6.3:\(\mathrm{O}\), \(\mathrm{S}\), and \(\mathrm{N}\) as Leaving Groups

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Page ID: 77001

Melanie M. Cooper & Michael W. Klymkowsky
Michigan State University and UC Bolder

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Recordemos que un buen grupo saliente debería poder aceptar (en forma estable) el par de electrones del enlace que se rompe. Por lo general, los buenos grupos de salida son bases débiles. Por esta razón, es poco probable que se produzcan hidróxido (\({}^{-}\mathrm{OH}\)\({}^{-}\mathrm{NH}_{2}\)) y amida () durante una reacción de sustitución nucleofílica. Sin embargo, como se señaló anteriormente, los alcoholes se pueden convertir en buenos grupos salientes por protonación, lo que resulta\(\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}\) como el grupo saliente.

Una imagen de protonación de OH.

Los alcoholes también se pueden modificar (o derivatizar) para producir mejores grupos salientes. Esto es particularmente útil cuando necesitamos llevar a cabo una reacción que sea sensible a las condiciones ácidas cuando no se puede utilizar el método que hemos utilizado anteriormente (protonación del\(\mathrm{OH}\)). El derivado más común utilizado para convertir al\(\mathrm{OH}\) grupo en un buen grupo saliente es el grupo Tosyl (para-toluenosulfonato). Se puede formar haciendo reaccionar un alcohol con cloruro de p-toluenosulfonilo (\(\mathrm{TosCl}\)) en presencia de una base (como piridina) que actúa para eliminar la\(\mathrm{HCl}\) que se produce).

Imagen de un alcohol con cloruro de p-toluenosulfonilo.

Podemos considerar la reacción de derivatización como mecanísticamente similar a otras sustituciones nucleofílicas que hemos considerado, excepto que se lleva a cabo en un\(\mathrm{S}\) lugar de a\(\mathrm{C}\).

El\(\mathrm{OTos}\) grupo resultante es un grupo saliente muy bueno, haciendo que la molécula sea reactiva a reacciones de sustitución nucleofílica. En efecto, hemos cambiado el grupo saliente de\({}^{-}\mathrm{OH}\), que es una base relativamente fuerte, a la\({}^{-}\mathrm{OTos}\) que es una base muy débil, es el equivalente orgánico del sulfato, la base conjugada del ácido sulfúrico. La carga negativa\({}^{-}\mathrm{OTos}\) se deslocaliza a los otros oxígenos unidos al\(\mathrm{S}\), estabilizando así la base.

Una imagen de metilación de sulfuro.

De manera similar, los sulfuros pueden transformarse en grupos salientes, más comúnmente a través de la metilación del sulfuro, lo que produce un reactivo potente que puede ser utilizado para metilar otras especies.

En sistemas biológicos, un agente metilante común, S-adenosil metionina (\(\mathrm{SAM} \rightarrow\)), utiliza este mecanismo