En química orgánica, las reglas de Baldwin son un conjunto de lineamientos que delínean los favoritismos relativos de las reacciones de cierre de anillos en los compuestos alicíclicos. Fueron propuestas por primera vez por Jack Baldwin en 1976.[1][2]
Las reglas clasifican los cierres de anillo en tres formas:
el número de átomos en nuevos anillos formados
en cierres de anillo exo y endo, dependiendo de si el enlace roto durante el cierre del anillo está adentro (endo) o afuera (exo) del anillo que se forma
en tet, trig y dig, dependiendo de si el carbono electrofílico es tetraédrico/sp3 (tet), trigonal/sp2, (trig) o digonal/sp, (dig)
En consecuencia, una reacción de cierre de anillo podría ser clasificada como, por ejemplo, una 5-exo-trig.
Reacción de 4-hidroxi-2-metilenbutanoato de metilo, de acuerdo con las reglas de Baldwin
Baldwin descubrió que los requerimientos de traslape de orbitales para la formación de enlaces favorecen sólo ciertas combinaciones de tamaño de anillo y de los parámetros exo/endo/dig/trig/tet.
Existen algunas excepciones para las reglas de Baldwin. Por ejemplo, frecuentemente los cationes desobedecen las reglas de Baldwin, así como las reacciones en que está incluido en el anillo un átomo de la segunda fila. Otra excepción importante es para la ciclación 5-endo-trig, está favorecida para elementos del 2º periodo.
Cierres de anillo des/favorecidos según Baldwin
3
4
5
6
7
tipo
exo
end
exo
end
exo
end
exo
end
exo
end
tet
√
√
√
X
√
X
√
trig
√
X
√
X
√
X
√
√
√
√
dig
X
√
X
√
√
√
√
√
√
√
Las reglas se aplican cuando el nucleófilo puede atacar al enlace en cuestión en un ángulo ideal. Estos ángulos son 180° para las reacciones exo-tet, 109° para las reacciones exo-trig, y 120° para las reacciones endo-dig.
↑Baldwin, J. E., et al., Rules for Ring Closure: Ring Formation by Conjugate Addition of Oxygen Nucleophiles, J. Org. Chem., 1977, 42 (24), 3846. doi10.1021/jo00444a011
↑ Li, X.; Kyne, R. E.; Ovaska, T. V. Synthesis of Seven-Membered Carbocyclic Rings via a Microwave-Assisted Tandem Oxyanionic 5-exo dig Cyclization−Claisen Rearrangement Process, J. Org. Chem., 2007, 72, 6624 doi10.1021/jo0710432
↑ Guan-You Lin, Chun-Yao Yang, and Rai-Shung Liu. Gold-Catalyzed Synthesis of Bicyclo[4.3.0]nonadiene Derivatives via Tandem 6-endo-dig/Nazarov Cyclization of 1,6-Allenynes J. Org. Chem.2007, 72, 6753-6757 doi10.1021/jo0707939
↑Overhand, Mark; Hecht, Sidney M. (1994). «A Concise Synthesis of the Antifungal Agent (+)-Preussin». The Journal of Organic Chemistry59: 4721. doi:10.1021/jo00096a007.
↑Baldwin, Jack E.; Kruse, Lawrence I. (1977). «Rules for ring closure. Stereoelectronic control in the endocyclic alkylation of ketone enolates». Journal of the Chemical Society, Chemical Communications: 233. doi:10.1039/C39770000233.
↑M. B. Smith, J. March, March’s Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure, 6th ed., Wiley-Interscience, 2007, ISBN 978-0-471-72091-1