γ-Alquilación de compuestos 1,3-dicarbonílicos
Las 1,3-dicetonas y los cetoaldehídos sufren las condensaciones típicas en el grupo metileno situado entre los dos carbonilos. Sin embargo, en 1958 se descubrió que si estos compuestos se tratan con dos equivalentes de base se forma una sal doble que se alquila, o da otras condensaciones C–C, en el carbono γ en lugar de en el metileno.
El descubrimiento se debe a Charles R. Hauser y Thomas M. Harris. En general, la reacción puede llevarse a cabo con 1,3-dicetonas sustituidas, 1,3-dialdehídos o β-cetoésteres:
Algunos ejemplos con la benzoilacetona; una limitación importante es que la especie electrófila que reacciona con el doble carbanión no debe tener hidrógenos ácidos:
Estructura del dianión
El dianión puede representarse mediante cuatro formas resonantes; la que aparece en rojo debe ser la que más contribuye, porque explica su reactividad en el carbono γ: el carbanión terminal es el menos estabilizado y, por tanto, el más nucleófilo.
La RMN de 1H apoya una estructura plana del dianión: da dos señales distintas para los hidrógenos terminales, y la pequeña constante de acoplamiento entre ellos es compatible con una estructura de tipo olefina terminal.
Influencia del contraión
El contraión del dianión es a veces muy importante para el resultado de la reacción. El litio suele permitir el uso de electrófilos con hidrógenos ácidos: la formación del enlace carbono-carbono es en ocasiones más rápida que la ionización del éster. Con potasio, en cambio, el dianión desprotona al éster:
Regioselectividad
Cuando las dicetonas son asimétricas, la alquilación o la acilación suele ser bastante regioselectiva: el segundo protón se arranca del carbono γ más ácido, y entre dos posiciones alquílicas se prefiere el metilo frente al metileno y este frente al metino. Algunos ejemplos:
1,3-Cetoaldehídos
La alquilación de los 1,3-cetoaldehídos es interesante porque el aldehído puede eliminarse en una etapa final de hidrólisis básica (una retro-Claisen). Así, el grupo formilo actúa como un grupo activante y protector temporal que dirige la alquilación de una cetona a la posición que no se alquilaría por la vía directa. Observa el diferente resultado de estos dos procedimientos con la 1-decalona:
