CARBANIONI

Oltre ai carbocationi abbiamo ulteriori intermedi di reazione generati dalla scissione eterolitica del legame covalente: si tratta di anioni portatori di una carica negativa su un atomo di carbonio noti come carbanioni, forti nucleofili diffusi in tanti meccanismi di reazione in chimica organica.

Per comprenderne la stabilità è sufficiente prendere in considerazione quelle regole generali viste per i carbocationi e ribaltarle. Avremo quindi nel carbanione metilico una specie molto più stabile rispetto ai carbanioni secondari e, soprattutto, terziari. L’effetto induttivo elettron-donatore dei gruppi alchilici destabilizza la carica negativa.

L’effetto induttivo elettron-attrattore e soprattutto la risonanza possono al contrario contribuire alla stabilizzazione della stessa carica negativa. Possiamo a proposito far riferimento (come esempio) al nitrometano: la deprotonazione del gruppo metilico porta ad un’anione in cui la carica negativa è stabilizzata dalla forte elettronegatività del gruppo nitrile, ma anche da un contemporaneo effetto mesomero, infatti possiamo scrivere le formule di risonanza come mostrato:

formule di risonanza
Stabilizzazione per risonanza ed effetto induttivo

La complanarità della struttura favorisce la delocalizzazione.

Anche il carbonile ha un buon effetto di attrazione e stabilizzazione della carica negativa. Invece molto meno consistente rispetto al nitrogruppo è il contributo che può apportare un atomo di alogeno alla stabilizzazione della carica, come appunto nel caso di Cl-CH2

L’ibridazione del carbonio è un fattore importante nella stabilizzazione della sua carica. L’ etino (acetilene) ad esempio  è molto più disponibile dell’etano e dell’ etilene alla deprotonazione: la carica negativa è meglio sopportata da un carbonio ad ibridazione sp (maggiore carattere s) rispetto ad un carbonio sp3. E’ per questo motivo che il pKa dell’acetilene è più piccolo di quello di etano ed etilene.

Questo vuol dire che la più o meno forte stabilità dei carbanioni consente di fare previsioni in  merito alla forza di un acido in base alla definizione di Bronsted-Lowry.

Chimitutor -26 Aprile 2018