Riarrangiamento di Favorskii: Meccanismo e Applicazioni nella Sintesi degli Steroidi
Il riarrangiamento di Favorskii è una reazione organica che coinvolge ciclopropanoni e chetoni α-alogenati, portando alla formazione di derivati di acidi carbossilici. Questa tipologia di reazioni, note anche come trasposizioni, sono comuni nelle sintesi organiche per produrre composti con maggiore stabilità termodinamica.
Nel 1914, il chimico russo Alexei Yevgrafovich Favorskii osservò una contrazione dell’anello dalla reazione tra il 2-clorocicloesanone e un alcossido, simile alla reazione di Wallach, anche conosciuta come degradazione di Wallach, che converte il 2,6-dibromocicloesanone in ciclopentanone.
I chetoni α-alogenati con α’-idrogeni acidi in presenza di basi nucleofile come idrossidi, alcossidi o ammine subiscono il riarrangiamento di Favorskii. Il prodotto della reazione è un acido carbossilico o un suo derivato come un estere o un’ammide. Inoltre, il riarrangiamento di Favorskii è uno dei metodi per ottenere la contrazione di un anello nell’ambito della sintesi organica.
Il riarrangiamento di Favorskii può produrre esteri quando si usano alcossidi come basi, mentre se vengono usate ammine, si ottengono ammidi come prodotti di reazione.
Meccanismo
Il meccanismo di reazione coinvolge diversi stadi, con l’attacco della base all’α’-idrogeno, seguito dalla formazione di un carbanione o di un enolato. Successivamente, si verifica una sostituzione nucleofila intramolecolare che porta alla formazione di un ciclopropanone e un’addizione nucleofila al gruppo carbonilico del ciclopropanone, seguita dalla rottura del legame CO-C e la protonazione del carboanione.
Applicazioni
Il riarrangiamento di Favorskii è utilizzato nella sintesi degli steroidi e costituisce il passaggio chiave nella costruzione dello scheletro del cubano, un idrocarburo policiclico avente otto atomi di carbonio disposti ai vertici di un cubo. Il cubano è stato sintetizzato utilizzando due riarrangiamenti di Favorskii, ed è importante poiché fino ad allora non si riteneva che potessero esistere molecole con una tale geometria. Pur essendo una molecola stabile dal punto di vista cinetico, la tensione degli angoli di legame rende il cubano reattivo e utile nei combustibili e negli esplosivi.