10.12 : Preparazione di alcoli tramite reazioni di sostituzione

Panoramica

Gli alcoli possono essere sintetizzati da alogenuri alchilici tramite reazioni di sostituzione nucleofila. Il legame carbonio-alogeno altamente polare nel substrato rende l'alogenuro un buon gruppo uscente. Lo ione idrossido o l'acqua possono agire come un nucleofilo per prendere il posto dell'alogenuro e formare un alcol. Le reazioni di sostituzione avvengono attraverso due diversi percorsi di reazione, S_N1 o S_N2, a seconda della natura del carbonio attaccato all'alogenuro.

Gli alcoli primari vengono sintetizzati dagli alogenuri alchilici primari e la reazione procede tramite il meccanismo S_N2. Il nucleofilo attacca il carbonio contenente alogeno dal lato opposto al legame carbonio-alogeno. Tuttavia, in presenza di un nucleofilo forte, si verifica anche una reazione di eliminazione competitiva.

Figura 1: Reazioni parallele dell'1-bromobutano in prodotti di sostituzione e prodotti di eliminazione (sottrazione di protoni)

La sintesi di alcoli secondari da alogenuri alchilici secondari tramite reazione di sostituzione non è favorita poiché si forma una miscela di prodotti dalle vie di reazione concorrenti S_N2 ed E2.

Figura 2: Reazioni parallele del 2-bromo-3-metilbutano in prodotti di sostituzione e prodotti di eliminazione (sottrazione di protoni).

Gli alogenuri alchilici terziari subiscono la reazione S_N1 con una base debole come l'acqua per produrre alcoli terziari insieme all'alchene come prodotto minore a causa di una reazione di eliminazione E2 concorrente.

Figura 3: Reazioni parallele degli alogenuri alchilici terziari ai prodotti di eliminazione e sostituzione.

Se viene utilizzato un nucleofilo forte come l'idrossido di sodio, la reazione E1 domina su S_N1.

La natura del reagente determina la stereochimica del prodotto formato. Se l'alogeno nell'alogenuro alchilico è collegato ad un carbonio chirale, l'alcol risultante è una miscela di due enantiomeri.

Figura 4: Reazione di sostituzione su un carbonio asimmetrico per produrre una miscela racemica di alcoli otticamente attivi come prodotto