Addizione di acqua ad aldeidi e chetoni

Il gruppo carbonilico è proprio un buon elettrofilo, tanto che non è necessario che un nucleofilo sia carico per addizionarsi ad un sistema C=O.

Il risultato dell'addizione di acqua al carbonile è un gem-diologem diolo

 

In realtà, anche se si osserva l'esistenza di questa forma idrata in soluzione, l'equlibrio, salvo in casi eccezionali, non è spostato verso la formazione del gem-diolo.

gem diolo 2

 

Il motivo di questo equilibrio è da imputare all'ingombro sterico. Il nucleofilo (H2O) di per se non è un buon nucleofilo. L'ibridazione del carbonio inoltre deve passare ad spa sp3, ovvero il carbonio deve passare da una configurazione che ha angoli di 120°(trigonale planare) ad una configurazione che ha angoli di 109°(tetraedrica). Questo cambio di configurazione non è certo favorito da sostituenti ingombranti al carbonio carbonilico.

La forma idrata infatti è praticamente irrilevante per quanto riguarda i chetoni; le aldeidi invece,

 

aldeidepresentano almeno un idrogeno attaccato al carbonio carbonilico, un sostituente molto poco ingombrante, e sono quindi meno restie a presentarsi nella loro forma idrata.

 

Particolarmente fortunato è il caso della formaldeide, o aldeide formica, che avendo due idrogeni come sostituenti non ha problemi a piegare i suoi legami a 109°, dato che l'aumento di ingombro è minimo.

1,1 diolo

 

 

Ovviamente, il guadagno di tipo energetico sta nel fatto che il doppio legame viene sostituito da due legami σ.

L'altro concorrente in fatto di reattività, oltre all'ingombro sterico, è l'effetto induttivo.effetto induttivo

In una molecola come questa, il legame del carbonio adiacente al carbonile è legato ad un atomo molto elettronegativo, un alogeno. La polarizzazione di questo legame rende il carbonile più elettrofilo, perchè cambia il modo in cui gli elettroni sono distribuiti nella molecola. Già il carbonile è elettrofilo, se poi la densità elettronica attorno al carbonio carbonilico viene sequestrata da gruppi abbastanza elettronegativi non si fa altro che accentuare questa caratteristica.

Tutto ciò per dire che l'effetto induttivo può spostare a destra l'equilibrio di cui abbiamo parlato sopra, verso la formazione del gem-diolo.

 

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