Concetti Chiave
- La condensazione di Claisen consiste nella reazione tra esteri e porta alla formazione di un β-chetoestere tramite un meccanismo che coinvolge uno ione enolato.
- Un elemento chiave del meccanismo è l'estrazione del protone in α dall'estere, che genera un enolato nucleofilo capace di formare un legame C-C.
- A differenza della condensazione aldolica, nella condensazione di Claisen si espelle uno ione etossido anziché protonare l'ossigeno del gruppo carbonilico.
- La stabilizzazione dello ione enolato del β-chetoestere è dovuta alla risonanza, con una carica negativa condivisa tra tre atomi, facilitando la reazione.
- Il pka dell'idrogeno situato tra i due gruppi carbonili del β-chetoestere è 12, inferiore rispetto a quello degli alcoli, evidenziando la sua reattività.
Formazione di un legame C-C: la condensazione di Claisen prevede la condensazione di esteri e differisce dalla condensazione aldolica perché, invece che formarsi un aldolo, si forma un β-chetoestere, o meglio uno ione enolato di un β-chetoestere. Entrambi i meccanismi prevedono però la formazione dell’anione enolato, stabilizzato per risonanza. N.B.: nella condensazione di Claisen l’idrogeno in α ha pka=23. Si ponga l’attenzione sulla seguente reazione: si evince che affinché la reazione abbia inizio è necessaria una base forte (OCH2CH3- è un ione alcossido infatti, ossia una base forte); si può così ottenere un estere che in β ha un gruppo chetonico, ossia un β-chetoestere.
Meccanismo della reazione
In generale il meccanismo di reazione funziona in questa maniera: la base (catalizzatore) estrae il protone in α dall’estere formando l’enolato che, comportandosi da nucleofilo, si addiziona al carbonio carbonilico dell’altro estere. Si è quindi formato un nuovo legame C-C e l’ossigeno del gruppo carbonilico ha assunto carica negativa. A questo punto nella condensazione aldolica si avrebbe la protonazione sull’ossigeno, in questo caso viene invece espulso lo ione etossido. Attraverso lo ione etossido si può così formare l’enolato del β-chetoestere, ciò è possibile perché la base forte, ossia lo ione etossido, può prelevare un protone dal β-chetoestere perché lo ione enolato del β-chetoestere è stabilizzato per risonanza (la carica negativa dello ione viene condivisa tra 3 atomi), difatti il pka dell’idrogeno posto tra i due gruppi carbonili del βchetoestere è 12, minore rispetto a quello dell’OH degli alcoli.
Domande da interrogazione
- Qual è la principale differenza tra la condensazione di Claisen e la condensazione aldolica?
- Qual è il ruolo della base forte nella condensazione di Claisen?
- Perché l'enolato del β-chetoestere è stabilizzato per risonanza?
La condensazione di Claisen prevede la formazione di un β-chetoestere, mentre la condensazione aldolica porta alla formazione di un aldolo. Entrambi i meccanismi coinvolgono la formazione di uno ione enolato stabilizzato per risonanza.
La base forte, come l'ione alcossido (OCH2CH3-), è necessaria per estrarre il protone in α dall'estere, formando l'enolato che agisce da nucleofilo e consente la formazione di un nuovo legame C-C.
L'enolato del β-chetoestere è stabilizzato per risonanza perché la carica negativa dello ione enolato è condivisa tra tre atomi, rendendo l'idrogeno in β più acido (pKa=12) rispetto all'OH degli alcoli.