1

Chimica acido-base dei composti carbonilici

Produzione di enolati: deprotonazione al carbonio in α ad un gruppo carbonilico (aldeidi, chetoni, esteri)

L’acidità del protone legato al carbonio in α compete con la natura elettrofilica del carbonio carbonilico, analogamente a quanto accade con gli acidi carbossilici e le ammidi primarie e secondarie

S Ch 20

2

Addizione di una base/nucleofilo al carbonile

L’atomo di carbonio elettrofilo è in grado di reagire con nucleofili

S918

Il protone acido è in grado di reagire con basi

3

Acidità di acidi carbossilici, solfonici e fosforici

Maggiore è la forza dell’acido più basso è il valore di pKa.

Questa acidità origina dalla stabilizzazione della base coniugata, lo ione carbossilato

Gli acidi carbossilici tendono a dare reazioni acido-base con i nucleofili.

Il pKa di un acido carbossilico è circa 5, cosa che li rende le molecole più acide contenenti solamente C, H e O.

S980

4

Acidità di acidi solfonici (pKa < 0) e fosforici (pKa ≈ 2)

Gli altri acidi solfonici e fosforici sono ancora più forti. Gli acidi fosfonici in basse concentrazioni possono anche perdere il secondo

protone (cosa che accade ad esempio in condizioni fisiologiche)

Esercizio:Disegnare le formule di risonanza del dianione di un acido fosforico

ottenuto per dissociazione di due protoni (RO-PO32-)

S980

5In acqua tutti questi acidi si dissociano

Acidità in acqua di acidi carbossilici, solfonici e fosforici

S981

6

Variazione di acidità – Effetti induttivi

Perchè l’acido cloroacetico ha pKa più basso?

Una razionalizzazione semplificata si basa sull’elettronegatività dei sostituenti: la maggior elettronegatività del cloro rende più positivo il carbonio ad esso legato, che a sua volta sottrae densità elettronica al carbonio carbonilico e all’ossigeno, rendendo il legame O-H più debole e di conseguenza il protone più acido.Un effetto analogo agisce sulla base coniugata, che risulta quindi più stabile.

S982

7

Variazione di acidità – Effetti induttiviDerivati acido acetico

S983

8

Gli effetti induttivi influenzano l’acidità degli acidi carbossilici: gruppi elettron-attrattori aumentano l’acidità; gli elettron-donatori la dimuiscono.

L’effetto diminuisce all’aumentare del numero di atomi che separano il sostituente dalla funzione carbossilica.

Variazione di acidità – Effetti InduttiviDerivati acido butanoico

S984

9

Variazione di acidità – Effetti InduttiviDerivati acido benzoico

S985

10

Anche nel caso dei derivati degli acidi benzoici possiamo individuare un effetto induttivo dei sostituenti in anello sull’acidità. Anche in questo caso i sostituenti elettron-attrattori (EWG) aumentano l’acidità mentre quelli elettron-donatori (EDG) la diminuiscono. Un sostituente in posizione orto porta ad una diminuzione sul valore della pKa, indipendentemente dalla sua natura. Questo fenomeno (effetto orto), deriva da interazioni di carattere sterico tra il sostituente e la funzione carbossilica.

pKa pKa

pKa = 4.21

Variazione di acidità – Effetti InduttiviDerivati acido benzoico

S985

11

Acidi dicarbossilici

Sulla base di quanto visto precedentemente, questi acidi sono acidi più forti dell’acido acetico, per lo meno per quel che riguarda la dissociazione della prima funzione carbossilica, e l’effetto del sostituente dipende fortemente dal numero di legami che lo separano dalla funzione acida.Il valore più alto della seconda pKa dipende dalla presenza di un sostituente carbossilato (effetto elettron-donatore) e dalla solvatazione.

S985

12

Esercizio:

La prima dissociazione dell’acido ossalico e malonico potrebbe essere aumentata anche dalla formazione di un forte legame ad idrogeno nel mono-anione.

Disegnare queste strutture e spiegare perchè dovrebbero essere più stabilizzate rispetto a quelle generate dagli altri diacidi mostrati nella tabella precedente.

S986

COOH

COOH

COO-

COOH

O

O

O-

O

H

COOH

COOH

COO-

COOH

O-

O

H

O

O

13

1. Gli effetti di risonanza sono molto importanti nel determinare l’acidità dei composti organici, rendendo gli acidi carbossilici i composti organici più acidi tra quelli che contengono gruppi O-H

2. Gli effetti induttivi di sostituenti presenti sulla molecola ne modulano l’acidità, rimuovendo o donando densità elettronica dal o al gruppo carbossilico

Acidità degli acidi carbossilici e delle ammidi

S986

14

Acidità delle ammine e delle ammidi

Un’ammide può essere deprotonata, almeno in parte, da basi molto meno forti, anche OH-. Tra i derivati degli acidi, le ammidi sono quelle che si idrolizzano più difficilmente in condizioni basiche. Infatti l’ammide deprotonata, stabilizzata per risonanza, è meno prona a reagire con un OH- del carbonile degli altri derivati degli acidi.

L’N,N-dimetilbutanammide viene idrolizzata in NaOH acquoso più velocemente della butanammide stessa. Perchè?

S987

Un’ammina (pKa ≈ 40) può essere deprotonata solo da una base molto forte, quale RLi.

15

Acidità dei chetoniIn un composto come l’acetone, il gruppo metile in α al carbonile si comporta come un OH di un acido carbossilico o un NH di un’ammide. In presenza di una base forte il protone può essere rimosso generando un carbanione, l’enolato.

La stabilizzazione della carica negativa mediante risonanza consente di spiegare perchè la pKa di un protone legato ad un carbonio in α a un carbonile ha un valore ≈ 20 rispetto al CH di un alcano (pKa ≈ 50).

S987-8

16

Valori di pKa di derivati carbonilici e dei loro analoghi metilenici

La presenza di un gruppo carbonilico rende i protoni di un gruppo in α molto più acidi rispetto all’analogo idrocarburo

S988

17

Come si forma un enolato?

Un enolo (alcol vinilico) può essere ottenuto per idratazione di un alchino:

L’enolo non è un composto stabile e si trasforma velocemente in un composto carbonilico mediante un processo chiamato tautomeria cheto-enolica

S989

18

Un polimero molto diffuso: l’alcol polivinilico

H٢C CHOHn CH٢ CH

OH

n???

CH٣CHO

CH٢ CH

OH

nCH٢ CH

OCOCH٣

n

idrolisiH٢C CHOCOCH٣n

vinile acetato poli(vinile acetato)

HC CH

CH٢ CH

OH

n

19

Esercizio: nel seguente processo la forma enolica è favorita: perchè?

S989

20

Come si forma un enolato? L’enolato altro non è che il prodotto di una reazione acido-base di un enolo (alcol vinilico)

C

H

C

O

C C

OH

C C

O-

- H+ - H+

C C

Ocheto enolo

enolato

C

H

C

O

cheto

C C

OH

enolo

H+, OH- cat.

Carica negativa delocalizzata tra C e O

CO

C

21

Meccanismo della tautomeria cheto-enolica (ambiente acido):

H2O come nucleofilo idrato

H2O come base enolo

S990

22

Meccanismo della tautomeria cheto-enolica (ambiente basico):

Formazione di enolati a partire da composti carbonilici:

S991

23

Enoli in biochimica

Processo di glicolisi:Isomerizzazione di zuccheri mediante trasposizione della funzione carbonilica (D-glucosio fosfato a D-fruttosio fosfato)

La reazione avviene via formazione di un endiolo acido-catalizzata (l’enzima utilizza funzioni acide)

Vitamina C

O

OHHO

OC OHH

CH2OH

S991

24

Reazioni di racemizzazione di composti carbonilici

Se un chetone enantiopuro viene trattato con un acido o una base racemizza attraverso la formazione di un intermedio achirale, l’enolo

La racemizzazione è un processo entropicamente favorito, poiché la concentrazione dell’enantiomero di partenza si dimezza durante il processo

∆G° = ∆H° - T∆S° ; ∆H° ca. 0

C 25 a kcal/mol41.02ln)0(2lnln)lnln(

);lnln(

21

21

21

21

21

21

212211

°−=−=∆−=∆>=−=+−=∆

==+−=∆

RTSTGRRRSxxxxxxRS

S992

25

Reazioni di racemizzazione di composti carboniliciRacemizzazione dell’(R)-Thalidomide

sedativo teratogeno

Anche gli amminoacidi possono racemizzare con questo tipo di meccanismo, anche se questo normalmente non avviene in condizioni fisiologiche

S992

26

α-Alogenazione dei chetoni

O

CH

H

H

X2, H+ oppure OH-O

CX

H

H

La reazione porta alla sostituzione di uno o tutti gli H con X. Procede attraverso la formazione dell’enolo o enolato

X = Cl, Br, I

27

α-Alogenazione dei chetoni via enolato: condizioni basiche

Formazione dell’enolato

Addizione elettrofila α-bromochetone

Formazione di un nuovo enolato (H più acido)

Addizione elettrofila (Dibromo derivato)

La monoalogenazione non può essere ottenuta in condizioni basiche. La maggior reattività dei prodotti può essere sfruttata per la produzione di un aloformio (CHX3)

S993

28

Reazione dell’aloformio

L’α,α,α-triiodometilchetone reagisce con OH-

Si forma un intermedio tetraedrico. l’ α,α,α-triiodometil carbanione è un gruppo uscente relativamente buono in queste condizioni di reazione.

La protonazione del carbanione genera lo iodoformio.

S994

29

α-Alogenazione dei chetoni via enolo: condizioni acide

Formazione dell’enolo(stadio lento)

Protonazione del chetone

Addizione elettrofila

Br- agisce da base e rigenera la funzione carbonilica

S995

30

Cosa accade se Br- porta un attacco nucleofilo al carbonio carbonilico?

Si genera una bromoidrina geminale che è instabile e rigenera la funzione carbonilica eliminando HBr

L’α-bromo-chetone enolizza più lentamente del chetone non sostituito, quindi si può ottenere il prodotto monoalogenato.

α-Alogenazione dei chetoni via enolo: condizioni acide

S995-6

31

Sintesi di enolati con basi fortiSe si vogliono utilizzare nucleofili diversi da un alogenuro si deve generare l’enolato in presenza di una base forte (pKa ≈ 20-25).

Generalmente si utilizzano solventi aprotici quali il THF (nel quale LDA è solubile). Con l’LDA si utilizza una base non nucleofila, con NaH si ottiene H2 come prodotto secondario

S996

32

Un enolato generato in queste condizioni è generalmente stabile.

Solitamente si disegna un enolato con la carica localizzata sull’atomo di ossigeno:

L’ossigeno è più elettronegativo e quindi queste sono le forme di risonanza più significative

Cationi piccoli quali Li+ e K+ hanno maggior affinità per l’ossigeno che per il carbonio.

L’atomo di carbonio è più nucleofilo, e quindi è in questa posizione che le reazioni avvegono preferenzialmente

O

HH

H O

HH

H

Sintesi di enolati con basi forti

33

Cosa avviene se abbiamo un chetone non simmetrico?

Si possono formare due enolati: il primo è quello che si forma più velocemente (prodotto cinetico).Il secondo è quello più stabile (prodotto termodinamico) (alchene tetrasostituito). Si forma principalmente se il sistema viene portato all’equilibrio.

S997

Prodotto cinetico (minor ingombro sterico)

Prodotto termodinamico (alchene più stabile)

34

Prodotto cinetico vs. prodotto termodinamico

I protoni in posizione 6 sono meno ingombrati da un punto di vista sterico, per cui possono essere rimossi più facilmente se si utilizza una base stericamente ingombrata come l’LDA. Per cui, scegliendo le condizioni di reazione possiamo favorire la formazione del prodotto cinetico o del prodotto termodinamico. Se lavoriamo a bassa temperatura e con una base forte favoriamo il prodotto cinetico (diminuiamo l’energia dello stato di transizione); se lavoriamo a temperature più elevate, eccesso di chetone e con basi deboli favoriamo il prodotto termodinamico.

S998

35

Controllo cinetico: base forte e ingombrata, bassa T

Controllo termodinamico: base meno forte e poco ingombrata, alta T

Prodotto cinetico vs. prodotto termodinamico

S998

36

Esercizio: Razionalizzare la selettività di queste due reazioni.

S998

Prodotto cinetico (meno ingombrato)

Prodotto termodinamico (più stabile)

37

Reazione di un enolato con un alogenuro alchilico

Se si tratta un enolato con un alogenuro alchilico si ottiene il prodotto di alchilazione. La reazione procede con un tipico meccanismo SN2 se l’alogenuro è primario. Con alogenuri secondari e terziari i prodotti di eliminazione prevalgono poiché l’enolato è una base forte.

In realtà la reazione non si ferma a livello di mono alchilazione. Infatti l’enolato di partenza può agire da base e deprotonare nuovamente il prodotto mono-alchilato

S999

38

Il nuovo enolato può nuovamente essere alchilato portando al derivato diachilato. Per cui si ottengono miscele di prodotti polialchilati.

In alcuni casi si possono ottenere selettivamente prodotti di mono-alchilazione

Reazione di un enolato con un alogenuro alchilico

S999-1000

39

Esercizio: Come preparereste questi composti utilizzando un’alchilazione? Potete utilizzare composti organici fino a 8 atomi di carbonio e qualsiasi reagente inorganico.

S1000

O

α

O-

CH2 X

O

CH3

40S1002

41

Alchilazione di un chetone via derivati enamminici

I problemi principali dell’alchilazione di composti carbonilici via formazione dell’enolato sono la polialchilazione e la scarsa regioselettività del processo.

Le ammine secondarie possono reagire con composti carbonilici generando un’enammina.

S1002

42

Le enammine sono nucleofili stabili, e possono reagire con alogenuri alchilici reattivi generando un ione imminio sostituito, che non ha più carattere nucleofilo.

Dopo idrolisi si ottiene il composto carbonilico di partenza mono-alchilato

Alchilazione di un chetone: derivati enamminici

S1003

43

Il processo avviene solamente con alogenuri alchilici molto reattivi

Alchilazione di un chetone: derivati enamminici

S1003

44

Carbanioni di chetimmine

Invece che un’enammina possiamo generare un carbanione di una chetimmina, che avrà un carattere nucleofilo maggiore

Molti chetoni condensano facilmente con ammine primarie come la cicloesilammina per generare l’immina corrispondente

S1004

45

Il trattamento dell’immina con un composto di Grignard genera un derivato molto simile ad un enolato, nel quale il metallo è probabilmente associato più fortemente con l’eteroatomo che con il carbonio in α.

In presenza di un alogenuro alchilico si ha la reazione di sostituzione

Carbanioni di chetimmine

S1004

46

L’idrolisi porta alla rigenerazione della funzione carbonilica di partenza

L’anione di una chetimmina è un utile nucleofilo poiché è stabile e regisce con elevate regioselezioni senza fornire prodotti di polialchilazione. Generalmente si ottiene il prodotto di alchilazione al carbonio meno sostituito.

Carbanioni di chetimmine

S1005

47

Esercizio: I dimetil idrazoni possono essere usati al posto delle immine nelle reazioni viste prima. Quale sarà il prodotto atteso dalla seguente serie di reazioni? (il trattamento con sodio periodato idrolizza l’idrazone in condizioni blande)

S1006

O

Me2NNH2

NNMe2

LDA

NNMe2

i-PrINNMe2

NaIO4

O

48

Carbanioni di immine ingombrate – enolati di aldeidiGli enolati delle aldeidi non hanno problemi di regiochimica nella reazione di alchilazione, ma sono molto reattivi e subiscono reazioni di autocondensazione

La reazione di un aldeide con un’ammina primaria produce l’immina corrispondente, che per trattamento con una base forte produce un carbanione molto più stabile e meno tendente all’auto-condensazione

S1006

49

Alchilazione e idrolisi acida che rigenera la funzione carbonilica di partenza

Possono anche essere usati reagenti di Grignard

Carbanioni di immine ingombrate – enolati di aldeidi

S1007

50

Enolati di esteri e nitrili

Il pKa di un protone in α di un estere (pKa = 24-25) è 4-5 ordini di grandezza maggiore di quella di un chetone o un’aldeide (pKa ca. 20).Questo deriva dalla minore stabilizzazione dell’anione, poiché il sistema carbossilico è già parzialmente delocalizzato ancor prima della deprotonazione.

Una delle formule di risonanza pone una carica positiva sul carbonio carbonilico, aumentando per effetti induttivi l’acidità dei protoni in α

Una delle formule di risonanza pone la carica positiva sull’atomo di ossigeno estereo piuttosto che su quello carbonilico

S1008

51

Vi è comunque un elevato grado di stabilizzazione della carica negativa rispetto ad un alcano

Per i protoni legati al carbonio in α ad un nitrile, anch’esso stabilizzato per risonanza, si hanno valori di pKa = 25-30.

Enolati di esteri e nitrili

S1008

52

Se si utilizzano basi forti come LDA, le reazioni tipo condensazione di solito non competono. Inoltre c’è solo una posizione α

Una volta formato, l’enolato può reagire con un alogenuro alchilico con un tipico meccanismo SN2 portando al prodotto alchilato. Se si utilizzano alogenuri secondari o terziari la reazione di eliminazione può competere poiché lavoriamo in presenza di una base forte.

Enolati di esteri e nitrili

S1009

53

Come elettrofili possono essere usati alogenuri alchilici o epossidi

Enolati di esteri e nitrili

S1009

54

Anche la presenza di un gruppo fenile riesce ad attivare un metilene consentendo l’ottenimento di chetoni ed esteri α-sostituiti

Alchilazione di reagenti contenenti metileni attivati

S1013

55

Enolati degli acidiPuò essere generato l’enolato di un acido?

Il pKa dei protoni di un carbonio in α al carbonio di un acido ha un valore confrontabile con quella di un estere

Per cui in presenza di 2 equiv. di base si ottiene l’enolato

S1010

56

La reazione con un alogenuro alchilico seguita da trattamento acido porta all’acido sostituito.

La reazione è analoga alla formazione di un enolato di un estere, alchilazione e idrolisi. E’ quindi più semplice da un punto di vista operativo e la reazione di condensazione non compete.

Enolati degli acidi

S1010

57

Esercizio: proporre delle vie sintetiche per i seguenti composti partendo sia da un acido che da un estere e da un organoalogenuro.

S1010

Cl

COOH

α

C

H

COOH

Cl

X

O-

O-

58

Metileni attivati: malonati, acetoacetati, cianoacetati

La presenza di due gruppi elettron-attrattori rende i protoni del carbonio metinico o metilenico particolarmente acidi e reattivi nella formazione di enolati. Questi protoni hanno pKa = 10-14.

S1011

59

Enolati fortemente stabilizzati per risonanza

La carica viene delocalizzata su tutto il sistema: i due carbonili e il carbonio metinico.

D’altro canto già il derivato di partenza esiste parzialmente nella forma enolica, stabilizzato da HB intramolecolari

S1011

60

Spettro 1H NMR (300 MHz) del tert-butil acetoacetato

In che rapporto sono? Lo si può determinare via 1H NMR?

S1012

61

Alchilazione di reagenti contenenti metileni attivati

L’enolato che si forma è il prodotto cineticamente e termodinamicamente favorito. Inoltre la reazione richiede condizioni molto meno drastiche: si usa una base molto meno forte (NaOEt).

In presenza di un eccesso di base si ottiene la doppia sostituzione

Se si utilizzano α,ω-dialoalcani in presenza di un eccesso di base si possono ottenere cicloalcani (anelli da 3 a 6 atomi).

S1013

62

Esercizio: Come preparereste i seguenti composti utilizzando un alogenuro alchilico e un derivato con metileni attivati?

S1013

O

COOEt

H

O

COOEt

CH2(CH2)5COOEt

EtO-

O

COOEtBrCH2(CH2)5COOEt

63

Attivazione dell’idrogeno α con gruppi solforati

Diversi gruppi funzionali contenenti lo zolfo (e anche il fosforo) hanno proprietà elettron-attrattrici e possono quindi attivare gli idrogeni di un carbonio in α. Lo stesso DMSO in condizioni basiche può essere deprotonato:

La presenza del gruppo carbonilico attiva ulteriormente i gruppi metilenici rendendoli più acidi

S1014

64

L’etil fenilsolfoacetato viene deprotonato facilmente in presenza di NaH generando l’enolato corrispondente:

Quindi in generale:

Attivazione dell’idrogeno α con gruppi solforati

S1014

65

Ad elevate temperature un solfossido elimina facilmente portando alla formazione di un doppio legame.

Come ottenere il β-cheto solfossido?

Attivazione dell’idrogeno α con gruppi solforati

S1015

66

Esercizio: un enolato di un estere reagisce con dimetil o difenil disolfuro producendo l’analoga specie α-solfenilica. Quale è il prodotto atteso dalla seguente sequenza di reazioni?

S1015

R CH2 COOEtLDA

R CH COOEtMe2S2

R CH COOEt

SMe

NaHR C COOEt

SMe

R C COOEt

SMe

EtI

Et

67

Decarbossilazione di funzioni carbossiliche in β a gruppi carbonilici

La presenza di due gruppi attivanti rende i protoni metilenici più acidi e quindi reattivi, ed elimina problemi di regiochimica o reazioni collaterali

S1016

68

Cosa possiamo fare se vogliamo il prodotto monofunzionalizzato?

La funzione esterea decarbossila facilmente per semplice riscaldamento in acido diluito

Decarbossilazione di funzioni carbossiliche in β a gruppi carbonilici

S1016

69

Decarbossilazione di funzioni carbossiliche in β a gruppi carbonilici

Idrolisi acida

L’acido carbossilico che si forma ha una funzione C=O in posizione β che facilita la rimozione di CO2 in ambiente acido grazie alla formazione di un enolo. Il processo può avvenire sia con l’intervento dell’H2O (2a) che per via intramolecolare (2b)

S1017

70

L’enolo poi tautomerizza generando il chetone

La stessa reazione con il dietil malonato o l’etile cianoacetato porta all’ottenimento di un estere o un nitrile

Decarbossilazione di funzioni carbossiliche in β a gruppi carbonilici

S1017-8

71

Acetoacetato Metil chetone

Malonato Acido acetico sostituito

H3C C

O

CH2 COOEt

EtOOC CH2 COOEt

1. EtOH/EtONa2. RX

H3C C

O

CH COOEt

EtOOC CH COOEt

R

R

- CO2H3C C

O

CH2 CH2 COOHRR

NC CH2 COOEt

NC CH COOEt

R

CH2 CNR

Alchilazione e decarbossilazione dei metileni reattivi

Cianoacetato Nitrile

ENOLATO EQUIVALENTE

72

Composti con metileni attivati enolato equivalenti

S1018

73

Esempio: proporre una sintesi per il seguente composto utilizzando reagenti che abbiano fino a 7 atomi di carbonio

S1018

74

Esercizio: Come preparereste questi composti utilizzando un precursore dicarbonilico?

S1019

CH2

COOEt

COOEt

EtO-

CH-

COOEt

COOEt

Br(CH2)3BrCOOEt

COOEt

decarb.COOH

O

COOEt

H

EtO-

O

COOEtRX

O

COOEt

R

decarb.

O

R

75

Riepilogo: reazioni degli enolati

Acidità: Acidità di acidi, ammidi, ammine. Effetti induttivi e di risonanza. Acidità C-H

Enoli/enolatiTautomeria cheto-enolica (acido o base catalizzata)Isomerizzazione zuccheri, racemizzazione aa

76

Alfa-alogenazioni (sintesi aloformio)Ambiente basico: trialogenazione fino ad aloformioAmbiente acido: solo α-alogenazione

Riepilogo

R

O

CH3

X2 / OH-

R

O

O-

+ CHX3

X2 / H3O+

R

O

CH2X

77

Sintesi enolati di chetoni con basi forti: regiochimicaAlchilazione enolati: polialchilazione – alchil. via enammine, chetimmine

Riepilogo

O

LDA

O

regiochimica?

CH3X

O

CH3

O

CH3

CH3

polialchilazione?

O

pirrolidinaN

CH3X

O

CH3

no polialchilazione

O

cicloesilamminaN

RMgBrN

CH3XVedi anche aldeidi

78

Gli enolati di esteri, nitrili e acidi possono essere alchilati

Riepilogo

COOEt

LDA

COOEt

CH3X

EtOOC CH3

COOH

2 LDA

COO-

CH3X

HOOC CH3

CN

LDA

CN

CH3X

NC CH3

79

Enolati di derivati con metileni attivati; decarbossilazione

Riepilogo

O 1. LDA2. PhSSPh3. NaIO4

O

SPh

O

HNaH

O

SPh

O

O

SPh

O

R

O

R

H3C C

O

CH2 COOEt

EtOOC CH2 COOEt

1. EtOH/EtONa2. RX

H3C C

O

CH COOEt

EtOOC CH COOEt

R

R

- CO2H3C C

O

CH2

CH2 COOHR

R Acetoacetato Metil chetone

Malonato Acido acetico sost.

80

Addenda

81

Decarbossilazione di β-cheto acidi: una importante trasformazione metabolica in processi biologici

Questo processo avviene a causa della intrinseca instabilità degli acidi carbossilici in β a una funzione carbonilica Ciclo dell’acido citrico – metabolismo aerobico

Il citrato viene isomerizzato a isocitrato via formale eliminazione e addizione di acqua

S1020

82

L’ossidazione della funzione alcolica a CO da parte del NAD+ produce un β-chetoacido intermedio che decarbossila fornendo l’α-chetoglutarato.

Il meccanismo di decarbossilazione non è molto diverso da quello che abbiamo visto avvenire in soluzione.

Decarbossilazione di β-cheto acidi: una importante trasformazione metabolica in processi biologici

S1020

83

La perdita di CO2 porta alla formazione di un enolato stabilizzato da un catione Mn(II) presente nel sito attivo dell’enzima.

La protonazione dell’enolato porta al derivato carbonilico corrispondente

Decarbossilazione di β-cheto acidi: una importante trasformazione metabolica in processi biologici

S1021