12.8: Preparação de Aldeídos e Cetonas a partir de Nitrilas e Ácidos Carboxílicos

Embora seja possível reduzir um ácido carboxílico a um aldeído, agentes redutores fortes, como o hidreto de alumínio e lítio (LAH), impedem uma redução controlada, fazendo com que o aldeído gerado se reduza instantaneamente a um álcool primário.

Redução de derivados de ácidos carboxílicos, como cloretos de acila (RCOCl), ésteres (RCO_2R ′) e nitrilas (RCN), usando agentes de hidreto de alumínio mais suaves, como hidreto de tri-terc-butoxialumínio de lítio [LiAlH (O-t-Bu)_3] e hidreto de di-isobutil alumínio [DIBAL- H], permite a fácil conversão do derivado no aldeído correspondente. Isso ocorre porque os hidretos de alquil-alumínio são menos reativos que o LAH, devido ao maior impedimento estérico.

De acordo com estudos recentes, um redutor como o difenilsilano, em combinação com um pré-catalisador de Ni estável ao ar e dimetil dicarbonato como ativador, converte a maior parte do ácido carboxílico em aldeído sem causar redução excessiva.

Em outros estudos, um hidrosilano, através da catálise fotoredox por luz visível, reduz eficientemente os ácidos carboxílicos a aldeídos.

As cetonas, ao contrário dos aldeídos, podem ser preparadas diretamente a partir de ácidos carboxílicos usando reagentes de organolítio. O ácido reage rapidamente com dois equivalentes de um reagente organolítio para formar um diânion. Esse diânion é protonado para formar o hidrato correspondente, que perde uma molécula de água para dar uma cetona.

Tanto aldeídos quanto cetonas podem ser preparados a partir de nitrilas usando agentes redutores adequados. Os aldeídos são formados pela redução parcial de nitrilas na presença de DIBAL-H. A nitrila forma primeiro um complexo de alumínio que, posteriormente, após hidrólise, produz o aldeído correspondente. Os nitrilos podem ser reduzidos a cetonas através de intermediários de iminas usando reagentes de Grignard ou organolítio.

O tratamento de um ácido carboxílico com hidreto de lítio e alumínio produz um aldeído, que se reduz instantaneamente a um álcool primário.

Essa redução excessiva ocorre porque o LAH é um forte redutor e os aldeídos são mais facilmente reduzidos do que os ácidos.

Para preparar aldeídos com sucesso, derivados de ácido carboxílico facilmente redutíveis são tratados com agentes redutores de hidreto de alumínio mais suaves.

Os derivados de hidreto de alumínio são menos reativos do que o hidreto de alumínio e lítio devido ao seu aumento do volume estérico.

Ao contrário dos aldeídos, as cetonas são formadas diretamente a partir de ácidos carboxílicos por redução usando reagentes de organolítio.

O ácido reage rapidamente com dois equivalentes do reagente de organolítio para formar um dianion. A protonação subsequente produz um hidrato que, com a perda de água, dá uma cetona.

Tanto os aldeídos quanto as cetonas podem ser preparados a partir de nitrilas usando agentes redutores adequados.

A redução de um nitrilo usando DIBAL-H forma um complexo de alumínio, que, após a hidrólise, produz um aldeído.

Da mesma forma, a redução de nitrilas com reagentes de Grignard ou organolítio forma um intermediário de imina que sofre hidrólise ácida para fornecer as cetonas correspondentes.