La formilazione è una reazione consistente nell' "attaccare" un gruppo carbonile ad una molecola.
Reazione di Gatterman - Koch
La reazione serve ad attaccare un gruppo carbonile ad un sistema aromatico.
La reazione non è efficace su substrati anche minimamente disattivati. Ad esempio, non potremmo assolutamente condurre questa reazione con il nitrobenzene. Non sempre è necessario l'uso del cloruro rameoso.
Vediamo come effettivamente avviene la reazione:
In questa prima parte generiamo la specie reattiva che andrà a reagire con il sistema aromatico. Il monossido di carbonio può accettare un protone da HCl:
Otteniamo una specie carica positivamente, per cui possiamo scrivere due formule di risonanza. Delle due, quella che descrive di più l'ibrido porta la carica sull'ossigeno, ma in ogni caso anche l'altra ha un peso importante nel rappresentare la molecola. Il gruppo sarebbe già pronto per reagire con il sistema aromatico, ma è più probabile che subisca l'attacco da parte del cloruro Cl- derivante da HCl.
A questo punto entra in gioco l'acido di Lewis, che rimuove il cloruro dal cloruro acilico fornendoci nuovamente il nostro catione formilico. Vediamo quindi l'ultima parte della reazione:
che non è altro che una sostituzione elettrofila aromatica. Il benzene si comporta da nucleofilo cedendo una coppia di elettroni al catione formilico. Successivamente viene espulso un protone e l'aromaticità viene rapidamente ripristinata.
Reazione di Vilsmeier - Haak
La reazione di Vilsmeier - Haak è anch'essa una formilazione, fatta usando da un'ammide sostituita (generalmente dimetil formammide) e ossicloruro di fosforo (POCl3). Cerchiamo di capire come procede la reazione.
Innanzitutto, occorre ricordare che per una qualsiasi ammide possiamo scrivere un'importante formula di risonanza:
Più utile a spiegare il meccanismo con cui l'ammide viene trasformata nel corrispondente cloro-imminio:
il cloro imminio è il substrato di partenza per la reazione successiva. Anche per lui possiamo scrivere una formula di risonanza:
La reazione a cui prende parte il cloro imminio è infatti molto simile ad un'alchilazione di Friedel-Kraft.
Il resto della reazione è molto semplice. Da questo prodotto può facilmente essere perso lo ione cloruro (per movimento del doppietto dell'azoto) a dare uno ione imminio. L'imminio può essere idrolizzato a dare infine il carbonile corrispondente.
