Acidità’degli’Idrogeni’ - Omero - Il database della didattica -...
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Acidità degli Idrogeni α
O
R' R
H HH H
α α
IDROGENI α
H3C CH2
O
H
+ B H B +H3C CH2
O
H3C CH2
O
H3C CH2
Oδ
δ
ANONE ENOLATO
anione bidentato NB: la stru+ura che più contribuisce all’ibrido è quella con la carica nega:va sull’ossigeno
LDA: li:o-‐diisopropilamide: sale di li:o della diisopropilammina
H3C CH3
O N
LDA
+ H3C CH2
OLi NH
+LI
enolato di litiopKa=20 pKa=40
pKa=16 pKa=20 H3C CH3
O+
etossido di sodioH3C CH2
ONa+
enolato di sodio
CH3-CH2-ONa CH3-CH2-OH
Più ele8rofilo è il carbonio carbonilico, maggiore è l’acidità degli H in α
O O O OOO
La carica nega:va è delocalizzata su entrambi gli ossigeni
Il gruppo NITRO delocalizza efficacemente la carica nega:va
OCH3H2C
O
OCH3H2C
O
OCH3H2C
OL’effe+o coniuga:vo ele+rondonatore del gruppo –OCH3 rende gli esteri meno acidi delle aldeidi e chetoni.
NO O N
O O
Tautomeria Cheto-‐Enolica
Tautomeri: isomeri COSTITUZIONALI in rapido equilibrio tra di loro I tautomeri cheto-‐enolici differiscono per la posizione di un doppio legame e di un idrogeno
R
O
R
OH
tautomero chetonico tautomero enolico
R' R'
H H H
CH2 CH3
O
H3C
OCH CH3
O
H3C
O H
OHOHH H
HH
H
HH
HH
H
Il tautomero enolico è molto più stabile del tautomero chetonico perché è stabilizzato per risonanza
H3C CH3
O
H3C CH2
OH
> 99.9 % < 0.01 %
85 % 15 %
Tautomeria cheto-‐enolica catalizzata da BASI
Tautomeria cheto-‐enolica catalizzata da ACIDI
CH2
O
RR
H O H
H
CH
OH
RR
H O HH
CH
OH
RR
H O H
H
CH
O
RR
O HH
CH
O
RRCH
O
RR
H O H
H O H
CH
OH
RR
O H
ReaOvità degli ENOLI e degli ENOLATI: α-‐SOSTITUZIONE
L’enolo è più ele8ron-‐ricco di un ALCHENE -‐> più NUCLEOFILO
L’enolato è un NUCLEOFILO più forte dell’enolo
CH
OH
RR CH
OH
RR
Anione bidentato
Stru8ure limite di risonanza dell’ enolo
Stru8ure limite di risonanza dello ione
enolato CH
O
RR CH
O
RR
Reazione di α-‐sosTtuzione catalizzata da ACIDI
CH2
O
RR
H O H
H
CH
OH
RR
H O HH
CH
OH
RR
H O H
H
CH
OH
RR E CH
OH
RR
E
CH
OH
RR
E
H2OCH
O
RR
E
H3O+
In ambiente acido l’Ele8rofilo si addiziona all’ENOLO
Reazione di α-‐sosTtuzione catalizzata da BASI
CH
O
RR
O HH
CH
O
RRCH
O
RRE
CH
O
RR
EH O H
In ambiente basico l’Ele8rofilo si addiziona all’ENOLATO
CONDENSAZIONE ALDOLICA
R CH
O
R CH
OH
R'
R'
+ R CH2
OR'
δ+
R CH2
HO CH
OR
R'
R'
NUCLEOFILO ELETTROFILO ALDOLO
α
β
In generale, con ALDOLO si intende il prodoo+o della condensazione aldolica: β-‐idroossi-‐aldeide o β-‐idrossi-‐chetone
Condensazione aldolica catalizzata da ACIDI
1) Formazione del NUCLEOFILO
CH2
O
RR
H O H
H
CH
OH
RR
H O HH
CH
OH
RR
H O H
H
2) Formazione dell’ ELETTROOFILO
CH2
O
RR
H O H
H
CH2
OH
RRCH2
OH
RR
3) Formazione dell’ ALDOLO
CH2
OH
RRCH
OH
RRR CH
OHR
OHRH2C
R
O H
H
R CH
OR
OHRH2C
R
H O H
H
4) Riscaldando si oaene il prodo+o di disidratazione (la parola “condensazione si riferisce proprio a quando avviene quest’ul:mo passaggio).
R
O
RCH2-R
R
α β
R
O
RCH2-R
R
R
O
RCH2-R
R
R
O
RCH2-R
R
Composto Carbonilico α,β-‐insaturo stabilizzato per risonanza
siT soggeO ad a8acco nucleofilo
R C
OH O H
H
R H
R OH
CH2-RR C
O
H O H
R H
R OH
CH2-R
HΔ
R
O
RCH2-R
R
−Η2Ο
Condensazione aldolica catalizzata da BASI
CH
O
RR
O HH
CH
O
RRCH
O
RR
H O H
1) Formazione del NUCLEOFILO
2) Formazione dell’ ALDOLO
3) Riscaldando si oaene il prodo+o di disidratazione
CH2
O
RRCH
O
RRR CH
OR
ORH2C
R
R CH
OR
OHRH2C
RO H
H O H
O H
R C
O
R H
R OH
CH2-R
Δ
R
O
RCH2-R
RR C
O R OH
CH2-RR
O H
H
O H
• La condensazione acido/base catalizzata è spostata verso destra soltanto nel caso delle aldeidi (carbonio carbonilico più ele+rofilo, maggior acidità degli H in α)
• Nel caso dei chetoni, la condensazione aldolica, in queste condizioni di equilibrio, avviene soltanto se la reazione è INTRAMOLECOLARE (cicli a 5 o a 6).
IMPORTANTE
1 2 3 4 5 6 7
1 2 3
4 5
6 7
1 2 3
4
5 6
7
6 5
4 3 2 1
6 5
4 3 2
1
Aldolica Incrociata
CH2
O
HO
HA
B
A + BKOH
CH2
OH
CH2
H
O
H
A + A
CH2
OH
CH
H
O
HH3C B + AO
HH3C
OH
CH
H
B + B O
HH3C
OH
CH2
H
O
HCH2
H
C
O
HCH2
H
CH
O
HH3C
H
C
O
HH3C
H
CH
L’aldolica incrociata può essere u:lizzata se almeno uno dei due compos: non ha idrogeni α
addizionato lentamente
Nel caso dell’aldolica incrociata la strategia migliore è generare quan:ta:vamente l’enolato con LDA. In questo modo diventa possibile anche effe+uare la condensazione aldolica fra chetoni
OLDA
O1) H
O
2) H2O
O H OH
H
O
+ H
O KOHHO H O
H Δ
O
H
H
addizionato lentamente
(eccesso)
N
LDA
LI
ammina ingombrata non da addizione al carbonile
Reazione di MANNICH
H H
O+ NH
R
R+
O
Formaldeide ammina 2° compostocarbonilico
H+
cat
O
N R
Rcomposto
β-‐ammino-‐carbonilico
α β
OHH
HN RR
OH
NR
R
-H+O
NR
R
H H
O HN RHR H H
OH
NHR
R
H HOH
NHR
RH H
O
NR
R
HH
-H2O
NR
R
H H
N
H H
R Rione IMMINIO
OH+
cat
OH
Meccanismo
ELETTROFILO NUCLEOFILO
CONDENSAZIONE di CLEISEN
meccanismo
: questo passsaggio è quello che sposta verso destra la reazione: la Cleisen può avvenire
la base deve essere presente in quanTtà
CLEISEN INCROCIATA
H3C
O
OEt+
EtO
O
OEt
1) EtOH/EtOK
2) H2O/H+
carbonato di etile
O
OEt
O
EtO
malonato di etile
Decarbossilazione
DIECKMANN (CLEISEN INTRAMOLECOLARE)
1 2 3 4 5 6 1
2
3 4
5 6
Vale quello già de8o per l’aldolica incrociata e per i chetoni. La formazione quanTtaTva dell’enolato è una strategia migliore per la Cleisen incrociata. Inoltre, in questo modo è possibile la condensazione fra esteri che hanno .