Caratteristiche di reazione di Cannizzaro, meccanismi, esempi

IL Reazione di cannizzaro È la riduzione di auto-xidazione subita da aldeidi non invalissi in un ambiente fortemente fondamentale. Si può dire che è la reazione alternativa alla condensazione aldolica ed è di solito indesiderabile quando si tratta di sintesi organica a cui partecipa la formaldeide.

Questa reazione fu scoperta dal chimico italiano Stanislao Cannizzaro, che nel 1853 mischiava Benzaldeide con Potassa, K₂Co₃, Ottenere alcol benzilico e benzoato di potassio. Quindi la stessa reazione è stata ripetuta, ma usando sostanze ancora più basilari, come idrossidi di sodio e potassio.

Equazione e meccanismo per la reazione di Benzaldeide Canizzaro. Fonte: Krishnavedala / Public Domain

L'immagine superiore mostra la reazione di Canizzaro per Benzaldeide, la più semplice di tutte le aldeidi aromatiche. Due molecole di benzaldeide sproporzionate, in un ambiente fortemente fondamentale, per causare una miscela di ioni alcolici benzoato e benzilico. Cioè, la reazione provoca una miscela di sale acido carbossilico e un alcol primario.

Pertanto, in linea di principio la resa di reazione è del 50%, poiché la metà è costituita da un sale e l'altra metà corrisponde all'alcol. Tuttavia, questa scala del 100% produce quando si tratta di una reazione di Cannizzaro Crusade; Questo è, quello che si verifica tra due diverse aldeidi.

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Caratteristiche e condizioni

Assenza di idrogeni alfas

In modo che la reazione di Cannizzaro sia possibile che l'aldeide in questione debba mancare di idrogeno alfa. Ciò significa che l'atomo di carbonio adiacente al gruppo carbonilico non dovrebbe avere alcun legame con un atomo di idrogeno: R₃C-C = O.

Nel caso della benzaldeide, se si osserva il legame c-cristo, si noterà la totale assenza di questo idrogeno di acido acido.

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Basicità

La reazione di Cannizzaro si svolge in media fortemente basilari, generalmente forniti da idrossidi di sodio e potassio in soluzioni acquose o alcoliche.

Temperatura

La reazione di Cannizzaro per la formaldeide avviene a temperatura ambiente. Tuttavia, per tutte le altre aldeidi è necessario riscaldare la miscela di reazione. Pertanto, la temperatura può variare tra 50-70 ° C, a seconda della soluzione e dell'aldeide.

Riduzione dell'autoossidazione

L'aldeide nella reazione di Cannizzaro subisce una riduzione di auto -xidazione. Ciò significa che una molecola di aldeide si ossida riducendo un'altra molecola vicina. Il risultato è che la sproporzione di aldeide stessa per causare un sale di acido carbossilico (ossidato) e un alcool primario (ridotto) (ridotto).

Meccanismi

Meccanismo generale per la reazione di Cannizzaro. Fonte: Roshan220195 presso l'inglese Wikipedia / Public Domain

Nella prima immagine per la reazione Canizzaro di Benzaldeide, il suo meccanismo ha mostrato. Questa sezione spiegherà i due passaggi essenziali di questo meccanismo basati su una reazione per tutte le aldeidi in generale (immagine superiore).

Passo 1

Oh ioni^- Dall'ambiente di base eseguono un attacco nucleofilo a una molecola di aldeide. In tal modo, si forma un intermediario tetraedrico (a destra della prima riga). Questo primo passo è reversibile, quindi l'intermediario può sbarazzarsi di nuovo dei reagenti iniziali.

Passo 2

Il secondo passo del meccanismo prevede la cosiddetta riduzione dell'autoossidazione. Nell'intermediario del passaggio 1 il collegamento c = O è formato a costo della migrazione di uno ione idruro, h^-, A un'altra molecola di aldeide. Pertanto, la prima molecola si ossida, mentre la seconda vince questo H^-, cioè, è ridotto.

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Qui abbiamo già acido carbossilico e un alcossido (seconda riga destra). Tra questi uno scambio di ioni hshes⁺, Acido carbossilico e alcool.

Pertanto, abbiamo un anione carbossilato alla fine, che interagisce con i cationi di base per formare un sale acido carbossilico. E abbiamo anche un alcol primario.

Crociata

Finora si è parlato di una reazione di Cannizzaro tra due molecole della stessa aldeide. Questa reazione può anche passare tra due diverse molecole di aldeidi; Soprattutto se uno di loro è costituito dalla formaldeide. Parliamo, quindi, di una reazione di Cruzada Canizzaro, la cui equazione chimica generale è quella di sotto:

Arco + HCHO → Arch₂Oh + hcoo^-N / a⁺

La reazione di Cruzada Cannizzaro è tra un aldeide aromatico, arco.

Di seguito è riportato un esempio per la reazione di Cruzada Cruzada del Anisaldeide:

Equazione per la reazione di Cruzada Cruzada del Anisaldeide. Fonte: Gabriel Bolívar tramite Chemsketch.

Si noti che si forma sempre lo ione di formazione, poiché deriva dall'acido formico, Hcooh, l'acido più debole e, quindi, quello che si verifica prevalentemente. Questa reazione rappresenta una via sintetica per sintetizzare gli alcoli aromatici da aldeidi aromatiche senza la necessità di utilizzare gli agenti riducenti.

Esempi

Successivamente e infine vengono mostrati diversi esempi della reazione di Cannizzaro.

Esempio 1

Equazione chimica per la reazione di Cannizzaro della formaldeide. Fonte: Gabriel Bolívar tramite Chemsketch.

Due molecole di formaldeide sproporzionate per produrre formazione e metanolo. Questa reazione si verifica a temperatura ambiente, quindi la formaldeide non deve essere miscelata con una soluzione fortemente di base se si intende essere utilizzata per una sintesi.

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Esempio 2

Equazione per la reazione di Cannizzaro della M-Clorobenzaldeide. Fonte: Gabriel Bolívar tramite Chemsketch.

In questa reazione due molecole di M-Il clorobenzaldeide sono sproporzioni in una miscela di M-clorobenzoato, sale acido carbossilico e alcol M-Clorobenzene, alcol primario.

Si prevede che questa reazione richieda più temperatura e richieda un po 'più di tempo perché sono molecole più grandi di quelle della formaldeide.

Esempio 3

Equazione per la reazione di Cannizzaro di 3,4-dimetoxibenzaldeide. Fonte: Gabriel Bolívar tramite Chemsketch.

A 3.4-dimetoxibenzaldeide. Si noti che questa reazione richiede una temperatura di 65 ° C. Ricorda che l'alcol aromatico si formerà sempre nel caso della reazione di Cruzada Cannizzaro con la formaldeide.

Esempio 4

Equazione per la reazione di Cannizzaro della p-nitrobenzaldeide. Fonte: Gabriel Bolívar tramite Chemsketch.

Due molecole di P-I nitrobenzaldeide sono sproporzionati per originare una miscela di alcol P-nitrobencyl e sale P-Sodio nitrobenzoato. Ancora una volta, questa reazione rappresenta una via sintetica per ottenere detto alcol primario aromatico.

Il primo esempio, quello della benzaldeide, è il più noto nei laboratori di insegnamento della chimica organica, in quanto è usato per introdurre il concetto di reazione di Cannizzaro agli studenti.

Tuttavia, si può vedere che possibili esempi possono essere innumerevoli se viene considerata una aldeide aromatica. O qualsiasi altra aldeide senza idrogeni.

Riferimenti

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7. Helmestine, Anne Marie, PH.D. (11 febbraio 2020). Reazione di Cannizzaro in chimica organica. Recuperato da: Thoughtco.com