Reação de Shapiro - Shapiro reaction

A reação de Shapiro ou decomposição da tosilhidrazona é uma reação orgânica na qual uma cetona ou aldeído é convertida em um alceno por meio de uma hidrazona intermediária na presença de 2 equivalentes de reagente organolítio . A reação foi descoberta por Robert H. Shapiro em 1967. A reação de Shapiro foi usada na síntese total do Nicolaou Taxol . Esta reação é muito semelhante à reação de Bamford-Stevens , que também envolve a decomposição básica de tosil hidrazonas.

A reação de Shapiro

Mecanismo de reação

Em um prelúdio para a reação de Shapiro real, uma cetona ou um aldeído (1) é reagido com p- toluenossulfonilhidrazida (2) para formar uma p- toluenossulfonilhidrazona (ou tosilhidrazona ) que é uma hidrazona (3) . Dois equivalentes de base forte , como o n- butil-lítio, abstraem o próton da hidrazona (4) seguido pelo próton menos ácido α para o carbono da hidrazona (5) , formando um carbânion . O carbanião então sofre uma reação de eliminação produzindo uma ligação dupla carbono-carbono e ejetando o ânion tosil , formando um ânion diazônio (6) . Este ânion diazônio é então perdido como nitrogênio molecular resultando em uma espécie de vinilítio (7) , que pode então ser reagida com vários eletrófilos , incluindo a simples neutralização com água ou um ácido (8) .

Diagrama de reação para a reação de Shapiro

Alcance

A posição do alceno no produto é controlada pelo local de desprotonação pela base de organolítio. Em geral, o sítio menos substituído cineticamente favorecido de tosilhidrazonas diferencialmente substituídas é desprotonado seletivamente, levando ao intermediário vinil-lítio menos substituído . Embora existam muitas reações secundárias para o grupo funcional do vinil-lítio , na reação de Shapiro, em particular, é adicionada água , resultando na protonação do alceno . Outras reações de compostos de vinil-lítio incluem reações de alquilação com, por exemplo, halogenetos de alquila .

Reações de Shapiro partindo da cânfora (1), passando pelo intermediário hidrazona (2) até o vinilítio (3). A adição de água (c) resulta em 2-borneno (4) e a adição de um brometo de alquil (d) dá 5

É importante ressaltar que a reação de Shapiro não pode ser usada para sintetizar 1-litioalcenos (e os derivados funcionalizados resultantes), pois as sulfonilhidrazonas derivadas de aldeídos sofrem adição exclusiva da base de organolítio ao carbono da ligação dupla C – N.

Reação catalítica de Shapiro

As reações tradicionais de Shapiro requerem quantidades estequiométricas (às vezes em excesso) de base para gerar os reagentes alquenil-lítio. Para combater este problema, Yamamoto e colaboradores desenvolveram uma rota estereosseletiva e regiosseletiva eficiente para alquenos usando uma combinação de cetona fenilaziridinilhidrazonas como equivalentes de arenosulfonilhidrazona com uma quantidade catalítica de amidas de lítio. A fenilaziridinilhidrazona necessária foi preparada a partir da condensação de undecan-6-ona com 1-amino-2-fenilaziridina. O tratamento da fenilaziridinilhidrazona com 0,3 equivalentes de LDA em éter resultou no alceno mostrado abaixo com uma razão cis : trans de 99,4: 0,6. A proporção foi determinada por análise de GLC capilar após conversão aos epóxidos correspondentes com mCPBA. A carga de catalisador pode ser reduzida a 0,05 equivalentes no caso de uma reação em escala de 30mmol.

A alta estereosseletividade é obtida pela abstração preferencial do α-metileno hidrogênio syn para a fenilaziridina, e também é explicada pela quelação interna do intermediário litiado.

A reação de Shapiro com N-aziridinilhidrazonas produz o produto alceno, bem como estrireno e nitrogênio gasoso como subprodutos.  O ciclo da reação catalítica de Shapiro também é mostrado.

Uma reação de Shapiro-Suzuki combinada de um pote in situ

A reação de Shapiro também pode ser combinada com a reação de Suzuki para produzir uma variedade de produtos de olefina. Keay e colaboradores desenvolveram uma metodologia que combina essas reações em um processo de uma panela que não requer o isolamento do ácido borônico , um retrocesso do tradicional acoplamento Suzuki. Esta reação tem um amplo escopo, tolerando uma grande quantidade de trisilhidrazonas e halogenetos de arila, bem como vários solventes e fontes de Pd.

As reações de Shapiro e Suzuki são combinadas para produzir uma variedade de produtos alcenos.

Uma aplicação da reação de Shapiro na síntese total

A reação de Shapiro tem sido usada para gerar olefinas para produtos naturais complexos. K. Mori e colaboradores queriam determinar a configuração absoluta do grupo fitocassano de uma classe de produtos naturais chamados fitoalexinas . Isto foi conseguido preparando o (-) - fitocassano D de ocorrência natural da cetona ( R ) - Wieland-Miescher . No caminho para (-) - fitocassano D, uma cetona tricíclica foi submetida às condições de reação de Shapiro para produzir o produto alceno cíclico.

Uso da reação de Shapiro na síntese de (-) - fitocassano D

Veja também

Referências