Umpolung (inversión de la polaridad)
La palabra alemana umpolung significa «inversión de la polaridad». Designa las tácticas que convierten un átomo normalmente electrófilo en nucleófilo, o al revés. El ejemplo clásico es el carbono de un aldehído, que como 1,3-ditiano se desprotona y actúa como nucleófilo.
El término lo introdujeron Dieter Seebach y E. J. Corey a mediados de la década de 1960. El análisis retrosintético es también un análisis de polaridades: muchas desconexiones dan sintones con la polaridad «natural» de reactivos comunes, pero otras piden un sintón que no existe con esa polaridad, como el anión acilo, R–C−=O. Las α-hidroxicetonas y los compuestos 1,4-dicarbonílicos son ejemplos típicos.
La química de los ditianos
La reacción de Corey-Seebach (1965) transforma el aldehído en un 1,3-ditiano por ditioacetalización con propano-1,3-ditiol y un ácido de Lewis. El protón del carbono situado entre los dos azufres es relativamente ácido (pKa ≈ 31), porque los átomos de azufre, grandes y polarizables, estabilizan el carbanión, y el butillitio lo arranca a −30 °C. La polaridad del carbono que fue carbonílico se ha invertido.
El anión de ditiano reacciona con haluros de alquilo primarios, con aldehídos y cetonas y con epóxidos, y la hidrólisis posterior libera el carbonilo. Como los ditianos son muy estables, la desprotección exige sales de mercurio(II) (HgCl2 con CaCO3 en acetonitrilo acuoso) o reactivos de yodo hipervalente, como el bis(trifluoroacetoxi)yodobenceno, PhI(OCOCF3)2. Así se obtienen cetonas, α-hidroxicetonas y β-hidroxicetonas a partir de aldehídos.
Otros equivalentes del anión acilo
- El ion cianuro en la condensación benzoínica: se adiciona al aldehído, y la cianhidrina desprotonada ataca a otra molécula de aldehído. Los carbenos N-heterocíclicos (sales de tiazolio, como la tiamina) hacen lo mismo en la reacción de Stetter.
- Los nitroalcanos: el anión nitronato es nucleófilo, y la reacción de Nef convierte después el grupo nitro en carbonilo (véanse los nitronatos).
- Los éteres de enol litiados, como el 1-metoxivinillitio, equivalente del anión acetilo: tras la adición, la hidrólisis ácida del éter de enol da la metilcetona.