ALDEIDI E CHETONIIntroduzione Il gruppo funzionale di aldeidi e chetoni è il carbonile: O C Nelle aldeidi il carbonile si trova in posizione terminale, nei chetoni si trova all’interno della catena. O CH3 CH2 CH2 CH2 C pentanale aldeide H O CH3 CH2 CH2 C CH3 2-pentanone chetone Il carbonile ha una struttura planare perchè ha al centro un carbonio con ibridazione sp 2. C O Nel carbonile il carbonio è parzialmente positivo a causa dell’elettronegatività dell’ossigeno e anche a causa della risonanza come è illustrato nella seguente figura. O C O − C+ Misure del momento dipolare della formaldeide hanno permesso di concludere che sul carbonio del carbonile è presente circa mezza carica positiva quindi le due forme limite hanno circa la stessa importanza. Disegneremo il carbonile utilizzando la prima delle due strutture dove non c’è separazione di carica e tutti gli atomi hanno l’ottetto. I punti più reattivi nelle molecole di aldeidi e chetoni sono tre: 1) l’ossigeno del carbonile che può protonarsi in caso di catalisi acida 2) il carbonio del carbonile che può essere attaccato dai nucleofili. 3) gli idrogeni in posizione alfa che risultano parzialmente acidi (pKa 20) e vengono strappati nelle reazioni che, attraverso la tautomeria cheto-enolica, hanno l’enolo come intermedio. + 1 H :O: C CH H 3 2 .. Nu .. B Indice delle reazioni: 1) Addizione di acqua 2) Addizione di alcoli 3) Addizione di acido cianidrico 4) Addizione di ammoniaca e derivati 5) Addizione di reattivi organometallici 6) Addizione di ilidi del fosforo 7) Riduzione ad alcoli 8) Riduzione ad idrocarburi 9) Ossidazione 10) Alfa alogenazione 11) Addizione e condensazione aldolica 12) Reazione con LDA www.pianetachimica.it Addizione di acqua La reazione tipica di aldeidi e chetoni è l’addizione nucleofila al carbonile. Questa può essere meglio compresa esaminando con attenzione il caso più elementare, l’addizione di acqua. I fattori che influenzano l’addizione sono di due tipi: elettronici e sterici. I fattori elettronici (donazioni di elettroni) influenzano la stabilità del doppio legame carbonio-ossigeno e la quantità di carica positiva presente sul carbonio del carbonile. I fattori sterici (ingombro sterico) condizionano soprattutto la stabilità del prodotto finale nel quale i sostituenti sono più vicini tra loro visto che il carbonio del carbonile da sp2 (120°) diventa sp3 (109°). Per comprendere come agiscono questi fattori consideriamo le seguenti tre molecole: O C H H H formaldeide H2O: .. − O C + OH2 H HO C H OH H 99,9 % formaldeide idratata H2O: O C H3C H .. − O C H3C + OH2 H HO C H3C OH H 50 % acetaldeide acetaldeide idratata H2O: O C H3C CH3 .. − O C H3 C + OH2 CH3 HO C H3 C OH CH3 0,1 % acetone acetone idratato Consideriamo dapprima i fattori elettronici. Confrontiamo l’effetto dei metili sul carbonile. I gruppi metilici CH3 sono leggermente elettron donatori e stabilizzano il doppio legame C=O in modo simile a quanto già visto per gli alcheni. Quindi il carbonile è più stabile se è più sostituito. L’ordine di stabilità è allora: formaldeide < acetaldeide < acetone Come si può vedere nel grafico qui sotto a sinistra, i fattori che stabilizzano i reagenti rendono meno favorevole il ∆G° (come è indicato dalla freccia a sinistra) e quindi abbassano la K di equilibrio. Questo è in accordo con il fatto che la molecola più stabile, acetone, è quella meno idratata (0,1 %). E formaldeide acetaldeide acetone acetone idratato acetaldeide idratata formaldeide idratata l'effetto elettron donatore stabilizza il carbonile c.r. l'ingombro sterico destabilizza il composto idratato Consideriamo ora i fattori sterici. Nelle molecole idratate i sostituenti sono più vicini tra loro rispetto alla molecola di partenza, infatti, durante la reazione, l’angolo di legame passa da 120° (sp2) a 109° (sp3). La presenza di gruppi metilici CH3, più ingombranti degli atomi di idrogeno, destabilizza soprattutto le molecole idratate che quindi sono meno stabili se sono più sostituite (come l’acetone). L’ordine di stabilità è allora: acetone idratato < acetaldeide idratata < formaldeide idratata Prof. Mauro Tonellato – ITIS Marconi – Padova Aldeidi e chetoni 2 Nella catalisi basica. invece. Notate che in tutti e due i casi si ottiene la stessa percentuale di acetaldeide idratata. ma l’ equilibrio non viene modificato. Mauro Tonellato – ITIS Marconi – Padova Aldeidi e chetoni 3 . si vede che l’ingombro sterico destabilizza i prodotti idratati e rende meno favorevole il ∆G° (come è indicato dalla freccia a destra) e quindi abbassa la K di equilibrio. durante la reazione. la reazione di idratazione della formaldeide è la più favorevole e procede con ∆G° < 0. La catalisi. invece. sulla destra. O C H3C H H3C acetaldeide :OH . infatti. come la benzaldeide. mostrata qui sotto. 50 %.. O C benzaldeide H −O C H + La benzaldeide. Con ragionamenti simili si può capire perchè le aldeidi aromatiche. non compaiono mai cariche positive. l’acetone idratato.it Nel grafico precedente. cioè non viene modificata la K di equilibrio. la reazione accelera perchè in ambiente basico il nucleofilo diventa più reattivo infatti al posto dell’acqua reagisce OH−. Concludendo. si forma meno (0.1 % in acqua. La molecola. sono meno reattive delle aldeidi alifatiche.. La stessa reazione per l’acetaldeide ha circa ∆G° = 0 infatti l’acetaldeide è idratata circa al 50% in acqua. Per l’acetone. infatti l’acetone è idratato allo 0. Prof. è neutra o negativa.pianetachimica. il carbonile non viene modificato. L’anello aromatico stabilizza il carbonile donando elettroni per risonanza. il carbonile si protona sull’ossigeno e questo lo rende molto più reattivo verso l’acqua.www. come l’acetone. non compaiono mai cariche negative. cerchiamo di capirne il motivo studiando il meccanismo di reazione. Esaminiamo per prima la catalisi acida. è idratata solo allo 0. HO C H3 C + OH2 HO C OH H H3 C H 50 % acetaldeide idratata Nel primo passaggio.. un nucleofilo debole.1 %). influenza solo la velocità di reazione perchè offre un diverso meccanismo alla reazione con una diversa energia di attivazione. − − . :O: OH H C H OH HO C H3C OH + H OH − acetaldeide idratata 50 % La molecola. la reazione è svantaggiosa e ha ∆G° > 0. è neutra o positiva.1 % in acqua. Questo è in accordo con il fatto che la molecola meno stabile. :O : C H3C H H3 C acetaldeide H + + H O C H H2O: . durante la reazione. La reazione di idratazione avviene molto più velocemente se viene condotta in ambiente leggermente acido o basico cioè con catalisi acida o basica. O C CH3 CH2 CH3 2-butanone OH OH + H O O + CH2 CH2 1. CH2 CH3 H + O H CH2 CH3 O CH2 CH3 O CH3 C H CH2 CH3 O CH2 CH3 carbocatione stabilizzato per risonanza CH3 C H La reazione. O: CH3 C H . ma reagisce con una seconda molecola di alcol e si trasforma velocemente in acetale... La reazione però può essere condotta con successo allontanando l’acqua per distillazione azeotropica con benzene (7% acqua. . 19% etanolo). I chetoni sono meno reattivi delle aldeidi e producono acetali con difficoltà. Ci si può chiedere perchè questa disidratazione sia così facile. 74% benzene. in ambiente acido. La reazione può anche essere favorita riducendo lo svantaggio entropico dovuto alla diminuzione del disordine molecolare (tre molecole ne producono due). che si disidratano per formare alcheni. La differenza è dovuta al fatto che nei semiacetali è presente un secondo ossigeno che aiuta l’espulsione di acqua formando un carbocatione stabilizzato per risonanza. OH O CH3 C H acetaldeide OH H + OH CH3 C H O CH2 CH3 CH3 CH2 H O CH3 C H CH2 CH3 O CH2 CH3 + CH3 CH2 etanolo + + H2 O 1-etossietanolo (semiacetale) 1. Mauro Tonellato – ITIS Marconi – Padova 4 . Il meccanismo della formazione del semiacetale è identico a quello di idratazione delle aldeidi con catalisi acida.it Addizione di alcoli.1-dietossietano (acetale) In questa reazione le aldeidi reagiscono più facilmente dei chetoni come avviene nell’addizione di acqua. mentre quella dei normali alcoli..2-etandiolo o 1. è reversibile e quindi l’aldeide viene trasformata nell’acetale se c’è un eccesso di alcol.3-propandiolo si ottiene un acetale ciclico come quello illustrato qui sotto. La reazione però non si ferma qui: in ambiente acido il semiacetale si disidrata attraverso la formazione di un carbocatione stabilizzato per risonanza.. . un dietere geminale. Questo accade negli zuccheri quando l’alcol e l’aldeide (o il chetone) appartengono alla stessa molecola e si ottiene un semiacetale ciclico. : OH CH3 C O CH2 CH3 H .. richiede 140 °C e H2SO4 concentrato.3-dioxolano 80 % Aldeidi e chetoni Prof.. CH2 CH3 .2-etandiolo CH3 CH2 CH3 + H2O 2-etil-2-metil-1. H + CH3 C + O H H :OH CH2 CH3 OH CH3 C H + O CH2 CH3 H OH CH3 C O CH2 CH3 H . sintesi di acetali Le aldeidi e i chetoni reagiscono con due molecole di alcol in catalisi acida per dare gli acetali.pianetachimica. Usando 1. CH3 C H + CH3 C + O CH2 CH3 CH2 CH3 O . La reazione avviene a freddo in ambiente leggermente acido. Questo accade anche utilizzando un diolo al posto delle due molecole di alcol.www.. H + + OH2 CH3 C H : OH O . Il semiacetale che si forma inizialmente per addizione di una molecola di alcol è instabile e in genere non è isolabile.. mentre l’acetale viene idrolizzato liberando l’aldeide se c’è un eccesso di acqua. . L’alcossido può strappare un H+ solo dal gruppo OH e questo spinge la reazione indietro. − :O: O CH3 C CH3 CH2 CH3 −. è un pessimo gruppo uscente. permette di allungare la catena. la seguente reazione. per reazione con ioduro di metile. allora la reazione diventa realizzabile. in particolare l’anione acetiluro darebbe condensazione con il chetone formando un alcol superiore.. quindi per ridurre ad alcol solo il carbossile è indispensabile proteggere il gruppo chetonico trasformandolo in acetale.it Gli acetali sono stabili alle basi. ma a questo punto l’ossigeno etereo non può trasformarsi in un nucleofilo migliore perchè non ha un H+ da perdere e quindi non è in grado di spingere OH− fuori dalla molecola. Questi passaggi in ambiente basico non sono possibili se è presente il chetone. OH OH O CH3 C CH2 CH2 C OH H O CH2 CH2 + O C CH3 O CH2 CH2 C OH O C CH3 O O − H2O H + OH O O LiAlH4 O C CH3 O O − CH2 CH2 CH2 CH3 C CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 Gli acetali non possono essere preparati in ambiente basico. − :O: CH2 CH3 l'alcossido può strappare un H+ solo dal gruppo OH H3 C semiacetale Prof. . Mauro Tonellato – ITIS Marconi – Padova Aldeidi e chetoni 5 .pianetachimica. Se però si protegge il chetone trasformandolo in acetale.. La reazione procede fino alla formazione del semiacetale. in questo assomigliano agli eteri. Questo consente di usare l’acetale come gruppo protettore di una aldeide per eseguire reazioni in ambiente basico nel quale le aldeidi sono instabili (perchè possono reagire con i nucleofili o dare condensazione aldolica). Il gruppo alcossido. :O: O CH2 CH3 C CH3 HO H O Et C H3C O CH2 CH3 CH3 . O CH3 C CH2 C CH O CH3 C CH2 C C CH3 4-pentin-2-one 4-esin-2-one Per allungare la catena è necessario trattare l’alchino con sodioamide per ottenere l’acetiluro che poi.www. per esempio. Consideriamo. infatti. OH OH O CH3 C CH2 C CH H CH2 CH2 + O C CH3 CH2 C O CH3 C CH2 C C CH3 CH O − NH2 O C CH3 CH2 C C: O − CH3 I O C CH3 O CH2 C C CH3 O H2O H + Un altro esempio è la seguente reazione di riduzione: O O OH CH3 C CH2 CH2 C OH acido 4-oxopentanoico CH3 C CH2 CH2 CH2 5-idrossipentan-2-one I chetoni si riducono più facilmente degli acidi carbossilici. ma non deve diventare troppo basico per consentire che l’alcossido che si forma durante la reazione possa protonarsi. O CH3 C H − :C − . Mauro Tonellato – ITIS Marconi – Padova Aldeidi e chetoni 6 . O CH3 CH H C N CH3 O . a pH 10.. al quale si ha 50% di CN− e 50 % di HCN. O CH3 C + HCN Cl cloruro di acetile pH 10 O CH3 C C N H 2-oxopropanonitrile H2 O + O CH3 C COOH acido piruvico Prof.www. − :O: CH3 CH C N CH3 C O H Dato che la reazione delle cianidrine è così facilmente reversibile può essere usata sia per allungare sia per accorciare la catena di atomi di carbonio di uno zucchero.pianetachimica. O CH3 C H acetaldeide + HCN pH 10 OH CH3 CH C N 2-idrossipropanonitrile (cianidrina) La reazione viene condotta con catalisi moderatamente basica. e si mantiene a pH 10 aggiungendo H2SO4 goccia a goccia. in ambiente quindi decisamente basico. Trattando la cianidrina con metossido di sodio CH3ONa. qui vediamo la sintesi di acido lattico a partire da acetaldeide. O CH3 C H acetaldeide + HCN pH 10 OH CH3 CH C N H 2-idrossipropanonitrile (cianidrina) H2O + OH CH3 CH COOH acido lattico Una variante di questa reazione che parte da un cloruro acilico produce invece un α ossoacido. Il pH deve essere abbastanza alto da generare una quantità sufficiente di ione CN−. qui vediamo la sintesi di acido piruvico.it Addizione di acido cianidrico Aldeidi e chetoni possono reagire con acido cianidrico per formare cianidrine. la specie che fa l’attacco nucleofilo al carbonile. :O: N CH3 CH C N pH 10 H2SO4 goccia goccia H CN OH CH3 CH C N La reazione di sintesi delle cianidrine è facilmente reversibile..: .. La reazione si conduce quindi con NaCN a pH 10.. si può spingere a sinistra la reazione mostrata sopra. Viene anche utilizzata per la sintesi degli α idrossiacidi. − . www.it Addizione di ammoniaca e derivati L’ammoniaca e i suoi derivati (ammine primarie e secondarie. le immine si riducono ad ammine. O: CH3 C H . fenilidrazina. Il pH della reazione deve essere intorno a 5. quindi. Queste immine. Prima si ha l’addizione nucleofila dell’ammina all’aldeide (o al chetone) con formazione di una molecola simile ai semiacetali chiamata carbinolammina. ecc. O CH3 C H acetaldeide O CH3 C H acetaldeide + NH2 CH2 CH3 etanammina pH 5 CH3 C H N-etilideneetanammina pH 5 + NH3 CH3 C NH + H2O H etanimmina N CH2 CH3 + H2O Le immine derivate dell’ammoniaca sono reattive e possono polimerizzare per attacco dell’azoto (che resta parzialmente nucleofilo) sul carbonile. H + CH3 C + O H H : NH2 CH2 CH3 + CH3 C NH CH2 CH3 H H OH OH CH3 C NH CH2 CH3 H carbinolammina :OH CH3 C NH CH2 CH3 H carbinolammina . ma non troppo acido perché l’ammina verrebbe trasformata in ione ammonio che non è più nucleofilo. Con NaBH4. cioè abbastanza acido da permettere di ottenere una sufficiente quantità di aldeide o chetone con il carbonile protonato. Aldeidi e chetoni. idrossilammina.. H + + OH2 CH3 C H NH . formano immine.. vengono fatte reagire immediatamente nello stesso ambiente di reazione. reagendo con ammoniaca e ammine primarie. CH2 CH3 CH3 C + NH CH2 CH3 CH3 C H N CH2 CH3 H N-etilideneetanammina Prof. Si formano gli analoghi azotati di aldeidi e chetoni. O CH3 C H acetaldeide + NH3 CH3 C H etanimmina NH CN − NH2 CH3 CH CN H2 O H 2-amminopropanonitrile (cianammina) + NH2 CH3 CH COOH alanina (amminoacido) La sintesi delle immine avviene in due tempi. per esempio. Mauro Tonellato – ITIS Marconi – Padova Aldeidi e chetoni 7 . oppure per reazione con lo ione cianuro le immine formano le corrispondenti cianammine che possono essere idrolizzate ad amminoacidi.) sono molecole nucleofile e quindi reagiscono regolarmente con aldeidi e chetoni con una reazione di sostituzione nucleofila nella quale l’azoto si lega con doppio legame al carbonio e viene espulsa acqua. poi questa perde una molecola d’acqua per formare l’immina finale.pianetachimica.. Oggi si preferisce identificare le molecole organiche per via strumentale con la spettroscopia IR. che si forma inizialmente. Mentre con fenilidrazina formano i fenilidrazoni.4-dinitrofenilidrazoni sono poco solubili e formano un precipitato cristallino che presenta un punto di fusione caratteristico e diverso per ogni aldeide e chetone. NMR o di massa. CH3 O: CH3 C H + O H CH3 C H : NH CH2 CH3 OH CH3 C H + N H CH3 CH2 CH3 OH CH3 C H N CH2 CH3 CH3 . CH3 CH2 CH3 H + + OH2 CH3 C H N .. Mauro Tonellato – ITIS Marconi – Padova Aldeidi e chetoni 8 . Queste reazioni sono molto simili a quelle che formano le immine con le ammine primarie. CH3 CH3 CH2 CH3 CH2 C N CH2 CH3 + tautomeria carbinolammina CH3 N CH2 CH3 CH2 C H carbinolammina H H ione immonio N-etil-N-metiletenammina Aldeidi e chetoni reagendo con idrossilammina formano le ossime.4-dinitrofenilidrazina CH3 acetone 2. H O CH3 C H acetaldeide N-metiletanammina + N CH2 CH3 CH3 pH 5 CH2 C H N-etil-N-metiletenammina CH3 N CH2 CH3 + H2O L’azoto dell’ammina secondaria non ha due idrogeni da perdere per formare i due nuovi legami con il carbonio. Quando la carbinolammina.4-dinitrofenilidrazone I derivati 2. . O CH3 C H acetaldeide O CH3 C CH3 acetone fenilidrazina + NH2 NH pH 5 + NH2 OH CH3 C N OH + H H2O idrossilammina etanal ossima N CH3 C CH3 acetone fenilidrazone O2 N NH + H2O pH 5 O CH3 C CH3 acetone + O2 N pH 5 NH2 NH NO2 CH3 C N NH NO2 + H2 O 2. Prof.. perde una molecola d’acqua.it Aldeidi e chetoni reagendo con ammine secondarie formano le enammine.www.pianetachimica. quindi non si può formare un’immina neutra. si forma uno ione immonio..4-dinitrofenilidrazone. Per questo motivo un tempo questa sintesi veniva utilizzata per identificare un’aldeide o un chetone in base al punto di fusione del suo derivato 2. questo perde la carica positiva attraverso una tautomeria che produce l’enammina.. H + :OH CH3 C H N . O C H H formaldeide etere + Na C C CH3 CH2 C C CH3 O MgBr H2 O OH CH2 C C CH3 1-propinilsodio 2-butin-1-olato magnesio bromuro 2-butin-1-olo Il meccanismo di reazione consiste in un attacco concertato dell’ossigeno del carbonile sul magnesio positivo e del reattivo organometallico (che ha carattere carbanionico) sul carbonio del carbonile. Mauro Tonellato – ITIS Marconi – Padova Aldeidi e chetoni 9 . O MgBr etere CH2 CH2 CH2 CH3 1-butanolato magnesio bromuro O etere + CH2 CH2 CH3 1-propilmagnesio bromuro MgBr etere C H3C CH3 1-propilmagnesio bromuro acetone + CH2 CH2 CH3 CH3 C CH2 CH2 CH3 CH3 2-metil-2-pentanolato magnesio bromuro CH3 CH CH2 CH2 CH3 2-pentanolato magnesio bromuro O MgBr H2 O MgBr H2 O O MgBr H2O OH CH2 CH2 CH2 CH3 1-butanolo C + CH2 CH2 CH3 H H 1-propilmagnesio formaldeide bromuro MgBr O CH3 C H acetaldeide OH CH3 CH CH2 CH2 CH3 2-pentanolo O OH CH3 C CH2 CH2 CH3 CH3 2-metil-2-pentanolo I reattivi litio organici si comportano in modo analogo ai magnesio organici. O: C H H + MgBr MgBr etere CH2 CH2 CH3 CH2 CH2 CH2 CH3 O H2O OH CH2 CH2 CH2 CH3 Prof.. Qui vediamo la sintesi di un alcol β -γ insaturo. Con la formaldeide si ottengono alcoli primari. Il trattamento con acqua ci dà l’alcol per reazione acido base con l’alcossido. Si forma quindi un sale alcossido nel quale il legame ossigeno-magnesio è in buona parte ionico. con le aldeidi si ottengono alcoli secondari.pianetachimica.it Addizione di reattivi organometallici I reattivi organometallici come i reattivi di Grignard (magnesio organici).www. . O C Li etere + CH CH2 vinillitio Li O CH CH CH2 H2 O OH CH CH CH2 H benzaldeide 1-fenil-2-propen-1-olato litio 1-fenil-2-propen-1-olo Gli acetiluri si sommano ad aldeidi e chetoni producendo alcoli acetilenici. La reazione è del tutto analoga a quella dei reattivi di Grignard e litio organici. con i chetoni si formano alcoli terziari. Queste sono quindi reazioni importanti dal punto di vista sintetico. i litio organici e gli acetiluri di sodio reagiscono con aldeidi e chetoni con una addizione nucleofila che forma alcoli superiori. L’alchene più stabile si forma in quantità maggiore. H + (C6H5)3P Na O CH3 O CH3 S CH3 CH2 + CH2 S (C6H5)3P CH2 + (C6H5)3P CH2 − . L’intermedio di reazione è un anello a quattro atomi che si rompe per formare da una parte l’alchene finale e dall’altra l’ossido di trifenilfosfina che possiede un doppio legame fosforoossigeno particolarmente stabile (130 kcal/mol).. CH3 (C6H5)3P C H etilidenetrifenilfosforano ilide 2-butanone + O CH3 C CH2 CH3 CH3SOCH3 H3 C C CH3 CH2 90 % (E) C CH3 + H CH3 CH2 C H3C CH3 C H 10 % (Z) Per identificare il gruppo carbonilico e la ilide che servono per preparare un certo alchene. La sintesi comincia con la preparazione della ilide che si ottiene in due passaggi. per trattamento con una base forte. Ph Ph :O : P+ : CH2 Ph O P CH2 + Ph Ph Ph CH2 Ph Ph P O Ph − Se il gruppo alchilico della ilide è asimmetrico. si può anche usare butillitio in tetraidrofurano. allora si possono formare miscele di alcheni cis e trans. e anche il composto carbonilico è asimmetrico. I due frammenti ottenuti vanno preparati uno come composto carbonilico e l’altro come ilide o viceversa.www. (C6H5)3P CH2 + O cicloesanone CH3SOCH3 CH2 metilenecicloesano + (C6H5)3P O metilenetrifenilfosforano (ilide) ossido di trifenilfosfina Il meccanismo di reazione prevede un attacco concertato dell’ossigeno del carbonile sul fosforo positivo e del carbonio con parziale carattere carbanionico della ilide al carbonile del chetone. O + CH3 S CH3 dimetilsolfossido metiltrifenil fosfonio sodiometil metil solfossido metilenetrifenilfosforano (ilide) Come base. La ilide non viene isolata e viene subito fatta reagire aggiungendo l’aldeide o il chetone nel pallone di reazione. come sodiometil metil solfossido in dimetilsolfossido. Mauro Tonellato – ITIS Marconi – Padova Aldeidi e chetoni 10 .pianetachimica.it Addizione di ilidi del fosforo (reazione di Wittig) Le ilidi del fosforo sono composti nei quali il fosforo è legato ad un carbonio con carattere carbanionico e condensano facilmente con aldeidi e chetoni per produrre alcheni nei quali la posizione del doppio legame è determinata senza incertezze. produce la ilide. in alternativa. un alchilidene-trifenilfosforano. CH CH H 3 2 Prof. H3 C CH3 Spesso le sintesi Wittig possono essere progettate in due modi diversi. Nel primo si tratta un alogenuro alchilico con trifenilfosfina per ottenere un sale di alchil-trifenilfosfonio. bisogna immaginare di tagliare l’alchene in corrispondenza del doppio legame. (C6H5)3P : trifenilfosfina + CH3 Br + (C6H5)3P CH3 − Br bromometano metiltrifenilfosfonio Questo. la scelta del frammento da preparare come composto carbonilico oppure come ilide è C C legata anche alla loro disponibilità. it Riduzione ad alcoli La riduzione su grande scala di aldeidi e chetoni per ottenere alcoli viene eseguita con idrogeno e catalizzatore. però. Pd o Ru. H Na + H B H − H H Li + H Al H − H sodio boroidruro litio alluminio idruro NaBH4 è un riducente piuttosto blando che viene usato in solvente alcolico acquoso. L’estere borico che si ottiene viene idrolizzato per leggero riscaldamento alla fine della reazione. Può ridurre solo aldeidi e chetoni e i derivati più reattivi degli acidi. aldeidi e chetoni vengono di solito ridotti ad alcoli utilizzando sodio boroidruro NaBH4 o litio alluminio idruro LiAlH4. O CH3 CH2 C H propanale 1-propanolo + H2 Pt OH CH3 CH2 CH2 O CH3 CH CH C CH3 pent-3-en-2-one + H2 Pt OH CH3 CH2 CH2 CH CH3 2-pentanolo In laboratorio.www. i cloruri acilici. In queste condizioni.pianetachimica. il doppio legame degli alcheni si riduce molto più velocemente del carbonile. mentre non riduce gli acidi carbossilici e gli altri derivati né i doppi legami degli alcheni. Tutti e quattro gli ioni idruro del NaBH4 sono reattivi. RO O 4 CH3 CH2 C H propanale estere borico + NaBH4 O − OR B OR metanolo CH3 CH2 CH2 − H2O / OH calore OH − 4 CH3 CH2 CH2 + B(OH)4 1-propanolo O 4 CH3 CH CH C CH3 pent-3-en-2-one O 4 CH3 C CH2 C O metil 3-oxobutanoato CH3 O + NaBH4 1) metanolo OH − 4 CH3 CH CH CH CH3 pent-3-en-2-olo + NaBH4 2) H2O / OH 1) metanolo 2) H2O / OH OH − 4 CH3 CH CH2 C O O metil 3-idrossibutanoato CH3 Prof. Ni. Pt. quindi per questa via non è possibile ridurre aldeidi e chetoni ad alcoli senza ridurre anche un eventuale doppio legame carbonio-carbonio presente nella molecola. Permette quindi di ridurre in modo selettivo il gruppo carbonilico di aldeidi e chetoni in molecole che possiedono anche altri gruppi funzionali. Questi idruri metallici complessi sono inerti nei confronti dei doppi legami carbonio-carbonio e quindi permettono una riduzione più selettiva rispetto all’idrogenazione catalitica. Mauro Tonellato – ITIS Marconi – Padova Aldeidi e chetoni 11 . non un attacco dello ione idruro libero. come NaH. Mauro Tonellato – ITIS Marconi – Padova Aldeidi e chetoni 12 . nitrili. LiAlH4 può ridurre anche altre molecole più difficili da ridurre come gli acidi carbossilici e i loro derivati. per questo viene utilizzato in etere e va trattato con le stesse precauzioni necessarie per i reattivi di Grignard. La riduzione non può essere realizzata da un normale idruro metallico.. − :O: − H CH3 C H H H B H H O CH3 C H H − B H O H 3 CH3 C H tutti e 4 gli ioni idruro sono riducenti RO O CH3 C H − B OR OR . − :OH calore (4 volte) . hanno orbitali di dimensioni adatte e la reazione è un trasferimento di idruro. :O: CH3 C H H H B H − H L’attacco iniziale del sodio boroidruro all’aldeide è un attacco concertato che può essere meglio capito vedendolo in due tempi: H O CH3 C H H H B H ..pianetachimica. − :O: 4 CH3 C H H − + B(OH)4 H OH OH 4 CH3 C H H H La meccanismo di reazione del LiAlH4 è del tutto identico a questo. perché questo libera H−.. lo ione idruro. ma è inattivo verso gli alcheni. che da solo non è abbastanza nucleofilo perchè i suoi elettroni si trovano in un orbitale 1s troppo piccolo per dare buone sovrapposizioni con gli orbitali 2p del carbonio del carbonile. ammidi. Vediamo il meccanismo nella reazione dell’acetaldeide con sodio boroidruro che produce etanolo. invece. Gli idruri complessi. Anche qui si ottiene un estere che viene idrolizzato per riscaldamento con acqua in ambiente basico alla fine della reazione. RO O 4 CH3 CH2 C H propanale estere + LiAlH4 etere O CH3 CH2 CH2 − OR Al OR − H2O / OH calore OH − 4 CH3 CH2 CH2 + Al(OH)4 1-propanolo O 4 CH2 CH C H propanale + LiAlH4 1) etere 2) H2O / OH OH − − 4 CH2 CH CH2 + Al(OH)4 prop-2-en-1-olo Meccanismo di reazione: Gli idruri complessi riducono il carbonile per trasferimento di uno ione idruro dal boro o dall’alluminio e il contemporaneo attacco dell’ossigeno del carbonile al boro o all’alluminio. ecc. esteri.www. Oltre ad aldeidi e chetoni.it LiAlH4 è un riducente molto più reattivo e viene distrutto anche da tracce di acqua. Prof. nel quale una base come terzbutossido è molto più reattiva perché non deve fare legami idrogeno col solvente. Piuttosto. N tBu N CH3 CH CH3 − . N tBu N H O tBu −.pianetachimica. Le molecole sensibili agli acidi non possono essere ridotte con la reazione di Clemmensen dato che è condotta in HCl concentrato. H N N CH3 C CH3 H O idrazone tBu propano Aldeidi e chetoni tautomeria H H − . oppure. KOH a 175 °C. I chetoni che sopportano l’ambiente basico possono essere ridotti ad idrocarburi con la riduzione di WolffKishner. Questo permette di eseguire la reazione a temperatura ambiente.it Riduzione ad idrocarburi Le aldeidi e i chetoni possono essere ridotti direttamente ad idrocarburi con tre diverse reazioni: la riduzione di Clemmensen. con idrazina. questo viene isolato e poi viene fatto reagire in un solvente polare aprotico. ad esempio si possono fare le seguenti trasformazioni: 1) chetone => alcol => bromuro alchilico => alcano O CH3 C CH3 acetone 1) NaBH4 − 2) H2O / OH OH CH3 CH CH3 2-propanolo PBr3 Br CH3 CH CH3 2-bromopropano Zn / HCl CH3 CH2 CH3 propano MgBr HCl Mg CH3 CH CH3 bromuro di isopropilmagnesio CH3 CH2 CH3 propano Oppure: 2) chetone => alcol => alchene => alcano O CH3 C CH3 acetone 1) NaBH4 2) H2O / OH − OH CH3 CH CH3 2-propanolo H2SO4 H2 / Pt CH3 CH CH2 propene CH3 CH2 CH3 propano Le tre reazioni classiche operano la riduzione in modo più veloce e conveniente. con idrazina e poi con dimetilsolfossido e terzbutossido a 30 °C. invece.www. la riduzione di Wolff-Kishner... La riduzione di Clemmensen riduce aldeidi e chetoni con zinco in amalgama di mercurio in HCl concentrato. in una variante più moderna. O CH3 C CH3 acetone NH2NH2 N CH3 C NH2 DMSO CH3 tBuO − CH3 CH2 CH3 propano + N2 2-propanone idrazone Nella prima parte della reazione si prepara l’idrazone. :O . Mauro Tonellato – ITIS Marconi – Padova 13 . dimetilsolfossido DMSO. trietilenglicole . Le aldeidi.. CH3 CH CH3 CH3 CH2 CH3 Prof. infatti un alcol non si riduce in queste condizioni. la desolforazione dei tioacetali. Esistono comunque altre vie di riduzione “creative” che possono essere realizzate in più passaggi. O CH3 C CH3 acetone Zn / Hg HCl conc CH3 CH2 CH3 propano Questa reazione non segue lo schema [chetone => alcol => cloruro alchilico => alcano]... non sopportano l’ambiente basico e non possono essere ridotte con questa reazione. :O . durante la reazione il chetone si lega sulla superficie del metallo formando intermedi zinco organici. vengono usati solo a scopo analitico e non preparativo soprattutto coi carboidrati. O CH3 C H + 2 Cu2+ + 5 OH − O CH3 C + O− Cu2O + 3 H2O precipitato rosso mattone Il reattivo di Fehling è composto di due soluzioni da mescolare al momento dell’uso: soluzione A: NaOH e tartrato di sodio (un complessante del Cu2+). Il più utilizzato è forse il Cr(VI) sotto forma di bicromato in ambiente acquoso acido nel quale forma acido cromico H2CrO4..www. infatti. Solo se possiedono dei gruppi OH. O CH3 C H acetaldeide H2O / H + OH CH3 C OH H2SO4 H2CrO4 CH3 C OH acido acetico O H acetaldeide idratata Ricordiamo brevemente il meccanismo: + O H CH3 C H . : H OH .. Lo zolfo viene estratto dalla molecola e incorporato nel catalizzatore che viene così “avvelenato”.3-ditiolano (tioacetale) Ossidazione Le aldeidi vengono ossidate facilmente ad acidi carbossilici da una varietà di reattivi. Benedict e Tollens ossidano le aldeidi ad acidi carbossilici. Il tartrato impedisce per qualche tempo al rame di precipitare come idrossido e questo consente di eseguire la reazione. H OH + ... H2O: + HO Cr OH2 O O O OH CH3 C H + O H Cr O . Mauro Tonellato – ITIS Marconi – Padova Aldeidi e chetoni 14 . soluzione B: CuSO4.2-dimetil-1.. si può eseguire la riduzione operando in assenza di acidi e basi. Nei saggi di Fehling e Benedict il reattivo ossidante è il Cu2+ che in ambiente basico ossida le aldeidi ad acidi carbossilici. Per questo si usa nichel e non platino! O CH3 C CH3 acetone SH SH S CH3 C S Ni Raney CH2 CH2 CH3 CH3 CH2 CH3 propano 2. polvere di nichel saturata con idrogeno. Prof. H2O: O OH CH3 C H O Cr OH + O H E2 O CH3 C OH + HO O Cr OH H2O . I reattivi di Fehling.it Se l’aldeide o il chetone non sopportano nè l’ambiente acido nè quello basico. Le aldeidi reagiscono nella forma idratata come si è visto nel capitolo sugli alcoli. Si forma un precipitato rosso mattone di ossido rameoso Cu2O che permette di confermare la presenza di aldeidi.pianetachimica. Si trasforma il carbonile in un tioacetale e si esegue una idrogenazione catalitica con nichel Raney.. : estere dell'acido cromico L’intermedio è un estere dell’acido cromico che subisce una reazione di eliminazione E2 per produrre il doppio legame C=O dell’acido carbossilico. CH3 C OH . le aldeidi possono formare esteri con l’acido cromico che sono l’intermedio chiave della reazione di ossidazione. Più interessante è la reazione di Baeyer Villiger cioè l’ossidazione dei chetoni con perossiacidi che li trasforma in esteri.. O O C . invece. O CH3 C H + 2 Ag+ + 3 NH3 + H2O CH3 C O + O− precipitato a specchio 2 Ag + 3 NH4+ I chetoni si ossidano solo se viene rotto uno dei legami C−C a ridosso del carbonile. H O . migra il gruppo fenile piuttosto del metile.. Nel saggio di Tollens il reattivo è costituito da una soluzione ammoniacale di AgNO3. Precipita argento metallico che forma uno specchio sulle pareti di vetro. Qui vediamo l’ossidazione con acido perossiacetico dell’acetofenone che dà fenil acetato. Si può conservare senza che il rame precipiti come idrossido perchè il citrato è un complessante più forte del tartrato. Mauro Tonellato – ITIS Marconi – Padova Aldeidi e chetoni 15 . citrato di sodio e CuSO4. per esempio con permanganato a caldo che attacca il doppio legame degli enoli che si formano come intermedi di reazione. Se nel chetone ci sono due gruppi diversi (come nell’esempio) quello che traspone è prevedibile in base alla seguente gerarchia: terz-alchile > sec-alchile > > fenile > n-alchile > metile Nell’esempio qui sopra. quindi. Dato che la molecola si può rompere a sinistra o a destra del carbonile. O: H + C CH3 O O C + OH CH3 . Il meccanismo è il seguente: + OH C CH3 OH OH CH3 O C O CH3 C . per questo servono condizioni forti di ossidazione. Prof. Il reagente ossidante è Ag+ che ossida le aldeidi ad acidi carbossilici. consiste in un’unica soluzione: NaOH. O C CH3 O O + CH3 C O O H O C CH3 O + CH3 C OH In questa reazione l’ossigeno perossidico del perossiacido (in grassetto e indicato da una freccia) si inserisce nel legame C−C a fianco del carbonile che così diventa un estere.it Il reattivo di Benedict. Il gruppo che traspone mantiene la configurazione.www.. :OH C CH3 O CH3 + OH OH C trasposizione CH3 del fenile C CH3 −H + O O C CH3 O O+ Per chiarezza i due passaggi centrali del meccanismo sono stati mostrati distinti anche se in realtà l’espulsione dell’acido e la trasposizione avvengono contemporaneamente. si ottengono miscele di prodotti e la reazione è di scarso interesse. La reazione avviene con catalisi acida.pianetachimica.. Lo stato di transizione non assomiglia ad un enolo. :OH . Quindi il chetone monoalogenato è più acido (pKa 14) del chetone iniziale e la seconda alogenazione è più veloce della prima e l’eventuale terza alogenazione (nel caso di metilchetoni) è ancora più veloce. − :Cl .. L’intermedio simile ad un anione ha poi un’altra conseguenza.. :OH .. quindi nella reazione qui sopra si forma 3-cloro-2-butanone e non 1-cloro-2-butanone. risulta più stabile se è alogenato (il cloro elettronegativo stabilizza la carica negativa). questo suggerisce che nello stadio lento si formi l’intermedio enolo e che questo poi reagisca velocemente con l’alogeno. O C H2C H 2-butanone (pKa 20) O C Cl HC H chetone monoalogenato (pKa 14) più acido del chetone iniziale Prof.. ma ad un anione e dato che sono più stabili gli anioni meno sostituiti. − CH2 CH3 H2C . − : O: C CH2 CH3 Cl Cl CH2 CH3 − . :OH + O H H3 C H OH + C CH H H CH3 :O : H tautomeria OH C H3 C CH enolo più stabile CH3 + Cl CH3 veloce Cl H3C O C H .it Alfa alogenazione Le aldeidi. poichè lo stato di transizione è simile all’enolo. La reazione procede in modo molto diverso a seconda che sia condotta in catalisi acida o basica. la reazione procede attraverso l’enolo più stabile. trattate con Cl2 o Br2. trattati con Cl2 o Br2 vengono alogenati in posizione alfa. si ha la monoalogenazione. enolato meno sostituito . se si usa con una sola mole di Cl2. : O C H3C CH CH3 Cl meno reattivo del chetone iniziale C H3C enolo CH CH Cl CH3 Con la catalisi basica si ha la polialogenazione del chetone dalla parte meno sostituita. Mauro Tonellato – ITIS Marconi – Padova enolato CH2 CH3 −. invece.. si ossidano formando acidi carbossilici.. 2^ tautomeria 1^ tautomeria lenta O C H2C . O C H3 C CH2 CH3 + Cl2 catalisi acida + H2O / H H3 C O C CH CH3 + HCl Cl 3-cloro-2-butanone 2-butanone O C H3C CH2 CH3 + 3 Cl2 2-butanone − H2O / OH catalisi basica O −O C CH2 CH3 + CHCl3 + 3 Cl − propanoato Si osserva che la velocità di reazione non dipende dalla concentrazione di alogeno. lo strappo dell’H+ avviene dal lato meno sostituito... − :O: C Cl HC CH2 CH3 Cl Cl più veloce Aldeidi e chetoni 16 . Inoltre. :O: C H3C CH CH3 H H 2-butanone .pianetachimica. inoltre. è meno reattivo del chetone di partenza e quindi.www. cioè quello col doppio legame più sostituito. Il cloroderivato. I chetoni enolizzabili.. Con la catalisi acida si ha la monoalogenazione del chetone dalla parte più sostituita.. Cl2. Si ottiene quindi CCl3− e acido propanoico.. Mauro Tonellato – ITIS Marconi – Padova Aldeidi e chetoni 17 . Questa reazione è tipica dei metilchetoni ed è nota come reazione aloformio. questo viene attaccato dall’intermedio enolato che dopo tre alogenazioni con I2 perde iodoformio CHI3 che forma un precipitato giallo..pianetachimica. :OH .. Cl Cl − . iodoformio appunto. :OH . Infatti il metile CH3 è diventato CCl3 e si è trasformato in un buon gruppo uscente dato che la carica negativa sul carbonio è stabilizzata per effetto induttivo dai tre atomi di cloro. .. NaOH... si osservava la formazione di un precipitato giallo. trattando la sostanza incognita con KI. il gruppo metilico del chetone viene perso come cloroformio e il metilchetone diventa un acido carbossilico con un carbonio in meno. H H OH chetone trialogenato O CH3 CH2 C O− ione propanoato Cl Cl C Cl cloroformio H Il chetone trialogenato che si forma può perdere un carbonio per idrolisi basica.. Dal metilchetone originale (2-butanone) abbiamo ottenuto il sale dell’acido propanoico..www. −:O : C C Cl OH O CH2 CH3 CH3 CH2 C Cl Cl C: − Cl O − . Ecco la reazione nel caso dell’acetone. Prof. un acido carbossilico con un carbonio in meno rispetto al chetone di partenza. Se. CCl3− si protona e dà cloroformio CHCl3 mentre l’acido.it O C Cl Cl C CH2 CH3 H chetone dialogenato ancora più acido O C Cl Cl C Cl CH2 CH3 − . allora la sostanza incognita era un metilchetone. in ambiente basico. forma lo ione carbossilato. − :O: C Cl ancora più veloce 3^ tautomeria Cl CH2 CH3 Cl C Cl enolato . Un tempo la reazione iodoformio veniva usata per il riconoscimento qualitativo dei metilchetoni. : OH . O C H3 C CH3 acetone + 4 OH − + 6 KI + 3 Cl2 CH3 C O O− − + CHI3 + 6 KCl + 3 H2O + 3 I iodoformio Il Cl2 ossida KI formando I2. procede attraverso la formazione di enoli. Anche questa reazione. H2O tautomeria −.www.. cioè si tratta di un idrogeno 1025 volte più acido di un normale idrogeno di un alcano che ha pKa circa 45. danno addizione aldolica... Mauro Tonellato – ITIS Marconi – Padova Aldeidi e chetoni 18 . che si sottrae all’equilibrio e trascina a destra la reazione.. però. come l’alogenazione. O: CH3 CH2 C CH3 2-butanone H + CH3 CH C H CH3 + OH tautomeria OH CH3 CH C CH3 enolo H2O H2O . CH3 CH C O CH3 CH C H enolato O− H O CH3 CH2 C H − . Se la reazione viene condotta in ambiente acido.. O 2 CH3 CH2 C H propanale OH − OH CH3 CH2 C H CH C CH3 H O H2O 3-idrossi-2-metilpentanale β-idrossialdeide Il carbonio in alfa di un’aldeide si lega al carbonile di una seconda aldeide per formare una molecola con una catena di carboni più lunga che è aldeide e alcol. La pKa dell’idrogeno in alfa dei chetoni e delle aldeidi è circa 20. H CH3 CH C H O − . Il primo passaggio della reazione è dunque la tautomeria cheto enolica catalizzata dalle basi che produce enolati. con i chetoni è spostata a sinistra e si formano solo tracce di aldolo (a freddo) perchè il carbonile dei chetoni è meno reattivo sia per l’effetto induttivo dei sostituenti che per l’ingombro sterico che destabilizza i prodotti.100 °C.it Addizione e condensazione aldolica Le aldeidi. cioè due aldeidi si sommano tra loro per formare una beta idrossi aldeide chiamata aldolo. a 80 .. : OH . L’intermedio enolato dà poi una reazione di addizione nucleofila al carbonile di un’altra aldeide con formazione di un alcossido che nell’ultimo passaggio si protona formando l’aldolo. La condensazione in ambiente acido di aldeidi e chetoni produce composti carbonilici alfa beta insaturi e viene chiamata condensazione aldolica. l’aldolo. O 2 CH3 CH2 C CH3 2-butanone H + OH CH3 CH2 C CH C CH3 O H + CH3 CH2 C C C CH3 O H2O CH3 CH3 − H2O CH3 CH3 β-idrossichetone (tracce) chetone alfa-beta insaturo Il meccanismo di reazione inizia con la tautomeria cheto enolica catalizzata dagli acidi: . se trattate in ambiente acquoso moderatamente basico.: Prof. Quando due molecole si addizionano espellendo una piccola molecola si dice che condensano. CH C CH3 O H ..pianetachimica. anche i chetoni reagiscono e danno condensazione aldolica perchè il beta idrossi chetone che si forma in minima quantità espelle una molecola di acqua producendo un chetone alfa beta insaturo. La condensazione può avvenire anche in ambiente basico se si conduce la reazione a temperatura elevata. − :O: CH3 CH2 C H CH C CH3 O H H OH OH CH3 CH2 C H CH C CH3 O H Mentre con le aldeidi l’addizione aldolica in ambiente basico è spostata a destra. 4-dimetiles-3-en-2-one Le aldeidi che non possiedono idrogeni in posizione alfa non sono enolizzabili e quindi non possono dare addizione aldolica. Bisogna quindi invocare un meccanismo diverso da quello della normale disidratazione degli alcoli che invece avviene con difficoltà e richiede 150 °C e H2SO4 concentrato. Questi sono tre esempi: O O C H H C H CH3 H3 C C CH3 C O H formaldeide benzaldeide 2.2-dimetilpropanale Tuttavia se queste aldeidi vengono trattate in ambiente molto basico si rivelano instabili e vanno incontro ad una reazione di ossidoriduzione interna. ha il doppio legame coniugato col carbonile. La reazione è favorita anche dal fatto che la molecola finale.it L’enolo attacca il chetone protonato con una addizione nucleofila: + OH CH3 CH2 C CH3 .. O C H O OH OH CH2 2 benzaldeide − OH H2O H2 O / H + C + acido benzoico alcol benzilico Prof. H2O: OH CH3 CH2 C C C OH H + CH3 CH3 CH3 CH3 beta idrossi enolo (tracce) CH3 beta idrossi chetone (tracce) + OH2 CH3 CH2 C C .www. Il beta idrossi enolo che si forma può espellere acqua invece di ricreare il chetone. quindi è stabilizzato per risonanza. una dismutazione conosciuta come reazione di Cannizzaro. L’H+ in posizione alfa in questa molecola può essere strappato facilmente grazie alla tautomeria cheto enolica. :OH C CH3 − H2O CH3 CH2 C C C CH3 CH3 + OH CH3 CH2 C CH3 C C O CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 beta idrossi enolo (tracce) chetone alfa-beta insaturo 3.pianetachimica. OH CH3 CH2 C H C C CH3 tautomeria + OH . :OH CH C CH3 CH3 OH CH3 CH2 C CH C CH3 + OH CH3 CH3 beta idrossi chetone (tracce) Il beta idrossi chetone perde il gruppo OH in modo estremamente facile. il chetone alfa beta insaturo. Mauro Tonellato – ITIS Marconi – Padova Aldeidi e chetoni 19 ... date due aldeidi A e B. BB.. − O C CH3 CH3 CH2 C H H2O OH O CH3 CH2 CH CH2 C CH3 acetone enolato dell'acetone 4-idrossiesan-2-one Prof. AB. O O C H + benzaldeide H3C C CH3 − OH H2O 4-fenil-but-3-en-2-one CH CH C CH3 O acetone Notate che in questa reazione. si è ottenuto un chetone alfa beta insaturo.. si possono ottenere i prodotti AA. − : OH .www. pKa 36) che lo trasforma tutto nel suo enolato e poi aggiungendo goccia a goccia l’aldeide.... Se tuttavia la reazione avviene tra un’aldeide che può solo essere attaccata ma non è capace di attaccare (un’aldeide non enolizzabile) e un chetone che può solo attaccare. O O C H3C CH3 LDA THF H2 C . In questo caso è molto difficile impedire la disidratazione dell’aldolo.pianetachimica. ma reagisce con l’eccesso di enolato del chetone che trova in soluzione. Questo si realizza trattando il chetone con una base molto forte come LDA (litio diisppropilammide. − :O : C H O trasferimento di idruro dianione C H O C O− − O + H C H − O dianione L’addizione aldolica tra aldeidi diverse è chiamata addizione aldolica incrociata. Mauro Tonellato – ITIS Marconi – Padova Aldeidi e chetoni 20 . Quindi. questa reazione porta in generale a miscele di prodotti a causa del fatto che un’aldeide può addizionarsi sia con sè stessa che con l’altra aldeide. ma anche dalla coniugazione con l’anello benzenico.. O− C H O − benzaldeide . ma non può essere attaccato (i chetoni non si addizionano in ambiente basico perchè il loro carbonile è poco reattivo). BA.it La reazione procede per trasferimento di uno ione idruro dal dianione di un’aldeide idratata ad un’altra aldeide. Questa non ha il tempo di trasformarsi in enolato. Questo è dovuto al fatto che il doppio legame è particolarmente stabilizzato non solo dal carbonile. Il meccanismo è il seguente: O C H . nonostante l’ambiente basico. Si può avere addizione aldolica incrociata anche tra un chetone ed una aldeide qualsiasi. − O C H OH . Dopo neutralizzazione si ottiene un acido carbossilico ed un alcol. a patto di far reagire l’aldeide con un grande eccesso dell’enolato del chetone. allora la reazione procede con successo. − : OH . it Reazione con LDA. Il trattamento di un chetone con una base molto forte (pKa 36) ma ingombrata. − enolato dell'acetone CH3 CH2 C CH2 C CH3 esan-2.. la carica negativa si forma dalla parte meno sostituita se la reazione viene condotta a bassa temperatura -70 °C.. lo trasforma al 100% nel suo enolato. per questo nelle reazioni si comporta solo da base senza attaccare il carbonile. Cl O C H3 C CH3 LDA THF O CH3 CH2 CH2 O CH3 CH2 CH2 CH2 C CH3 esan-2-one acetone C H2 C CH3 . si prepara per trattamento di diisopropil ammina con butillitio: H N + THF Li .4-dione Prof. Nella pagina precedente abbiamo visto che può reagire con una aldeide. Questo è nucleofilo e può essere fatto reagire con una varietà di molecole. litio diisopropil ammide. − N ... cioè sotto controllo cinetico. come LDA. Se il chetone è asimmetrico. Mauro Tonellato – ITIS Marconi – Padova Aldeidi e chetoni 21 . − enolato dell'acetone O Trattando i chetoni con LDA e poi con i cloruri acilici si ottengono β dichetoni: O C H3C CH3 THF LDA O CH3 CH2 C Cl O O acetone C H2 C CH3 .www. + Li + diisopropil ammina butillitio LDA butano E una base molto forte (pKa 36) ma ingombrata a causa dei due sostituenti isopropilici che le impediscono di agire da nucleofilo. Nella reazione con i cloruri alchilici si ottengono chetoni con una catena di atomi di carbonio più lunga. ma può reagire anche con alogenuri alchilici (metilici o primari) e con cloruri acilici. litio diisopropil ammide LDA.pianetachimica.