Reazioni di Chimica organica 2, schemi e mappe concettuali di Chimica organica

1 Enoli ed Enolati

tautomeria cheto-enolica

carbonile

enolo (alcol vinilico)

eccezione:

chetone

fenolo (enolo)

equilibrio spostato a causa dell'aromaticità che stabilizza l'enolo

Enolizzazione

acido catalizzata (non utilizzare HCl perché c'è base troppo debole)

ione ossonio

acido

carbocatione mascherato

enolo

base catalizzata (non utilizzare NaOH perché troppo debole)

enolato

NaOH

• pKas delle basi più usate:
• acetilene 25
• etilene 44
• etano 60
• ammoniaca 36
• diisopropilammina 40

• pKas dei carbonili:
• aldeidi 14-19
• chetoni 19-20
• esteri 25
• acidi carbossilici 16
• ammidi 30
• nitrili 25

(bisogna scegliere una base con pKa maggiore della pKa del carbonile)

enolizzazione soft

carbonile

acido di Lewi

ione ossonio

carbocatione mascherato

basa di Lewis

enolato (100% yield)

a) Equilibrazione degli esteri

(utilizzare l'alcolato coniugato all'estere)

sottoreazione: (SNAC)

come ottenere l'alcolato:

• redox: MeOH+Na → MeONa + 1/2H₂
• con metallo di sodio: MeOH + NaH → MeONa + H₂

b) Equilibrazione di cloruri acilici

(ma sono buoni substrati)

c) Equilibrazione di acidi carbossilici

(solo in ambiente acido usando un acido più forte dell'acido carbossilico)

euediolo

d) Equilibrazione di ammidi

• ammidi 1° e 2° equilibraano all'azoto
• ammidi 3° equilibraano al cationio

e) Equilibrazione di lattamici e lattami

• α e β-lattamici difficile (lattami)
• γ e δ-lattamici avviene (lattami)

f) Equilibrazione di nitroalcani

(H in α molto acido, va bene anche la trietilammina)

Aldolica di Mukaiyama

• Equilibrio di silico
• Carteggio di umile
• Aldeide attiva
• Debole Nu
• Catione siero macherato

Formazione dell'immina

(ambiente acido, passaggio chiave: disidratazione)

• Aldeide
• Ammine

B.: se si sposta N torna indietro

• Cabiniolammina (o emiaminale) instabile
• Ione idronio

Mannich

(termoadynamica)

• Carboile
• Enola
• Ione imminio (fase E)
• Carboatom macherato
• Beta-ammino carbonile (base di Mannich)

Utilizzando come enolia una enel piulose ottiene la nucleofilia Mannich

Dimetilamina + Formaldeide + Sale di Eschenmoser

Alternativa per la formazione dello ione imminio:

Sintesi acetoacetatica

(prepara un metilchetone allungato)

acetato di etile

EtO

alchilare

enolo

decarbossilare

etanoato

metilchetone (allungato)

Addizioni (1,2) e addizioni (1,4)

(cinetica)

conjugato (termodinamica)

carbocatione β

enolato

addizione (1,4)

carbonile α, β-insaturo (elettrofilo bidentato)

carbocatione ipso

addizione (1,2)

Addizione (1,4) = di Oxa-Michael

acroleina

carbonile α, β-insaturo

aldheyde

MeO^-H

enolato

MeOH + NaOH → MeONa + H₂O

metanolo soda

metanolato sodico

Se il metanolato addiziona al carbonile, si ha l’addizione (1,2),

formando l’enolacetale, che è instabile e torna indietro.

Preparazione delle ilidi di fosforo

Wittig con ilide non stabilizzata (Z-selettiva, cinetica)

• aldeido
• ossalofettico (racemo)
• alchene cis

Wittig con ilide stabilizzata (E-selettiva, termodinamica)

• ilide stabilizzata
• carbossile
• ossalofettico (racemo)
• alchene trans

Preparazione delle ilidi fosfoniche

estere fosfonico

ilide stabilizzata (ilide fosfonica)

Horner-Wadsworth-Emmons (HWE) (E-selettiva, termodinamica)

• estere α, β-insaturo TRANS

Sostituzione Elettrofila Aromatica (SEAr)

Benzene (aromatico) + E⁺ → Benzene sostituito (aromatico)

Carbocatione (non aromatico)

Coordinato di reazione

1. Alogenazione

• Bromurazione:

Br₂ + FeBr₃ → Bromuro di benzene + HBr

Attivazione dell’elettrofilo

Carbocatione bromonio

FeBr₄^-

• Clorurazione:

Cl₂ + AlCl₃ → Cloruro di benzene + HCl

• Iodurazione:

1/2 I₂ + HNO₃ + NO₂ + H₂O

È necessario un sistema ossidante per ottenere I⁺

H⁺ + HNO₃ + 1/2 I₂ → I⁺ + NO₂ + H₂O

Oppure: I₂ + 2Cu²⁺ → 2I⁺ + 2Cu⁺

2. Nitrorazione

HNO₃ + H₂SO₄ → Nitrobenzene

Generazione dell’elettrofilo

Acido nitrico pK_a = -1.4

Acido solforico pK_a = -3

Ione nitronio

Benzene + NO₂⁺ → Nitrobenzene

Reazione di Pictet Spengler

(ambiente acido)

• anilina
• aldeide e chetone
• eshetolammina
• ione idronio
• ione imminio
• bausina
• formazione
• ciclizzazione

OB: costruire anelli aromatici (ciclizzazione in orto) o pseudoaromatici

Reazioni di Formilazione

OB: instaurare il gruppo formilico (=carbonile di una aldeide) sul benzene

1. Casnati-Casiraghi

• fenolo
• formaldeide
• acido-base
• idro-base
• acido di tautiz. ciciico 6 termini
• S.E.E.R.
• orto (anche se il fenolo è para orientabile)

aldeide salicilica

aldo-tasi

alcolato du stagno

alto-tasi

orto-idrossi benzaldeide

REATTIVITA'

anilina

sale di diazonio

bromobenzene

acido benzene

fenolo

fluorobenzene

nitrobenzene

RIDUZIONE DEL SALE DI DIAZONIO

sale di diazonio

acido ipofosfonico (=fosfidico)

benzene

SINTESI DI DIAZODERIVATI (SEAr)

sale di diazonio (E)

anilina/fenolo (nucleofilo)

diazo-derivato

ison prolungato

Sostituzione Nucleofila Allilica

SN2

Sistema allilico

Addizione-Eliminazione

Dettaglio un meccanismo

Defluorizzazione → meno è importante il gruppo uscente e meglio è

Acilazione

Enolato transiente

Deuterio

Equilibrio

Sostituzione Nucleofila Aromatica

SNAr

• Br
• NaOH
• Fenolo
• Bromuro di sodio

Carbanione non aromatico stabilizzato da mesomeria

Condizioni:

• Elevata temperatura (carbanione ha energia di attivazione elevata)

• Gruppo uscente non ingombrante

• Stabilizzazione del carbanione → presenza di un gruppo elettroattrattore

Gruppo elettroattrattore → dove? Più veloce se in orto o para al gruppo uscente

Quale? Tutti i gruppi disattivanti la SEAr sono attivanti la SNAr

• NO₂
• SO₂Me
• CN
• C=O

SUZUKI (cross-coupling: formazione di C-C mantenendo la geometria dei doppi legami)

R-B(OH)₂ + R'-X (PPh₃) PdL₂ KOH, toluene

• acido vinilboronico (o boronato, es: l'estere con pinacolone)
• alogenuro vinilico o arilico

complesso di Pd⁰

Transmetallazione:

• L-Pd-R'R (0), 14e^-
• L-PdL
• L-Pd-X M-X
• L-Pd-R'M

Transmetallazione:

• L-Pd-X + OH^- → sostituzione al legando L-Pd-OH + X^-
• L-Pd-OH + B(OH)₂ → L-Pd-OR' + B(OH)₂

acido-base

• L-Pd-OR' + B(OH)₂ → sostituzione al legando L-Pd-R' + B(OH)₃ + acido borico