Reducción de Wolff-Kishner: mecanismo, componentes y proceso

Publicado el 1 octubre, 2020

Esquema de reducción de Wolff-Kishner

La reducción de Wolff-Kishner es la reducción de compuestos de carbonilo a hidrocarburos calentándolos con hidrato de hidracina y una base. En este proceso, el grupo carbonilo (> C = O) se convierte en> grupo CH 2 a través de> C = N. Se desprende gas nitrógeno y NH 2 . Entonces, la reacción básicamente convierte grupos carbonilo en grupos metileno. Para expulsar el gas nitrógeno, que es un producto secundario de la reacción, es necesario utilizar un disolvente de alto punto de ebullición como etilenglicol .

Esta es una reducción de aldehídos y cetonas; otros grupos reducibles, como los dobles enlaces carbono-carbono y los grupos nitro, no suelen verse afectados en las condiciones de esta reacción.


Esquema de reducción de Wolff-Kishner
reducción de wolff kishner

El primer procedimiento de la reducción es calentar el compuesto de carbonilo con hidrato de hidrazeno y etóxido de sodio en un tubo sellado a 180 ° C.

Mecanismo

La reducción de Wolff-Kishner tiene lugar en dos etapas.

1. El primer paso de la reacción es la conversión del compuesto de carbonilo en un derivado de hidrazona. Esto sucede en dos pasos:

a) Ataque nucleofílico de la hidrazina al grupo carbonilo. Es el paso más lento de toda la reacción, por lo que se denomina paso de determinación de la velocidad abreviado como RDS.

b) La eliminación de la molécula de agua

2. El segundo paso de la reacción convierte> C = N. NH 2 en> CH 2 . Esto ocurre en tres pasos:

a) Reacción de tautomerización catalizada por una base del derivado de hidrazona.

b) Formación de un carbanión con desprendimiento de nitrógeno gaseoso.

c) Protonación del carbanión por el agua para formar el producto deseado


Mecanismo de reducción de Wolff-Kishner
mecanismo de wolff kishner

Hay tres limitaciones principales de la reducción de Wolff-Kishner:

a) La reducción requiere una temperatura elevada.

b) No se puede utilizar para cetonas con impedimento estérico.

c) Aunque el proceso es específico para grupos carbonilo, a veces tiene lugar la migración del doble enlace en lugar del mecanismo esperado de la reacción cuando se forman productos no deseados como compuestos de carbonilo alfa, beta insaturados en la reacción.

Modificaciones

Algunas de las limitaciones de la reacción original se superan modificando el procedimiento como se muestra a continuación.

Reducción de Huang Minlon

1. En este proceso, los compuestos de carbonilo se calientan fuertemente con una solución alcalina (KOH) e hidrato de hidrazina en etilenglicol a reflujo. Dado que el gas nitrógeno se forma como uno de los productos secundarios en esta reacción, que debe eliminarse pronto del recipiente de reacción, es necesario un disolvente de alto punto de ebullición, como etilenglicol, que aleja el gas del recipiente de reacción. Las ventajas de esta modificación son

a) Es fácil realizar la reacción.

b) Pueden aislarse productos puros.

c) También se pueden reducir las cetonas estéricamente impedidas.


Modificación de Wolff-Kishner Huang
Modificación de Wolff Kishner Huang

Una desventaja de la reacción es que el producto requiere destilación.

Cram y col. Modificación

La reducción se lleva a cabo en medio de dimetilsulfóxido a temperatura ambiente utilizando t-butóxido de potasio como catalizador. Las ventajas de esta modificación son

a) La reacción se puede realizar a temperatura ambiente.

b) Pueden reducirse las cetonas estéricamente impedidas.

c) Los compuestos de carbonilo alfa, beta insaturados se pueden reducir para formar alquenos o derivados de alqueno.

Las desventajas de la reacción son

a) La reacción es muy lenta.

b) Es necesario aislar y eliminar el derivado de hidrazona que se forma como intermedio.

c) El producto requiere purificación.

Los mecanismos de ambos procesos son similares a los de la reducción de Wolff-Kishner.

Solicitud

Puede obtenerse una variedad de alquil aril cetonas usando otros procesos; luego, usando este proceso de reducción, las alquil aril cetonas se convierten en compuestos con la forma Ar – CH 2 – R. Esto hace que la reacción de Wolff-Kishner sea una reacción de reducción importante en la síntesis industrial de derivados de alquilo lineales largos unidos a anillos de benceno.

Resumen de la lección

Esta lección habla sobre la reducción de compuestos carbonílicos a hidrocarburos saturados en presencia de hidrato de hidracina, un proceso conocido popularmente como reducción de Wolff-Kishner . El mecanismo implica la conversión de un compuesto de carbonilo en un derivado de hidrazona, seguido de la conversión de> C = N. NH 2 en> CH 2 . La modificación de la reacción implica un álcali fuerte que ayuda a producir cetonas estéricamente impedidas.

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