Regola di Zaitsev

Regioselettività nella disidratazione alcolica o deidroalogenazione

La regola di Zaitsev rende conto della regioselettività nella formazione di alcheni a partire da disidratazione di alcoli o deidroalogenazione.

Per cercare di capire meglio, prendiamo come esempio la deidroalogenazione. La deidroalogenazione è una reazione generalmente E2 che porta alla formazione di un alchene a partire da un alogenuro alchilico. Ad esempio, trattando con etilato sodico il 2-metil propano:

Deidroalogenazione

Si ottiene il propene.

In questo caso, la reazione non poteva procedere altrimenti, ovvero, questo alchene (propene) è l'unico prodotto possibile di reazione.

Ci sono però reazioni di deidroalogenazione che possono portare a differenti alcheni come prodotto. Ad esempio, trattando con una base forte, come etilato sodico, il 2-metil butano:

regola di zaitsev

Ci troviamo di fronte ad una doppia scelta. In questo caso, secondo la regola di Zaitsev, quando la base è di piccola dimensione si forma preferenzialmente l'alchene più stabile. E l'alchene più stabile è l'alchene più sostituito. In questo caso, dato che l'etilato sodico (o sarebbe meglio dire lo ione etossido EtO-) è proprio una base forte e poco ingombrata stericamente,si formerà preferenzialmente il 2-metil 2-butene.

alcheni sostituiti

Ma come mai l'etossido (e in generale le basi poco ingombrate) portano alla formazione dell'alchene più sostituito?

La realtà è che, come abbiamo accennato all'inizio, questo tipo di reazione è generalmente un E2. Quindi, a seconda di quale protone (H+) viene estratto dalla base, si ottiene come prodotto un alchene diverso:

zaitsev rule

Dato che la base non è ingombrata, ci sono poche differenze dal punto di vista sterico tra un protone e l'altro.

Lo sviluppo in un senso o nell'altro della reazione dipende dalle caratteristiche dello stato di transizione; generalmente, la reazione che passa dallo stato di transizione ad energia più bassa è quello che avviene più rapidamente. Nel caso di una reazione E2 lo stato di transizione ha parziale carattere di doppio legame:

Transition state

In reazioni endoergoniche, lo stato di transizione assomiglia ai prodotti, quindi lo stato di transizione che rassomiglia di più al prodotto più stabile (nel nostro caso l'alchene trisostituito) sarà quello ad energia più bassa e attraverso il quale la reazione procede più velocemente.

Le stesse considerazioni che abbiamo fatto per la deidroalogenazione sono vere per la disidratazione degli alcoli; ad esempio, a partire dal 2-metil butan-2-olo:

disidratazione secondo zaitsev

Si ottiene sempre secondo la regola di Zaitsev, una quota maggioritaria dell'alchene più sostituito.

Alla regola di Zaitsev si contrappone la regola di Hoffman, che tratta il caso delle basi ingombrate stericamente.

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