IDROGENAZIONE DEGLI ALCHINI

Alcheni ed alchini sono accomunati da una reattività simile ed in modo particolare dal meccanismo di apertura del legame multiplo che vede in gioco un’ addizione elettrofila oppure radicalica.

La questione principale da tenere a mente è quella che esistono reazioni di addizione spinte a sufficienza da portare ad un prodotto non più insaturo oppure reazioni che si fermano al prodotto alchene, evitando quindi l’apertura  del secondo legame carbonio-carbonio.

Possiamo osservare questa differenza ad esempio nelle reazioni di idrogenazione degli alchini. Riducendo un alchino in presenza di un catalizzatore costituito da platino o i meno costosi nichel o palladio non è possibile arrestare la reazione al prodotto alchene , ma otterremo come prodotto finale necessariamente l’alcano:

RC≡CR+ 2H2 → RCH2CH2R

Se il nostro obiettivo invece è ottenere un alchene ed evitare la formazione dell’idrocarburo saturo, dobbiamo scegliere un opportuno catalizzatore che possa arrestare la riduzione prima di arrivare all’alcano. Si può, in particolare, far ricorso a catalizzatori con un certo grado di avvelenamento, in modo tale che l’attività dello stesso sia alta a sufficienza per l’apertura di un legame π ma molto ridotta per l’apertura del secondo. Generalmente per tale scopo si avvelena parzialmente un metallo, come il palladio, con la chinolina.

Un’ ulteriore importante caratteristica di un siffatto catalizzatore è la stereoselettività : l’addizione dell’idrogeno porta alla formazione di un isomero di tipo cis.

Per quanto riguarda invece una stereoselettività inversa, cioè la formazione di isomeri di tipo trans, bisogna innanzitutto partire da alchini che non siano terminali. In questo caso si opera a temperature molto basse ed in solvente costituito da ammoniaca liquida mentre il catalizzatore è un metallo alcalino.

Con tali condizioni la molecola di H2 si addiziona sui lati opposti del triplo legame:

riduzione di alchini
Idrogenazione stereoselettiva di alchini

Un’ulteriore possibilità per ricavare alcheni cis a partire da alchini NON terminali è quella di effettuare una riduzione con borano: stiamo cioè parlando di una reazione di idroborazione, generalmente adoperate in altri casi per ricavare alcoli. Otterremo un prodotto intermedio detto alchenilborano che, idrolizzato in acido acetico, vedrà sostituito il boro con uno ione H+.

Chimitutor -14 Dicembre 2018