Addizione nucleofila

In chimica organica, una reazione di addizione nucleofila è una reazione di addizione dove in un composto chimico un legame pi greco è rimosso tramite la formazione di due nuovi legami covalenti per aggiunta di un nucleofilo.

Le reazioni di addizione si limitano ai composti chimici con atomi con legami multipli:

• Molecole con legami multipli carbonio - alogeno/ossigeno/zolfo/azoto (detti eteroatomi) come i carbonili, le immine o i nitrili
• Molecole con legame doppi o tripli carbonio - carbonio

Addizione a legami doppi carbonio - eteroatomo

Le reazioni di addizione di un nucleofilo ad un legame doppio carbonio - eteroatomo come C=O o C=N - presentano una vasta varietà. Questi legami sono estremamente polari (grande differenza di elettronegatività) e l'atomo di carbonio porta una carica parzialmente positiva. Questo rappresenta il bersaglio preferito di un nucleofilo, che attacca seguendo l'angolo di Bürgi-Dunitz.

YH + R₁R₂C=O → YR₁R₂CH-O^- + H⁺ → YR₁R₂CH-OH

Questo tipo di reazione è anche chiamata addizione 1,2 nucleofila. La stereochimica di questo tipo di attacchi nucleofili favorisce la produzione di racemi (miscele 1:1 dei due enantiomeri possibili, come ad esempio nel caso dell'acido tartarico). Reazioni di addizione di questo tipo sono numerose. Con un composto carbonile come elettrofilo, il nucleofilo può essere:

• acqua per idratazione in un gemdiolo
• un alcool per la formazione di un acetale
• un idruro per riduzione in un alcool
• un'ammina alifatica in un immina
• un'ammina aromatica in una base di Schiff
• un nucleofilo organometallico in una reazione mediante reattivi di Grignard o la correlata reazione di Barbier

Con altri elettofili:

• idrolisi di un nitrile in un'ammide o acido carbossilico
• addizione di un alcool in un isocianato per formare uretano

Il gruppo nitrile è un elettrofilo nella reazione di Blaise con nucleofili e alcoli nella reazione di Pinner.

Addizione a legami doppi carbonio - carbonio

Y-Z + -C=C- → Y-C-C-Z

La forza trainante di questa reazione è la formazione di un nucleofilo Y^- che crea un legame covalente con un sistema -C=C- carente di elettroni insaturo (fase 1). La carica negativa di Y è trasferita al legame carbonio - carbonio.

Fase (1) Y^- + -C=C(X)-Z → Y-C-C(X)^--

Nella fase 2 il carbanione caricato negativamente si combina con Z che è carente di elettroni per formare un secondo legame covalente.

Fase (2) Y-C-C(X)^-- + Z → Y-C-C(X)-Z

I normali alcheni non sono suscettibili di attacchi nucleofili (legame apolare). Lo stirene reagisce con il sale sodico del toluene a dare l'1,3-difenilpropano ^[1] tramite il carbanione intermedio:

Ph-CH₃ + Na → Ph-CH₂^- + NaH

Ph-C=CH₂ + Ph-CH₂^- → Ph-CH₂CH₂CH₂-Ph

Quando X è il gruppo carbonile come C=O o COOR (R è un alchile) o il gruppo nitrile (CN), la reazione è una reazione di addizione coniugata. Il gruppo X aiuta a stabilizzare la carica negativa dell'atomo di carbono per induzione.

Alcheni perfluorurati (ossia con tutti gli atomi di idrogeno sostituiti da fluoro) sono altamente soggetti all'addizione nucleofila.

Reazioni di addizione

• Addizione elettrofila
• Idrogenazione
• Reazione di idratazione

Bibliografia

• T. W. Graham Solomons, Chimica organica, a cura di G. Ortaggi, D. Misiti, 2ª ed., Bologna, Zanichelli, 1988, ISBN 88-08-09414-6. URL consultato il 25 ottobre 2009 (archiviato dall'url originale il 18 gennaio 2012).

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Collegamenti esterni

• (EN) nucleophilic addition, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.

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