Sintesi cloruri acilici con SOCl2

Questo metodo prevede l'utilizzo di SOCl2 per sintetizzare cloruri acilici a partire dai corrispondenti acidi carbossilici. Di seguito verranno illustrati la reazione complessiva, il meccanismo di reazione (con relativa spiegazione) ed in seguito faremo delle considerazioni di carattere pratico su questa reazione specifica.

  • Cloruri acilici da acidi carbossilici → Reazione con cloruro di tionile (SOCl2)

reazione-complessiva-cloruro-tionile

Meccanismo di reazione (SN2)

meccanismo-di-reazione-cloruro-tionile

Spiegazione del meccanismo di reazione

Come gli altri metodi che prevedono la trasformazione di acidi carbossilici in cloruri acilici, questa reazione è possibile perché il gruppo ossidrile -OH viene trasformato in un miglior gruppo uscente, in questo caso ad opera di un composto a base di zolfo. S all'interno del cloruro di tionile è un potente elettrofilo, e questo è facilmente intuibile se consideriamo gli atomi con cui è legato: 2 Cl e un O, entrambi più elettronegativi di S. Questo carattere elettrofilo dello zolfo permette l'attacco anche da parte di un nucleofilo debole come un acido carbossilico, che spiazza un atomo di cloro per dare un intermedio di reazione instabile.

intermedio-instabile

Un eventuale protonazione da parte di HCl  rende questo composto elettrofilo sufficientemente forte da reagire anche con il normalmente inerte Cl- , che attacca il carbonio carbonilico per dare un intermedio tetraedrico. A questo punto -OH è stato trasformato in un buon gruppo uscente, che può uscire come SO2 (acido). Inoltre a guidare la reazione siamo noi con la temperatura: SO2 e HCl sono dei gas, e quindi lavorando a temperature abbastanza alte possiamo allontanarli dal recipiente di reazione spostando l'equilibrio verso destra (principio di Le Chatelier).

N.B: il meccanismo riportato è quello di una SN2. Le reazioni SN2 avvengono solitamente ad un carbonio tetraedrico. In questo caso la reazione avviene ad un atomo di zolfo. Anche se ad una prima occhiata il composto sembrerebbe trigonale, questo non è assolutamente vero. Anche l'atomo di zolfo del cloruro di tionile ha una struttura tetraedrica. La rappresentazione più corretta da darne sarebbe infatti questa:

corretta-rappresentazione-zolfo

 

che non è però comoda da usare dal punto di vista pratico.

 

Considerazioni pratiche: problemi connessi 

La reazione è effettivamente efficace è dà anche un ottima resa. Ci sono però dei problemi di carattere pratico che rendono in alcuni casi l'uso di questa reazione inadatto (ad esempio a livello industriale). Il primo problema riguarda la tutela della salute degli operatori: SO2 è un gas altamente tossico che sostanzialmente impedisce la respirazione. SO2 e HCl sono composti acidi ed in quanto tale questa trasformazione non può essere eseguita su molecole che potrebbero risultare sensibili; si preferiscono alternative più blande. SOCl2 è un composto liquido (a T ambiente) che deve essere generato e purificato per l'utilizzo direttamente in laboratorio. Inoltre per estrarre il cloruro acilico dalla miscela di reazione bisogna adoperare una distillazione frazionata basata sui differenti punti di ebollizione delle tre sostanze (acido carbossilico, cloruro di tionile e cloruro acilico).

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