CONDENSACIÓN DE CLAISEN

Cuando el acetato de metilo se trata con una solución metanólica de metóxido de sodio y la mezcla de reacción se acidifica se obtiene acetilacetato de metilo

Esta reacción que permite obtener beta-ceto ésteres se conoce como condensación de Claisen (llamada así por Ludwig Claisen).

El grupo carbonilo de un éster también activa cualquier hidrógeno en alfa que pudiera estar presente. Sin embargo, esta activación en los ésteres es menos intensa que en los aldehidos o cetonas. Esto se manifiesta en el pKa de los ésteres con H en alfa.

Aunque la acidez de los H en alfa de los ésteres (pKa 25) es menor que la observada en aldehidos y cetonas (pKa 18), el enolato de un éster puede ser formado en cantidad suficiente por una base fuerte como, por ejemplo, el ion etóxido. Esto explica que se puedan dar reacciones de condensación en las que un enolato de éster ataca el C carbonílico del mismo éster. Es algo muy parecido a lo que se ha observado en la condensación aldólica pero en ese caso referido a aldehidos y cetonas.

La condensación de Claisen es una de las principales reacciones de los ésteres. En ella dos equivalentes de éster son tratados con un equivalente de base, obteniéndose como producto un beta-ceto éster ya que la cetona está localizada a dos carbonos de distancia del grupo carbonilo del éster. En este proceso se forma un nuevo enlace C-C

El mecanismo de esta reacción es el siguiente:

1.- Desprotonación del carbono alfa del éster para dar un enolato del éster.

La constante de este equilibrio ácido base es muy pequeña (del orden de K=10^-9) pero permite que en el medio haya suficiente cantidad de iones enolato como para que continúe el proceso.

2.- Ataque nucleofílico del ion enolato

El ion enolato es un buen nucleófilo capaz de atacar el carbono electrofílico de un grupo carbonilo de otra molécula de éster.

Se rompe un enlace pi C-O en el éster y se forma un nuevo enlace C-C entre el enolato y el éster.

3.- Eliminación del grupo alcóxido

La carga negativa del intermedio tetraédrico permite rehacer el doble enlace C=O a costa de romper el enlace C-O y desprender como grupo saliente al grupo alcóxido -OCH3.

Juntos los pasos 2 y 3 representan el mecanismo de la sustitución nucleofílica acílica ya que el OR del éster ha sido sustituido por CH2CO2R.

Aunque ya está explicada la formación del producto, sin embargo, todavía no ha acabado la reacción

En el medio se encuentran un ácido relativamente fuerte como es el beta-ceto éster (puede estabilizar una carga negativa entre dos oxígenos) y una base fuerte como es el ion alcóxido. Necesariamente reaccionarán para dar un ácido y una base más débiles. Esto implica que se produzca una nueva desprotonación del H en alfa del producto obtenido, formando un nuevo ion enolato.

Este equilibrio está desplazado hacia la derecha ya que en ese miembro se encuentra el ácido más débil (metanol, pKa 16). En el miembro de la izquierda el ácido es el beta-ceto éster (pKa 11).

Este ion enolato se puede estabilizar por resonancia (tres formas resonantes en lugar de dos como en el caso de los enolatos de carbonilos), repartiendo la carga negativa del carbono entre los dos oxígenos de los grupos carbonilo.

Este ion enolato se convertirá en el producto de reacción después del quenching con ácido

Al igual que en la condensación aldólica, también existe la condensación de Claisen cruzada (dos ésteres diferentes). Para que tenga interés sintético el mejor resultado se obtiene si uno de ellos no tiene H en alfa y, por tanto, no es enolizable.