottenuta utilizzando acido nitrico, $ \ ce {HNO3} $, che è un ossidante perfettamente fine. In un caso ( J. Heterocycl. Chem. 2009, 46, 909), il dichetone viene prima trattato con acido nitroso per ottenere il 3-acetilisossazolo, e viene poi trattato con acido nitrico per formare il 3-carbossilisossazolo. In un caso separato ( J. Med. Chem. 2004, 47, 3642), il dichetone è semplicemente riflusso con acido nitrico per formare il 3-carbossilisossazolo. Ho il sospetto che questo funzioni perché l'acido nitroso è presente nell'acido nitrico, quindi il percorso meccanicistico è esattamente lo stesso (un effetto simile è stato osservato con la nitrazione dei fenoli utilizzando acido nitrico diluito).

Esattamente come L'acido nitrico ossida un gruppo acetile in un gruppo carbossilico, tuttavia, non lo so (e non sono sicuro che sia noto).


Modifica: Esiste, infatti, un meccanismo mediante il quale l'acido nitroso può ossidare il gruppo acetile in un carbossile; vedi la risposta di user55119.

Puoi usare la reazione iodoformio qui per convertire l'acetile in carbossilato?Sono solo curioso perché c'è un passo falso nella domanda.
@MathewMahindaratne, Suppongo che tu possa, anche se la mia chimica eterociclica non è neanche lontanamente abbastanza buona per commentare se l'isossazolo sarà stabile nelle condizioni di base.
Con la mia esperienza, sono stabili.Mi preoccupo per la sua sostituzione metilica. :-)
user55119
2017-11-20 05:22:42 UTC
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Orthocresol ha fatto un ottimo lavoro descrivendo come arrivare all'isossazolo metilchetone. Tuttavia, l'acido nitroso può essere un ossidante. Il metilchetone in presenza di acido minerale, necessario per ottenere il catione nitrosilico, può tautomerizzare il metilchetone all'enolo che reagisce con il catione per ottenere un α-nitroso chetone. Il gruppo nitroso si tautomerizza a un'ossima come ha dimostrato l'ortocresolo. La disidratazione catalizzata da acido in un nitrile porta a un α-chetonitrile. Questa specie è simile nella reattività a un alogenuro acilico. L'idrolisi acquosa fornisce l'acido carbossilico desiderato con la perdita di HCN. Nell'acido nitroso (HONO), l'azoto è +3. In HCN, l'azoto è -3. Questa è una riduzione di 6 elettroni per l'azoto e un'ossidazione di 6 elettroni del substrato. La nitrosazione è un'ossidazione di 4 elettroni e la disidratazione dell'ossima è un'ossidazione di 2 elettroni. L'acido nitrico non è richiesto.

Brief reaction mechanism

La verità dipende da come viene prodotto l'acido nitroso. Non hai soluzioni stock concentrate di $ \ ce {HNO2} $. Unisci un sale nitrito e un acido forte in situ. Usa $ \ ce {HCl} $ per l'acido forte e hai il meccanismo qui. Con $ \ ce {HNO3} $ puoi usare l'approccio alternativo.


Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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