Chimica organica/Attacco nucleofilo ai gruppi carbonilico e carbossilico: differenze tra le versioni

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|align=center|'''Classe||[[w:Aldeide|Aldeide]]||[[w:Chetone|Chetone]]||[[w:Acido carbossilico|Acido carbossilico]]||[[w:Estere|Estere]]||[[w:Ammide|Ammide]]||[[w:Enoni|Enone]]||[[w:Alogenuro acilico|Alogenuro acilico]]||[[w:Anidride|Anidride]]||[[w:Chetene|Chetene]]
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|align=center|'''Struttura'''||[[Image:Aldehyde2.png|60px|Aldehyde]]||[[Image:Ketone-general.png|60px]]||[[Image:Carboxylic-acid.svg|60px]]||[[Image:Ester.svg|60px|Ester]]||[[Image:Amide-general.png|80px]]||[[Image:Enone-general.png|90px]]||[[Image:Acyl_Halide.PNG‎PNG|60px]]||[[Image:Carboxylic-acid-anhydride.png|95px]]||[[Image:Ketenes.png|95px]]
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|align=center|'''Formula generale'''||RCHO||RCOR'||RCOOH||RCOOR'|||<nowiki>RCONR'R''</nowiki>||<nowiki>RC(O)C(R')CR''R'''</nowiki>||RCOX||(RCO)<sub>2</sub>O||<nowiki>RR'C=C=O</nowiki>
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Il gruppo carbonilico e quello carbossilico sono rappresentati efficacemente mediante due strutture limite di risonanza. Quella a separazione di carica è meno rappresentativa della molecola "vera" rispetto all'altra, ma comunque ragionevolmente importante, poiché la carica negativa è retta dall'ossigeno, più elettronegativo del carbonio.
 
[[imageImage:Resonances carbonilic group.jpg|500px|center]]
 
Il '''deficit elettronico''' del carbonio carbonilico/carbossilico può essere lenito da una specie nucleofila che metta a disposizione una propria coppia elettronica per formare con questo un nuovo legame. Si ha in questo caso una '''addizione'''. <ref>É ridondante, ma bene sottolineare per chiarezza, che tale coppia esiste sia in specie cariche negativamente che in specie caratterizzate da una coppia di elettroni di non legame. Disegnare tutte le coppie di elettroni di una molecola è fondamentale per accorgersi della possibilità che queste siano in grado di comportarsi come nucleofile.</ref> Se al gruppo carbonilico è legato un buon '''gruppo uscente''', cioè un gruppo caratterizzato da una buona stabilità anche quando staccato dal gruppo carbonilico, all' addizione puo' seguire la '''eliminazione''' di questo, dando complessivamente una '''sostituzione'''.
 
Il '''deficit elettronico''' del carbonio carbonilico/carbossilico può essere lenito da una specie nucleofila che metta a disposizione una propria coppia elettronica per formare con questo un nuovo legame. Si ha in questo caso una '''addizione'''. <ref>É ridondante, ma bene sottolineare per chiarezza, che tale coppia esiste sia in specie cariche negativamente che in specie caratterizzate da una coppia di elettroni di non legame. Disegnare tutte le coppie di elettroni di una molecola è fondamentale per accorgersi della possibilità che queste siano in grado di comportarsi come nucleofile.</ref> Se al gruppo carbonilico è legato un buon '''gruppo uscente''', cioè un gruppo caratterizzato da una buona stabilità anche quando staccato dal gruppo carbonilico, all' addizione puo' seguire la '''eliminazione''' di questo, dando complessivamente una '''sostituzione'''.
 
=== Aldeidi e chetoni: addizione nucleofila di un alcol ===
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I reagenti più comunemente utilizzati sono i litio-alchili e i reattivi cloro e bromo magnesio-organici, comunemente chiamati ''reattivi di Grignard'', dal nome del chimico francese che ne sviluppò l'uso sintetico.
 
 
====Reazione di Grignard====
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=== Esteri da acidi carbossilici e alcoli ===
[[imageImage:Esters formation.jpg|center|none|thumb|500px|Estere da acido carbossilico e alcol: reazione acido catalizzata]]
La reazione di esterificazione degli acidi carbossilici ad opera degli alcoli trae origine, pari pari a quanto capita in aldeidi e chetoni, dall''''attacco nucleofilo al carbonio del gruppo carbonissilico'''. La preseza di OH al posto di H o R, fa si che a tale addizione possa seguire una eliminazione di acqua. Ogni step della reazione è reversibile, come le frecce in direzione opposta rappresentano. La reazione opposta, alla quale è scarsamente significativo dedicare una specifica sezione, è definita '''idrolisi acida degli esteri'''.<br /><br />
*'''Step 1''': Strutture limite di risonanza parallele a quelle viste per il gruppo carbonilico mostrano che l'attacco nuclofilo al carbonio carbossilico da parte degli alcoli è efficacemente catalizzabile mediante l'impiego di un acido forte.
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=== Idrolisi basica degli esteri: la saponificazione ===
[[imageImage:Saponification.gif|center|Meccanismo della saponificazione|]]
L'idrolisi degli esteri può essere ottenuta mediante l'impiego di una base forte quale lo ione idrossido. La sua forza come nucleofilo, oltre che come base, rende superflua una catalisi. A tale idrolisi viene dato il nome di saponificazione, poiché il prodotto, qualora l'estere sia derivato da un acido grasso, può essere usato come sapone, essendo caratterizzato da una parte polare idrofila e da una apolare lipofila. Lo schema di reazione è, credo, autoesplicativo. È interessante notare come l'uscita del gruppo OR<sup>-</sup> sia favorita dalla successiva reazione acido base. In effetti, grazie alla risonanza, la base coniugata dell'acido carbossilico è più stabile di quella dell'alcol.