Aldehídos y cetonas II:
Reactividad de iones enolato
✓
✓
✓
✓
✓
✓
✓
Formación y estabilidad de iones enolato.
Tautomería ceto-enólica.
Racemización vía enoles.
Alquilación de iones enolato.
Alquilación de enaminas: reacción de Stork.
-Halogenación de compuestos carbonílicos.
Reacciones de los compuestos carbonílicos halogenados.
✓ Reacciones de adición y condensación aldólica.
✓ Adiciones a compuestos carbonílicos ,-insaturados.
✓ Otras reacciones de los compuestos carbonílicos.
Tema 19: Aldehídos y cetonas II: reactividad de iones enolato
Francisco José Romero Salguero
1
Formación y estabilidad de iones
enolato
O


R C C C
H H
hidrógenos en 
(pKa = 16-20)
H
pKa
O
15.7
H
R
O
H
16-19
O
R C C
H
hidrógenos en 
(pKa = 40-50)
H
H C C H
H
C C
H
20
25
H
H H
H C C H
H H
44
50
acidez
Tema 19: Aldehídos y cetonas II: reactividad de iones enolato
Francisco José Romero Salguero
2
Formación y estabilidad de iones
enolato
O
H
C C
B
O
O
C C
R
C
C C
R
C

R'
C
O
C
O

anión enolato
pKa
CH3 CH CH2
CH3 CH O
hidrógeno alílico
hidrógeno 
42
16.7
interacción favorable carga-dipolo
O
C
C
Tema 19: Aldehídos y cetonas II: reactividad de iones enolato
Francisco José Romero Salguero
3
Tautomería ceto-enólica
O
H
C C
O
OH
+
O
C C
HO
C C
+ H2O
ion enolato
forma ceto
forma ceto
CH3
acetaldehído
O
C H
( 100%)
CH3
acetona
O
C CH3
C C
+
OH
forma enol
(alcohol vinílico)
forma enol
CH2
OH
C H
(extremadamente pequeña)
CH2
OH
C CH3
(>99%)
(1.5 · 10-4 %)
O
OH
ciclohexanona
E (C-O)= 87 kcal mol-1
E (C-C)= 60 kcal mol-1
(98.8%)
(1.2%)
Tema 19: Aldehídos y cetonas II: reactividad de iones enolato
Francisco José Romero Salguero
4
Tautomería ceto-enólica
La 2,4-pentanodiona existe en la forma enol en un 76%
H3C
O
C
H
C
H
O
C
CH3
H3C
O
C
H
C
H
O
C
CH3
Tautomería ceto-enólica catalizada por ácidos
O
H
C C
forma ceto
H O
+
H
H
C C
H O
carbonilo protonado
H
C C
HO
C C
+
H
forma enol
Tema 19: Aldehídos y cetonas II: reactividad de iones enolato
Francisco José Romero Salguero
5
Racemización vía enoles
H
H
O
O
H
*
CH3
hidrógenos enolizables
H o
H
O
CH3
OH
aquiral
CH3
H
configuración (S)
configuración (R)
Tema 19: Aldehídos y cetonas II: reactividad de iones enolato
Francisco José Romero Salguero
6
Alquilación de iones enolato
CH3
CH3
CH
N H
CH3 CH
CH3
+
C4H9Li
n-butil litio
diisopropilamina
N
Li
CH3 CH
CH3
+
C4H10
n-butano
diisopropilamiduro
de litio
O Li
O H
R C C
+
(i-C3H7)2N
cetona
(pKa 20)
O
CH3
CH3
CH
Li
DAL
+
(i-C3H7)2N H
diisopropilamina
(pKa = 40)
sal de litio
del enolato
O Li
H
H
H
+
ciclohexanona
(pKa = 17)
R C C
(i-C3H7)2N
Li
+
enolato de litio
de la ciclohexanona
(100%)
(i-C3H7)2N H
(pKa = 40)
Tema 19: Aldehídos y cetonas II: reactividad de iones enolato
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7
Alquilación de iones enolato
O R'
R C CH R'
+
(i-Pr)2N
Li
O R'
R C C R'
Li
+
(i-Pr)2N H
cetona enolizable
enolato
O R'
R C C R'
Li
+
R''
O R'
R C C R'
CH2 R''
CH2 X
halogenuro
no impedido
O CH3
Ph C CH CH3
+
LiX
cetona sustituida
1) LDA
2) Ph CH2 Br
O CH3
Ph C C CH3
CH2 Ph
Tema 19: Aldehídos y cetonas II: reactividad de iones enolato
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8
Alquilación de iones enolato
Regioselectividad
B
H
O
O
CH3
CH3
base débil
disolvente prótico
enolato
termodinámico
2-metilciclohexanona
O
CH3
H
H
O
Li
OSi(CH 3)3
Li
CH3
N(i-C3H7)2
DME
(CH3)3Si Cl
CH3
THF
(99%)
enolato
cinético
O Si(CH 3)3
O
CH3
CH3
F
+ (CH3)3SiF
O Si(CH 3)3
CH3
CH3
O
Li
Li
CH3
+
(CH3)3Si
CH3
Tema 19: Aldehídos y cetonas II: reactividad de iones enolato
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9
Alquilación de iones enolato
Regioselectividad
O
CH3
O
LDA
DME
CH3
O
Li
CH3 I
(- LiI)
CH3
CH3
(56%)
C6H5CH2 Br
(- LiBr)
O
CH3
CH2C6H5
(42-45%)
Tema 19: Aldehídos y cetonas II: reactividad de iones enolato
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10
Alquilación de enaminas:
reacción de Stork
O
C
R
R
R
N
N
H
+
amina 2ª
R
C
R
OH
R
N
H
C
H
R
O
R
R
N
C
N
C
H
R
carbinolamina 2ª
no hay protón
en el N
R
R
N
C
R
C
R
N
C
H2O
H
C
quita el
protón 
H
enamina
R
R
N
C
R
C
enamina
H
E
electrófilo
R
N
C
C
R
R
N
C
E
C
E
H3O
O
C
C
E
sal de iminio
Tema 19: Aldehídos y cetonas II: reactividad de iones enolato
Francisco José Romero Salguero
11
Alquilación de enaminas:
reacción de Stork
Halogenuros y enaminas
Ph CH2 X
C C CH2 X
CH3 X
O
R C Cl
halogenuros
de bencilo
halogenuros
de alilo
halogenuros
de metilo
halogenuros
de acilo
O
N
+
ciclohexanona
H
H
N
H
pirrolidina
pirrolidina enamina
de la ciclohexanona
Tema 19: Aldehídos y cetonas II: reactividad de iones enolato
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12
Alquilación de enaminas:
reacción de Stork
O
N
N
H
H3O
H
CH2 Br
Ph
CH2Ph
bromuro
de bencilo
H
CH2Ph
O
H Cl C CH3
cloruro
de acilo
N
H H
cetona alquilada
sal de iminio
alquilada
Cl
N
+
N
Cl
O
C
CH3
H
N
O
C CH3
H
O
H3O
sal de iminio
acilada
Tema 19: Aldehídos y cetonas II: reactividad de iones enolato
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O
C CH3
H
-dicetona
13
-Halogenación de compuestos
carbonílicos
-Halogenación de aldehídos y cetonas catalizada por ácido
Br2
+
O
C CH3
Br
HOAc
25 ºC
O
C CH2 Br
Br
+
HBr
1-(4-bromofenil)-2-bromoetanona
(69-72%)
p-bromoacetofenona
Cl
O
ciclohexanona
+
Cl2
H3O
O
+
HCl
2-clorociclohexanona
(61-66%)
Tema 19: Aldehídos y cetonas II: reactividad de iones enolato
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14
-Halogenación de compuestos
carbonílicos
Mecanismo
O
C CH
HO
C C
H3O
aldehído
o cetona
enol
O H
OH
C C
C
O H
C
Br
C
C
Br
Br
Br Br
O
C C
Br
+
HBr
-halocetona
Velocidad = k [cetona] [H3O+]
Tema 19: Aldehídos y cetonas II: reactividad de iones enolato
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15
-Halogenación de compuestos
carbonílicos
¿Monohalogenación?
Br Br
HO
HO
C C
Br
C C Br
Br
Br
carbocatión intermedio desestabilizado
por dos átomos de bromo
enol halogenado
O
C CH3
+
2 Cl2
O
C CHCl2
CH3COOH
2 HCl
−dicloroacetofenona
acetofenona
¿Puede -halogenarse
un aldehído?
+
O
R C H
aldehído
+
X2
+
H2O
O
R C OH
+
2 H X
ácido
Tema 19: Aldehídos y cetonas II: reactividad de iones enolato
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16
-Halogenación de compuestos
carbonílicos
Halogenación de aldehídos y cetonas promovida por bases:
la reacción del haloformo
O
(CH3)3C C CH3
+
Br2
NaOH
H2O / dioxano
0 ºC
O
(CH3)3C C CBr3
trihalometilcetona
hidrógenos 
O
(CH3)3C C CBr3
OH
H3O
O
(CH3)3C C OH
(71-74%)
+
HCBr3
bromoformo
Tema 19: Aldehídos y cetonas II: reactividad de iones enolato
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17
-Halogenación de compuestos
carbonílicos
O
R C CH3
O
R C CH2 +
+ OH
H2O
Mecanismo
de la reacción
del haloformo
O
R C CH2
Br Br
+
O H
R C C Br
H
O H
R C C Br
OH
O
R C CHBr2
O
R C CH2Br
Br Br
Br2
OH
O
R C CBr3
O
R C CBr3
OH
+
Br
O
R C CHBr2
+
Br
H3O
+ H2O
O
R C O H +
O
R C OH
CBr3
O
R C O
+
H CBr3
anión
trihalometilo
OH
+
Br
+ H2O
O
R C CBr3
O
R C O
+
+ H2O
Tema 19: Aldehídos y cetonas II: reactividad de iones enolato
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18
-Halogenación de compuestos
carbonílicos
Prueba del yodoformo
O
Ph C CH3
+
OH
O
Ph C CI3
OH
O
Ph C O
−triyodoacetofenona
acetofenona
OH
R CH CH3
I2 (exceso)
I2
O
R C CH3
+
2 HI
benzoato
I2 (exceso)
OH
+
HCI3
yodoformo
O
R C O
Tema 19: Aldehídos y cetonas II: reactividad de iones enolato
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+
HCI3
19
Reacciones de los compuestos
carbonílicos -halogenados
SN2
(CH3)2S
Br CH2
+
O
C Ph
acetona / H2O
25 ºC, 30 min
CH3
CH3
O
S CH2 C Ph
Br
(85%)
Cl CH2
Cl
SN1
O
C CH3
CH3
KI
+
CH2 CH2 CH3
+
CH3 O
C C CH3
Cl
H3C
H3C
acetona
KI
acetona
muy lento
O
C C CH3
I CH2
O
C CH3
Vel. relativa:
35000
I CH2 CH2 CH3
H3C
O
C C CH3
+
1
Cl
H3C
H3C
O
C C CH3
H3C
estructura
poco importante
Tema 19: Aldehídos y cetonas II: reactividad de iones enolato
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20
Reacciones de adición y condensación
aldólica
Reacciones aldólicas catalizadas por bases
2
CH3
O
C H
NaOH
H2O
CH3
acetaldehído
HO
H CH2
O
C H
CH2
OH
O
CH CH2 C H
3-hidroxibutanal
(aldol)
(50%)
O
C H
+
H2O
ion enolato
CH3
O
C H
CH2
O
C H
2
CH3
CH3
O
C CH3
99%
acetona
O
O
CH CH2 C H
Ba(OH)2
CH3
H OH
CH3
O H
O
CH CH2 C H +
OH
OH
O
C CH2 C CH3
CH3
1%
4-hidroxi-4-metil-2-pentanona
(diacetonalcohol)
Tema 19: Aldehídos y cetonas II: reactividad de iones enolato
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21
Reacciones de adición y condensación
aldólica
2
CH3CH2CH2
O
1 M NaOH
C H
80 ºC
CH3CH2CH2
butanal
OH
O
CH CH C H
CH2CH3
CH3CH2CH2
H2O
2-etil-2-hexenal
(86%)
2-etil-3-hidroxihexanal
OH
H2O
O
+
C
OH
H
C
O
C
producto de
adición aldólica
O
CH C C H
CH2CH3
C C
OH
O
C
intermedio
carbaniónico
C
C C
+
OH
compuesto carbonílico
−insaturado
Tema 19: Aldehídos y cetonas II: reactividad de iones enolato
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22
Reacciones de adición y condensación
aldólica
Condensación aldólica catalizada por ácido
2
CH3
O
C CH3
ácido
CH3
O
C CH3
H2O
H CH3
O C
CH3
H
O
C CH3 + OH2
CH3
CH2
O
C CH C CH3
+
H2O
H3C
acetona
H OH2
H3C
4-metil-3-penten-2-ona
(óxido de mesitilo)
(79%)
H3O
OH
C CH3
enol
O H
CH3
HO C CH2 C CH3
CH3
OH2
O
CH3
HO C CH2 C CH3 + H3O
CH3
−hidroxi carbocatión
(cetona protonada)
O
CH3
HO C CH2 C CH3
CH3
H3O
H3C
O
C CH C CH3
+
H2O
H3C
Tema 19: Aldehídos y cetonas II: reactividad de iones enolato
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23
Reacciones de adición y condensación
aldólica
Reacciones aldólicas cruzadas
CH3
O
C H
etanal
+ CH3CH2
O
C H
OH
H2O
CH3
propanal
OH
O
CH CH2 C H
+
CH3CH2
3-hidroxibutanal
OH
O
CH CH C H
CH3
3-hidroxi-2-metilpentanal
OH
O
CH CH C H
CH3
CH3
+
+
CH3CH2
OH
O
CH CH2 C H
3-hidroxipentanal
3-hidroxi-2-metilbutanal
C6H5
O
C H
benzaldehído
O
H C H
formaldehído
+ CH3CH2
O
C H
OH
10 ºC
propanal
+
CH3 O
CH3CH C H
2-metilpropanal
Na2CO3 dil.
40 ºC
C6H5
CH3 O
CH C C H
2-metil-3-fenil-2-propenal
(-metilcinamaldehído)
(68%)
CH3 O
CH3C C H
CH2OH
3-hidroxi-2,2-dimetilpropanal
(>64%)
Tema 19: Aldehídos y cetonas II: reactividad de iones enolato
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24
Reacciones de adición y condensación
aldólica
Reacciones aldólicas cruzadas
Condensación de Claisen-Schmidt
C6H5
O
C H
+
C6H5
benzaldehído
+
CH3
O
C C6H5
acetofenona
H
NaOH acuoso
100 ºC
acetona
(exceso)
benzaldehído
O
C H
CH3
O
C CH3
O
C CH3
C C
C6H5
+
H2O
H
4-fenil-3-buten-2-ona
(benzalacetona)
(65-78%)
OH
20 ºC
C6H5
O
CH CH C C6H5
1,3-difenil-2-propen-1-ona
(benzalacetofenona)
(85%)
Tema 19: Aldehídos y cetonas II: reactividad de iones enolato
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25
Reacciones de adición y condensación
aldólica
Reacciones aldólicas cruzadas
Condensación de Claisen-Schmidt
O
C H
O
+
CH3
O
C CH3
C2H5ONa
C2H5OH
- 5 ºC
pseudoionona
(49%)
geranial
C6H5
O
C H
+
CH3
O
C C6H5
H2SO4
CH3COOH
O
C C6H5
H
C C
C6H5
H
(95%)
Tema 19: Aldehídos y cetonas II: reactividad de iones enolato
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26
Reacciones de adición y condensación
aldólica
O
O
OH
O
Ciclaciones aldólicas
CH3
CH3
cis-jasmona (perfume)
(90%)
cis-8-undeceno-2,5-diona
O
O
O
CH3
O
OH
O
O
CH3
CH3
OH
CH3
CH3
2,6-heptanodiona
3-metilciclohex-2-enona
CH3
2,7-octanodiona
1-acetil-2-metilciclopenteno
O
CH3
O
O
C CH2CH2CH2CH2 C H
OH
CH3
O
O
C CHCH2CH2CH2 C H
O
C CH3
H
H2O
OH
O
C CH3
O
C CH3
(- H2O)
(- OH
)
H
OH
Tema 19: Aldehídos y cetonas II: reactividad de iones enolato
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27
Reacciones de adición y condensación
aldólica
Reacciones de condensación con nitroalcanos
O
R CH2 N
O
+
B
R CH N
O
O
R CH N
O
nitroalcano
(pKa = 10)
+
H B
O
anión estabilizado por resonancia
C6H5
O
C H
+
CH3 NO2
C6H5 CH CH NO2
OH
H2 , Ni
C6H5 CH CH NO2
C6H5 CH2 CH2 NH2
Tema 19: Aldehídos y cetonas II: reactividad de iones enolato
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30
Adiciones a compuestos carbonílicos
,-insaturados
Adición conjugada nucleofílica
O
C C C
O
C C C
O
C C C
A
B
C

O
C

O
Ph CH CH C Ph
CH3 CH CH2
+
+
NaCN
NaCN
C
C

CH3COOH
C2H5OH
35 ºC
CH3COOH
Ph CH CH2
CN
O
C Ph
(93-96%)
no hay reacción
Tema 19: Aldehídos y cetonas II: reactividad de iones enolato
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34
Adiciones a compuestos carbonílicos
,-insaturados
Mecanismo
O
Ph CH CH C Ph
O
Ph CH CH C Ph
CN
O
Ph CH CH C Ph
CN
ion enolato
CN
H OAc
Ph CH CH2
CN
O
C Ph
producto observado
OH
Ph CH CH C Ph
CN
forma enólica del producto
Tema 19: Aldehídos y cetonas II: reactividad de iones enolato
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35
Adiciones a compuestos carbonílicos
,-insaturados
CH3
O
C CH CH Ph
+
HN
CH3
O
N
C CH2 CH Ph
(85%)
O
O
+
O
CH3SH
OH
SCH3
H
CH3OH
0 ºC
OH
SCH3
OH
Tema 19: Aldehídos y cetonas II: reactividad de iones enolato
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36
Adiciones a compuestos carbonílicos
,-insaturados
Adición conjugada catalizada por ácido
CH2
O
CH C Ph
CH2
+
Et2O
HBr
OH
CH C Ph
CH2
Br
CH2
OH
CH C Ph
Br
Br CH2 CH2
O
C Ph
OH
CH C Ph
Br
+
CH2
Br
OH
CH C Ph
(enol)
(inestable)
CH2 CH2
Br
O
C Ph
Tema 19: Aldehídos y cetonas II: reactividad de iones enolato
Francisco José Romero Salguero
37
Adiciones a compuestos carbonílicos
,-insaturados
Adición conjugada vs. reacciones del grupo carbonilo
¿Cuál?
O
R CH CH C R
O
R CH CH2 C R
H Nuc
Nuc
OH
R CH CH C R
Nuc
H Nuc
reversible
O
R CH CH C R
+
H CN
adición conjugada
(adición 1,4)
OH
R CH CH C R
CN
adición al carbonilo
(adición 1,2)
¿Por qué?
producto de adición carbonílica (cinético)
(menos estable)
irreversible
O
R CH CH2 C R
CH2 CH CH2 OH
CN
producto de adición conjugada (termodinámico)
(más estable)
Hof
CH3 CH2
O
C H
alcohol alílico
propionaldehído
-132 kJ/mol
(-31.6 kcal/mol)
-192 kJ/mol
(-45.9 kcal/mol)
Tema 19: Aldehídos y cetonas II: reactividad de iones enolato
Francisco José Romero Salguero
38
Adiciones a compuestos carbonílicos
,-insaturados
Adición conjugada de iones enolato
Donadores de Michael
O
O
R C CH C R'
Arthur Michael
(1887)
-dicetona
O
O
R C CH C OR'
-ceto éster
R2CuLi
dialquilcuprato de litio
Aceptores de Michael
CH2
O
CH C H
aldehído conjugado
CH2
O
CH C R
cetona conjugada
CH2
O
CH C OR
éster conjugado
CH2
O
CH C NH2
amida conjugada
N
C C
O
R C CH C N
O
R C CH NO2
enamina
-ceto nitrilo
CH2 CH C N
nitrilo conjugado
CH2 CH NO2
nitroetileno
-nitrocetona
Tema 19: Aldehídos y cetonas II: reactividad de iones enolato
Francisco José Romero Salguero
39
Adiciones a compuestos carbonílicos
,-insaturados
Adición conjugada de iones enolato: mecanismo
O
O
OH
O
Ph CH CH C Ph
O
Ph
CH
CH 
C O
Ph
O
H3O
O
Ph
CH
CH2
C O
Ph
Tema 19: Aldehídos y cetonas II: reactividad de iones enolato
Francisco José Romero Salguero
40
Adiciones a compuestos carbonílicos
,-insaturados
Anelación de Robinson
Sir Robert Robinson
Premio Nobel 1947
(alcaloides)
O
CH3
+ CH2
O
O
CH C CH3
KOH
MeOH
O CH
3
CH2
O
adición de
Michael
NH
O CH
3
CH2
C O
CH3
benceno
(- H2O)
condensación
aldólica
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O
(63-65%)
41
Adiciones a compuestos carbonílicos
,-insaturados
Reducción de compuestos carbonílicos ,-insaturados
O
HO H
LiAlH4
éter
CH3
H3O
CH3
(98%)
O Li
(irreversible)
R CH CH C R
H AlH 3
O Li
HO
AlH 3 + R CH CH C R 3
H
O
Ph CH CH C Ph
1,3-difenil-2-propen-1-ona
+
H2
Pt, 3 atm
EtOAc
OH
R CH CH C R + sales Li , Al 3
H
Ph CH2 CH2
O
C Ph
1,3-difenil-1-propanona
(81-95%)
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42
Adiciones a compuestos carbonílicos
,-insaturados
Reacciones de los compuestos carbonílicos ,-insaturados
con reactivos organometálicos
Adición de reactivos de organolitio al grupo carbonilo
O
CH3
C CH C CH3
CH3
+
PhLi
H2O
4-metil-3-penten-2-ona
(óxido de mesitilo)
OH
CH3
C CH C CH3
CH3
Ph
4-metil-2-fenil-3-penten-2-ol
(67%)
Adición conjugada de dialquilcupratos de litio
O
O
H
2-ciclohexenona
(CH3)2Cu
Li
éter, -78 ºC
H2O
H
H
CH3
3-metilciclohexanona
(97%)
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Otras reacciones de los compuestos
carbonílicos
Condensación benzoínica
C6H5
H
C
O
H
+ C C6H5
O
KCN
C6H5
H
C C C6H5
OH O
benzoína
O
Ar C H
CN
O
Ar C H
CN
H2O
OH
OH
Ar C H
CN
OH
H2O
OH
Ar C
CN
O
Ar C H
O
Ar C
OH
C Ar
H
CN
O OH
Ar C
C Ar
CN H
OH
H2O
OH OH
Ar C
C Ar
CN H
OH O
Ar C
C Ar
OH
CN H
H2O
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