HIDRATACIÓN ANTI-MARKOVNIKOV
HIDROBORACIÓN-OXIDACIÓN DE ALQUENOS
En la hidratación de alquenos con agua y catálisis ácida, los elementos del
agua, H-OH, se adicionan al doble enlace C=C de un alqueno siguiendo una
regioquímica “Markovnikov”:
Dicho proceso se clasifica como una adición electrofílica (AE) y consta formalmente
de una sola etapa.
En contraste, en el proceso en tres etapas llamado hidroboración-oxidación,
se obtiene un producto en el que estos mismos elementos se incorporan a la
estructura del sustrato pero con una regioquímica contraria (“anti-Markovnikov”).
Para entender esto, debe seguirse lo que acontece en cada etapa.
En la primera de ellas, al alqueno se le trata con borano, BH3 (THF
corresponde a tetrahidrofurano, disolvente que acompaña a este reactivo), en el
cual, como consecuencia de la mayor electronegatividad del hidrógeno, el boro
actuará ahora como la parte electrofílica, confinando para el hidrógeno el sitio
nucleofílico.
En la práctica, puedes seguir considerando que el BH3 se adiciona a la doble
ligadura siguiendo el mismo patrón que el de la adición electrofílica; esto es, el
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HIDROBORACIÓN-OXIDACIÓNDE ALQUENOS 2
boro electrofílico se unirá al carbono de la doble ligadura que posee el mayor
número de hidrógenos, mientras que el carbono donde se genera el carbocatión
más estable será el receptor del hidruro nucleofíoico:
Es importante que no pierdas de vista, sin embargo, que aunque esta perspectiva
nos ayuda a predecir la regioquímica del producto, no es más que sólo eso: una
ayuda. En la realidad, NO SE FORMA UN CARBOCATIÓN, sino que la adición sobre
el enlace  tiene lugar de manera concertada (los enlaces que se forman y los que
se rompen lo hacen al mismo tiempo).
Debido a que en este intermediario el átomo de B cuenta aún con otros dos
enlaces B-H, es posible que se incorporen a su estructura otras dos moléculas de
alqueno, transformándose de esta manera en un trialquilborano:
Como los carbonos que antes constituían el doble enlace en el sustrato
formalmente han quedado unidos al átomo de hidrógeno que se acaba de
adicionar y a uno de boro, esta primera etapa recibe el nombre de hidroboración.
El trialquilborano se somete así a continuación a la siguiente etapa, la
oxidación, donde el peróxido de hidrógeno H2O2 lo transforma en medio básico
catalítico en un trialquilborato:
R
B
H H
H
R2
R
B
H
H
R
RH
trialquilborano
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HIDROBORACIÓN-OXIDACIÓNDE ALQUENOS 3
La oxidación implica la inserción de un átomo de oxigeno O entre los átomos de
boro y carbono:
Finalmente, el trialquilborato se hidroliza en medio ácido acuoso para generar
ácido bórico y tres equivalentes de alcohol con regioquímica anti-Markovnikov.
La hidrólisis en esta etapa implica la ruptura del enlace O-B, en donde los
elementos del agua, H+
y –
OH, se unen a estos átomos como se ve a continuación:
R
B
H
H
R
RH
trialquilborato
H
O
O
H
KOH (cat).
R
B
H
H
R
RH
O
OO
C B
O
C O B inserción
trialquilborato
R
B
H
H
R
RH
O
OO
R
H
H
R
RH
O
OO
H
B
O
OHHOH H
H
H2O
Cat. H+
hidrólisisC O B
H OH
C O
B
O
H
H

Hidratación antimarkovnikov

  • 1.
    HIDRATACIÓN ANTI-MARKOVNIKOV HIDROBORACIÓN-OXIDACIÓN DEALQUENOS En la hidratación de alquenos con agua y catálisis ácida, los elementos del agua, H-OH, se adicionan al doble enlace C=C de un alqueno siguiendo una regioquímica “Markovnikov”: Dicho proceso se clasifica como una adición electrofílica (AE) y consta formalmente de una sola etapa. En contraste, en el proceso en tres etapas llamado hidroboración-oxidación, se obtiene un producto en el que estos mismos elementos se incorporan a la estructura del sustrato pero con una regioquímica contraria (“anti-Markovnikov”). Para entender esto, debe seguirse lo que acontece en cada etapa. En la primera de ellas, al alqueno se le trata con borano, BH3 (THF corresponde a tetrahidrofurano, disolvente que acompaña a este reactivo), en el cual, como consecuencia de la mayor electronegatividad del hidrógeno, el boro actuará ahora como la parte electrofílica, confinando para el hidrógeno el sitio nucleofílico. En la práctica, puedes seguir considerando que el BH3 se adiciona a la doble ligadura siguiendo el mismo patrón que el de la adición electrofílica; esto es, el
  • 2.
    HIDRATACIÓN ANTI-MARKOVNIKOV HIDROBORACIÓN-OXIDACIÓNDE ALQUENOS2 boro electrofílico se unirá al carbono de la doble ligadura que posee el mayor número de hidrógenos, mientras que el carbono donde se genera el carbocatión más estable será el receptor del hidruro nucleofíoico: Es importante que no pierdas de vista, sin embargo, que aunque esta perspectiva nos ayuda a predecir la regioquímica del producto, no es más que sólo eso: una ayuda. En la realidad, NO SE FORMA UN CARBOCATIÓN, sino que la adición sobre el enlace  tiene lugar de manera concertada (los enlaces que se forman y los que se rompen lo hacen al mismo tiempo). Debido a que en este intermediario el átomo de B cuenta aún con otros dos enlaces B-H, es posible que se incorporen a su estructura otras dos moléculas de alqueno, transformándose de esta manera en un trialquilborano: Como los carbonos que antes constituían el doble enlace en el sustrato formalmente han quedado unidos al átomo de hidrógeno que se acaba de adicionar y a uno de boro, esta primera etapa recibe el nombre de hidroboración. El trialquilborano se somete así a continuación a la siguiente etapa, la oxidación, donde el peróxido de hidrógeno H2O2 lo transforma en medio básico catalítico en un trialquilborato: R B H H H R2 R B H H R RH trialquilborano
  • 3.
    HIDRATACIÓN ANTI-MARKOVNIKOV HIDROBORACIÓN-OXIDACIÓNDE ALQUENOS3 La oxidación implica la inserción de un átomo de oxigeno O entre los átomos de boro y carbono: Finalmente, el trialquilborato se hidroliza en medio ácido acuoso para generar ácido bórico y tres equivalentes de alcohol con regioquímica anti-Markovnikov. La hidrólisis en esta etapa implica la ruptura del enlace O-B, en donde los elementos del agua, H+ y – OH, se unen a estos átomos como se ve a continuación: R B H H R RH trialquilborato H O O H KOH (cat). R B H H R RH O OO C B O C O B inserción trialquilborato R B H H R RH O OO R H H R RH O OO H B O OHHOH H H H2O Cat. H+ hidrólisisC O B H OH C O B O H H