Chimica organica - la condensazione aldolica

Addizioni nucleofile di enolati a composti carbonilici

L’addizione di nucleofili all’ossigeno, azoto e zolfo a composti carbonilici è una reazione che avete già incontrato e studiato. Anche nucleofili al carbonio quali carbanioni (reagenti di Grignard, alchil litio) o gli enolati possono reagire con derivati carbonilici portando alla formazione di un nuovo legame C-C. Questa classe di reazioni viene chiamata condensazione aldolica o condensazione di Claisen a seconda che l’elettrofilo sia un chetone/aldeide o un estere/tioestere.

Condensazione aldolica

A parte la diversità di prodotti che si ottengono rispetto all’addizione a un C=O di un alchil litio o reagente di Grignard, quale è la differenza fondamentale dell’addizione di enolati? Gli enolati si possono formare anche in ambiente acquoso, a differenza dei carbanioni, e a temperature relativamente elevate (t.a.). Per cui gli enolati sono i reagenti nucleofili presenti in natura dove il solvente è H₂O e le reazioni avvengono in intervalli di temperatura molto più ristretti.

La condensazione aldolica è l’autocondensazione di un’aldeide. Fu denominata così da Charles Wurtz nel 1872, che preparò il 3-idrossibutanale (aldolo) trattando l’acetaldeide con HCl diluito. In seguito, la reazione fu studiata da altri, tra cui Hans Schmidt che per primo utilizzò condizioni basiche anziché acide.

Condensazione aldolica base-catalizzata

In ambiente basico si forma l’enolato. In ambiente acquoso, la quantità di enolato presente è molto bassa poiché i protoni in alfa al carbonile sono meno acidi di quelli dell’acqua di diversi ordini di grandezza. Per cui nell’ambiente di reazione vi è un’elevata quantità di acetaldeide che può reagire con l’enolato, formando il nuovo legame carbonio-carbonio.

Infine, l’alcolato risultante rimuove un protone dall’acqua producendo una β-idrossi aldeide e rigenerando il catalizzatore OH-. La β-idrossialdeide prodotta ha ancora protoni acidi in α ad un carbonile: se l’OH rimuove un altro protone, generando l’enolato corrispondente, sono possibili due diverse reazioni:

• Condensazione con un’altra molecola di aldeide, ottenendo trimeri o oligomeri
• Eliminazione di H₂O producendo un’aldeide α,β-insatura

Disidratazione del prodotto di condensazione aldolica

La disidratazione del prodotto di una condensazione aldolica avviene con un meccanismo E1cb. Si forma un doppio legame coniugato con il gruppo carbonilico. Il meccanismo di eliminazione è di