Factores que controlan la distribución de azidas alílicas en el equilibrio

Abstract

Las azidas alílicas son bloques de construcción para la síntesis de productos naturales y heterociclos nitrogenados de relevancia farmacológica. Sin embargo, han sido subutilizadas en síntesis orgánica debido a que se encuentran en equilibrio a temperatura ambiente debido al reordenamiento de Winstein, generan una mezcla de regioisómeros imposibles de separar por métodos cromatográficos.1 Con el propósito de identificar los factores que afectan la estabilidad de los regioisómeros, y la distribución poblacional en el equilibrio de las azidas alílicas, realizamos un estudio teórico de diversos derivados con diferentes patrones de sustitución. Las interacciones interatómicas fueron analizadas utilizando los enfoques de la teórica cuántica de átomos en moléculas (QTAIM), el índice de interacciones no covalentes y el análisis de los orbitales naturales de enlace (NBO). Los resultados encontrados muestran que en los regioisómeros sustituidos con un grupo CH2OH cercano al grupo azida (regioisómero b, Figura 1) se presenta una interacción entre los ambos grupos con características de interacción electrostática débil y no de enlace de hidrógeno como fue sugerido previamente.2 Esta interacción conduce a una orientación espacial favorable de los orbitales C=C y *Za para una mejor superposición. En cambio, cuando el grupo CH2OH se encuentra unido al doble enlace (regioisómero a) la interacción débil entre el grupo OH y un H del grupo alílico desfavorece la hiperconjugación C=C→ *Za. Estos resultados explican el corrimiento observado experimentalmente hacia los regiosimeros b en el equilibrio, en relación con las azidas alílicas alifática. Por otro lado, se encontró una buena correlación (R2 =0,99) entre el porcentaje de azidas terciaria en la mezcla de equilibrio y la energía de la interacción hiperconjugativa C=C→ *Za. Por lo tanto, el efecto hiperconjugativo negativo C=C→ *Za, es un factor clave en la estabilización de los regioisomeros, aunque otros efectos esteroelectrónicos también contribuyen a las energías relativas.