Nomenclatura de los Nitro Compuestos

Estos compuestos se nombran considerando

al grupo -NO

como un sustituyente

nitro

nitrometano

nitrobenceno

Nitro Compuestos alifáticos

Nitro Compuestos aromáticos

El átomo de nitrógeno es trigonal

plano con ángulos de

enlace de 120°. Hay dos formas resonantes que

implican que los dos átomos de oxígeno son

equivalentes

Efectos electrónicos

EFECTO -R

EFECTO -I

Propiedades físicas

Al comparar a los nitrocompuestos con otros

compuestos aromáticos que tengan el mismo peso

molecular, se observa e.g. un incremento en el

Síntesis de Nitro-Compuestos

Los nitro compuestos alifáticos se sintetizan por:

Nitración en fase gaseosa de alcanos

Reacción S

_N

2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

Nitración electrofílica

de aniones enolato

Nitración en fase gaseosa de alcanos

Síntesis de Nitro-Compuestos

Síntesis de Nitro-Compuestos

Cuando se hace reaccionar al nitrito de sodio (el cual

actúa como un nucleófilo

ambivalente, a través del O o

del N como nucleófilos) se obtienen dos productos: un

nitro compuesto o bien un éster nitrito

Reacción S

_N

2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

El uso de nitrito de plata produce únicamente el

nitro compuesto

El AgNO

es insoluble en éter, por lo que se evitan

reacciones laterales

Reacción S

_N

2 de nitrito sobre halogenuros de alquilo

El uso de los aniones enolato

de compuestos con

metilenos activos, forman un producto muy estable

debido a la formación de un quelato

con el contraion

Nitración electrofílica

de aniones enolato

Oxidación de aminas con perácidos

Los nitro compuestos se pueden obtener por

medio de la oxidación de aminas con perácidos

Oxidación de oximas

con perácidos

Nitro compuestos aromáticos

Estos son sintetizados por medio de la reacción de

sustitución electrofílica

aromática (SEA) con iones NO

como electrófilos

MEZCLAS NITRANTES

HNO

(FUMANTE) +

H

SO

(FUMANTE)

MEZCLA USADA PARA LLEVAR A CABO LA NITRACIÓN SOBRE ANILLOS DISUSTITUÍDOS O TRISUSTITUÍDOS

(10 % DE SO

)

(10 % DE SO

)

(95 A 100 %)

HNO

(FUMANTE) +

H

SO

(FUMANTE)

CH₃ NO₂ NO₂ HNO₃ (f) H₂SO₄ (f) 40 Co CH₃ NO₂ NO₂ O₂N 3 h _{98 %} KMnO₄ H₂O C NO₂ NO₂ O₂N O OH H₂SO₄ NO2 NO₂ O₂N H 70 %

(10 % DE SO

)

(95 A 100 %)

HNO

(FUMANTE) +

H

SO

(FUMANTE)

(98 %)

(65 A 70 %)

HNO

(CONCENTRADO) +

H

SO

(CONCENTRADO)

(98 %)

(65 A 70 %)

HNO

(CONCENTRADO) +

H

SO

(CONCENTRADO)

d = 1.4 A 1.42 g/mL

_{d = 1.84 g/mL}

(98 %)

(65 A 70 %)

HNO

(CONCENTRADO) +

H

SO

(CONCENTRADO)

(98 %)

KNO

+

H

SO

(CONCENTRADO)

d = 1.84 g/mL

(95 A 100 %)

HNO

(FUMANTE) +

Ac

O

(95 A 100 %)

HNO

(FUMANTE) +

Ac

O

HNO

(CONCENTRADO) +

AcOH

(65 A 70 %)

d = 1.4 A 1.42 g/mL

MEZCLAS NITRANTES

„

„

El

El

grupo

grupo

controla

controla

la

la

regioqu

regioqu

í

í

mica

mica

HNO

₃

(CONCENTRADO) +

AcOH

(65 A 70 %)

PROBLEMAS

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

ÁCIDO-BASE

Formación de Aniones

Las bases conjugadas, se forman con facilidad

cuando se tratan con una base fuerte. Dichos

aniones se encuentran estabilizados por

resonancia (aniones nitronato):

Los protones en el nitrometano, MeNO

, tienen un pKa

de 10.2, por lo que una base apropiada para llevar a

cabo la reacción ácido-base podría ser el KOH. Como el

ion

nitronato

esta deslocalizado, es una base blanda

que reacciona con ácidos blandos

REACIONES DE NITROCOMPUESTOS

Reacción de Henry

Esta es una reacción análoga a la reacción Aldólica

O N O H O O N O O H H O N O O H H O N O H

MECANISMO REACCIÓN DE HENRY

Si el aldehído es alifático, se necesita utilizar

anhídrido acético para llevar a cabo la eliminación

O N O R H O + N O H O R OH O O O N O N O R H

EJEMPLO RECIENTE

REACCIÓN DE HENRY

A New Copper Acetate-Bis(oxazoline)-Catalyzed, Enantioselective Henry Reaction D. A. Evans, D. Seidel, M. Rueping, H. W. Lam, J. T. Shaw, C. W. Downey, J. Am.

Cloruro de cetiltrimetilamonio

(CTACl)

A Convenient Samarium-Promoted Synthesis of Aliphatic (E)-Nitroalkenes under Mild Conditions

J. M. Concellón, P. L. Bernad, H. Rodríguez-Solla, C. Concellón, J. Org. Chem.,

2007, 72, 5421-5423.

Ephedrine (EPH) is a sympathomimetic amine commonly used as a stimulant, appetite suppressant, concentration aid, decongestant, and to treat hypotension

associated with anaesthesia. Ephedrine is similar in structure to the synthetic derivatives amphetamine and methamphetamine. Chemically, it is an alkaloid

Los aniones nitronato

por si mismos pueden actuar

como nucleófilos

ambidientes

que pueden actuar

tanto por el C (nucleófilo

suave) o por el O (nucleófilo

fuerte). Estos centros reaccionarán con electrofilos

(suaves o duros, respectivamente).

La adición de Michael es una adición conjugada al doble enlace de un centro ácido suave de un éster, siendo el grupo carbonilo el centro ácido duro

Adición de Michael

Arthur Michael, nació en Buffalo, New York

Ionic

Liquid

as Catalyst

and

Reaction

Medium. The

Dramatic

Influence

of

a

Task-Specific

Ionic

Liquid,

[bmIm]OH, in Michael

Addition

of

Active

Methylene

Compounds

to

Conjugated

Ketones,

Carboxylic

Esters, and

Nitriles

B. C. Ranu, S. Banerjee,

John Ulric Nef 1862-1915

John Ulric Nef (Johann Ulrich Nef) nacio en suiza y sus padres emigraron a norteamerica. Descubrío la reacción de Nef

Este comportamiento, ambivalente se puede ver en la

reacción Nef

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic

Nitroalkenes: Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted Ketones C. A. Luchaco-Cullis, A. H. Hoveyda, J. Am. Chem. Soc., 2002, 124, 8192-8193.

Cu-Catalyzed Enantioselective Conjugate Addition of Alkylzincs to Cyclic Nitroalkenes: Catalytic Asymmetric Synthesis of Cyclic α-Substituted Ketones

C. A. Luchaco-Cullis, A. H. Hoveyda, J. Am. Chem. Soc., 2002, 124, 8192-8193.

Simple Conversion of Nitro Group Into Carbonyl Group

Synthetic Communications, 1998, 28(16), 3057-3064.

Paolo Ceccherelli,† Massimo Curini, Maria Carla Marcotullio, * Francesco Epifano and Ornelio Rosati

Sustrato Producto Rendimiento _(%) Nitrociclohexano (15_{) Ciclohexanona (9) 81} 5-Nitro-2-hexanona (26_{) 2,5-hexanodiona (12}a_{) 75} Etilencetal de la 5-Nitro-2-hexanona (37₎ Mono-etilidencetal de la 2,5-hexanodiona (137₎ 87

5-Nitro-2-hexanol (48_{) Materia prima}

5-acetoxi-2-nitrohexano (5) 5-acetoxi-2-hexanona (14) 93 5-Nitro-2-hexanol TBDMS éter (6) 5-hidroxi-2-hexanona₍₁₅₎ TBDMS éter 88 3-(1-Nitroetil)-ciclohexanol (79_{) 3-Acetilciclohexanol (16) 85}

1-Nitrohexano (85_{) Ácido hexanoíco (17}a_{) 98}

4-Nitro-2-butanol (910_{) Ácido 3-Hidroxibutírico (18}12_{) 70}

Fenilnitrometano (1011_{) Ácido benzoíco (19}a_{) 91}

REACCIÓN CON OXONO

O H O

o o

ORBITAL HOMO DE MÁS ALTA ENERGÍA

ORBITAL LUMO DE LA MOLÉCULA ACEPTORA

Unprecedented, selective Nef reaction of secondary nitroalkanes promoted by DBU under basic homogeneous conditions

REACCIÓN DE NEF

Conversion of Nitro Groups into Carbonyls

JOHN E. McMURRY AND JACK MELTON, J . Org. Chem., 1973,

El método reductivo permite obtener oximas, las cuales pueden hidrolizadas a los compuestos carbonílicos correspondientes. El titanio (III) permite reducir el enlace N-O, ya que el titanio muestra una fuerte afinidad hacia el oxígeno, lo cual facilita la hidrólisis completa para que ocurra la conversión

REACCIÓN DE NEF

N O O H N O O H _Ti Cl Cl Cl _N O O H Ti Cl Cl (III) TiCl₃ + Cl N O O H Ti Cl Cl (III) TiCl₄ + TiCl₃ N O O H Ti Cl Cl (III) TiCl₃ N O O H Ti Cl Cl + (III) H O H N O H H + HO TiCl₃ (IV) H O H

N O H H H O H + N O H H O H H H O H H O H H N O H H O H H N O H H O H H + N O H H O H H +

Et₂ O·BF₃ + 2 Et₂ O + 3 C₂ H₃ (O)CH₂ Cl → 3 Et₃ O+_BF

4- + B[(OCH(CH2 Cl)CH2 OEt]3 Hans Meerwein (Mayo 20, 1879,

Hamburgo, Alemania – Octubre 24, 1965, Marburgo, Alemania)

Hans Meerwein alrededor de sus estudiantes, debajo de los doctores Graeb, Bieker, Müller, Haffner, Gies, von Rinteln y otros. La fotografía proviene de la herencia del famoso químico.

La O-alquilación es posible con un

agente alquilante

duro

como el reactivo de Meerwein

que actúa como

una fuente de Me

La naturaleza ambidiente

del grupo nitro hace que

éste sea un reactivo muy versátil

REDUCCIÓN

En principio la reducción de un grupo nitro debe de

seguir los siguientes paso:

La reducción de los grupos nitroso en general es más

fácil de llevar a cabo, pero la ventaja de la reducción de

los grupos nitro es que esta se puede llevar a cabo de

diferentes maneras

Se pueden usar metales como Fe, Zn, Sn, los cuales en

presencia de medio H

_{permiten reducir el grupo –NO}

2

por una

secuencia de dos reacciones: transferencia de un solo electrón

(Single Electron Transfer, (SET))/protonación

REDUCCIÓN

REDUCCIÓN

REDUCCIÓN

REDUCCIÓN

MEDIO BÁSICO

REDUCCIÓN

Las reacciones de H

/Pd

(o bien Pt) se puede utilizar para

llevar a cabo una reacción en la que se transfiere

heterogeneamente

un H:

_{a la superficie del metal y de}

éste al grupo nitro

HIDROGENACIÓN CATALÍTICA

Palladium-catalyzed reduction of aromatic nitro groups to amines can be accomplished in high

yield, with wide functional group tolerance and short reaction times at r.t. using aqueous potassium fluoride and polymethylhydrosiloxane (PMHS) for aromatic nitro groups. Aliphatic nitro compounds are reduced to the corresponding hydroxylamines using triethylsilane instead of PMHS/KF.

A microwave-assisted, palladium-catalyzed catalytic transfer hydrogenation of different homo- or heteronuclear organic compounds using formate salts as a hydrogen source was performed in ([bmim][PF₆]. Essentially pure products could be isolated in

El bisulfuro de sodio (NaSH) o el polisulfuro

de sodio

(Na

S

) o el sulfuro de amonio ((NH

)

S

) se pueden

utilizar para reducir regioselectivamente

un grupo nitro

de otros presentes en la misma molécula y es posible

que dicha reacción también proceda a través de

reacciones SET:

REACTIVOS CON AZUFRE (S)

O N R O N R O R N OH N R H H H [H] _{[H] [H]}

NITRO NITROSO _{HIDROXILAMINA}ALQUIL- AMINA

O N R O N R O R N OH N R H H H [H] _{[H] [H]}

O N R O N R O _{R N} OH N R H H H [H] _{[H] [H]}

O N R O N R O R N OH N R H H H [H] _{[H] [H]}

NITRO NITROSO _{HIDROXILAMINA}ALQUIL- AMINA

Los reactivos como el LiAIH

(pero no el NaBH

)

pueden reducir al grupo nitro por la transferencia

de un hidruro, H:

_{. El producto dependerá}

_{de la}

naturaleza del agente reductor, pero el punto final

será

una amina

HIDRUROS METÁLICOS

4 LiH

+ AlCl

→

LiAlH

+ 3 LiCl

Na

+ Al + 2 H

→

NaAlH

NaAlH

₄

+ LiCl

→

LiAlH

₄

+ NaCl

Otra manera de obtener LAH

LiAlH

+ 4 H

O LiOH

+ Al(OH)

+ 4 H

Problema:

descomposición del LAH en presencia de

agua

Reduction of Organic Compounds by Lithium Aluminum Hydride. III. Halides, Quinones, Miscellaneous Nitrogen Compounds1

Robert F. Nystrom, and Weldon G. Brown

(b)

(i) LiAlH₄, THF, reflujo;

(ii) Boc₂O, NaHCO₃, THF/H₂O.

(a) CH₃NO₂, NH₄OAc, reflujo (a) (b) J. Med. Chem. 2006, 49, 1101-1112

Trace Amine-Associated Receptor Agonists: Synthesis and Evaluation of Thyronamines and Related Analogues

Jakob Meisenheimer

(14 junio de 1876 –

2 diciembre de 1934).

Químico alemán

REACCIÓN DE SNA (MEISENHEIMER)

Nu + X NO₂ NO₂ X N N Nu O O O O Nu NO₂ NO₂ + X Nu Ph O X: I Cl Br F O₂N Nu = H₃C O = H₃C S 1.00 5.20 3.40 3,100.00 0.88 2,590.00

REACCIÓN DE SNA (MEISENHEIMER)

REACCIÓN DE SNA (MEISENHEIMER)

INFLUENCIA DEL GRUPO

MIECZYSLAW MAKOSZA Y JERZY WINIARSKI EN 1987

Vicarious nucleophilic substitution of hydrogen. Mieczysław Mąkosza and Jerzy Winiarski; Acc. Chem. Res.; 1987; 20(8) pp 282 - 289

Synthesis of heterocyclic compounds via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen Mieczysław Mąkosza; Pure & Appl. Chem., Vol. 69, No. 3, pp. 559-564, 1997

A. R. Katritzky, L. Xie, Tetrahedron Lett., 1996, 37, 347-350.

para-Formylation of nitroarenes via vicarious nucleophilic substitution of hydrogen with tris(benzotriazol-1-yl)methane

1,1,1-Trimethylhydrazinium Iodide: A Novel, Highly Reactive Reagent for Aromatic Amination via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

P. F. Pagoria, A. R. Mitchell, R. D. Schmidt, J. Org. Chem., 1996, 61, 2934-2935.

Hydroxylation of Nitroarenes with Alkyl Hydroperoxide Anions via Vicarious Nucleophilic Substitution of Hydrogen

M. Makosza, K. Sienkiewicz, J. Org. Chem., 1998, 63, 4199-4208.

Nitroarenes react with anions of tert-butyl and cumyl hydroperoxides in the

ESPECTROSCOPÍA

El 

alargamiento 

del 

enlace 

N=O 

se 

observa 

en 

señales 

a 

1500‐1600 

cm

_, 

_las 

_cuales 

_si 

_se 

_comparan 

_con 

_las 

_del 

_enlace 

C=O 

en 

1650‐1800 

cm

_, 

_se 

_observa 

_que 

_el 

_primer 

_grupo 

_esta 

muy desprotegido (polarizado) 

RMN –

1

_H

Para un prot

Para un prot

ó

ó

n CH, adyacente a el grupo

n CH, adyacente a el grupo

–

–

NO2

NO2

,

,

se observa un desplazamiento qu

se observa un desplazamiento qu

í

í

mico

mico

δ

δ

= 4.3,

= 4.3,

debido al efecto

U.V

.

El grupo nitro da lugar a un desplazamiento

El grupo nitro da lugar a un desplazamiento

pronunciado de la

pronunciado de la

λ

λ

en la que se presenta la

en la que se presenta la

ε

ε

hacia longitudes de onda m

hacia longitudes de onda m

á

á

s largas cuando est

s largas cuando est

á

á

conjugado a sistemas insaturados

conjugado a sistemas insaturados

π

π

, el cual es un

, el cual es un

efecto