Condensación aldólica: importancia y mecanismo
La condensación aldólica une dos compuestos carbonílicos: el enolato (o el enol) de uno ataca al carbonilo del otro y forma un β-hidroxicarbonilo (un «aldol»), que a menudo se deshidrata a un compuesto carbonílico α,β-insaturado. Es uno de los métodos más importantes para formar enlaces C–C.
Un método general para formar enlaces C–C
Muchos de los métodos más útiles para formar enlaces C–C empiezan del mismo modo: un nucleófilo de carbono estabilizado se adiciona a un grupo carbonilo. El producto depende de la naturaleza del grupo Z que estabiliza el nucleófilo (C=O, C≡N, NO2, SO2R, P+Ph3…), de los sustituyentes A y B del carbonilo y de cómo interaccionan entre sí en el intermedio de adición:
La condensación aldólica da derivados β-hidroxialquílicos o α-alquilidénicos del nucleófilo (vía A). En las acilaciones (vía B, reacciones de Claisen y Dieckmann) el electrófilo pierde un grupo saliente. Si es Z el que se elimina, el resultado es una olefinación (vía C: reacciones de Wittig, Peterson o Julia, que se estudian en el tema 8).
Mecanismo en medio básico
La condensación aldólica puede hacerse en medio básico o ácido. En disolventes hidroxílicos (agua, alcoholes) y con bases como el hidróxido o los alcóxidos, todas las etapas son reversibles y el resultado está bajo control termodinámico:
La adición es reversible (reacción retroaldólica), y con las cetonas el equilibrio suele estar desplazado hacia los reactivos. Lo que arrastra la reacción es la deshidratación: el hidrógeno α del aldol es ácido, su enolato expulsa el hidróxido del carbono β (eliminación E1cB) y se forma un doble enlace conjugado con el carbonilo, más estable.
Mecanismo en medio ácido
En medio ácido el nucleófilo es el enol, y el electrófilo, el carbonilo protonado, mucho más reactivo que el neutro. La deshidratación es aquí más fácil todavía, y el producto que se aísla suele ser el compuesto insaturado:
Algunos ejemplos
Con la acetona, el equilibrio de adición es desfavorable; el alcohol de diacetona se obtiene en un extractor Soxhlet, que retira el producto del contacto con el Ba(OH)2 a medida que se forma. Cuando uno de los compuestos no tiene hidrógenos α (como el benzaldehído), solo puede actuar como electrófilo, y la condensación cruzada con una cetona es limpia: es la condensación de Claisen-Schmidt.
La adición aldólica cruzada
Si se mezclan dos compuestos carbonílicos enolizables distintos en condiciones de equilibrio, cada uno puede ser nucleófilo y electrófilo, y se obtienen hasta cuatro productos. Para controlar la reacción, uno de ellos debe actuar solo como nucleófilo y el otro solo como electrófilo. La forma más general de conseguirlo es preformar el enolato, por ejemplo con LDA a −78 °C, y añadir después el segundo compuesto, en condiciones de control cinético:
Este planteamiento, la adición aldólica dirigida, permite controlar además la regio- y la estereoquímica, como se ve en el apartado siguiente.
Repasa los fundamentos en la condensación aldólica de La Química Orgánica Transparente. La reacción la describieron en 1872, de forma independiente, Charles-Adolphe Wurtz, que acuñó el nombre de «aldol» (aldehído + alcohol), y Aleksandr Borodín.