Idroborazione-ossidazione

Il boro è l’elemento chimico con numero atomico 5 e ha configurazione elettronica 1s2, 2s2, 2p1; a seguito della promozione di un elettrone dal livello 2s al livello 2p si formano 3 orbitali ibridi sp2 che si dispongono planarmente secondo angoli di 120°.

boro

Quando il boro si lega, ed esempio a tre atomi di fluoro per dare BF3, si trova contornato da 6 elettroni e, non completando l’ottetto, risulta elettron deficiente ed è quindi un acido di Lewis.

Gli organoborani sono composti in cui il boro è legato ad almeno un gruppo alchilico come, ad esempio, B(CH3)3 trimetilborano o (CH3)2B-OH dimetilidrossiborano, CH3B(OCH3)2 metildimetossiborano.

Gli studi sull’utilizzo degli organoborani come riducenti nelle sintesi organiche iniziarono intorno al 1940 e solo alla fine degli anni ’70 si è giunti all’utilizzo degli organoborani per formare legami carbonio-carbonio stereoselettivamente.

Nella reazione di idroborazione-ossidazione si ottengono gli alcoli; il processo è costituito da due reazioni distinte: idroborazione a partire dagli alcheni con formazione di un organoborano e la successiva reazione di ossidazione.

Il metodo più largamente usato per ottenere organoborani è l’idroborazione  in cui viene fatto reagire il borano BH3 con un alchene in presenza del tetraidrofurano quale solvente . La reazione avviene in tre stadi e, considerando ad esempio la reazione dell’etene con il borano, si ha:

1)   CH2=CH+ BH3 → CH3CH2BH2

2)   CH3CH2BH+ CH2=CH→ (CH3CH2)2BH

3)   (CH3CH2)2BH + CH2=CH2 → (CH3CH2)3B

Il prodotto della reazione è il trietilborano.  L’addizione del borano avviene in maniera concertata e sia il boro che l’idrogeno si legano dalla stessa parte del doppio legame (addizione syn) o anche detta stereospecifica in cis. La stereospecificità della reazione può essere evidenziata dalla reazione di un cicloalchene: infatti a causa della impossibilità di  rotazione intorno al legame semplice del composto ciclico si ottiene, come prodotto di reazione l’isomero cis.

Il meccanismo di addizione è evidenziato nell’immagine:

idroborazione

L’addizione di BH3 a R-CH=CH2 dà quindi R-CH2-CH2-BH2 che addiziona una seconda molecola di olefina e così via finché non si forma un trialchilborano. L’addizione avviene esclusivamente secondo la regola di Markovnikov tenendo conto che il boro, meno elettronegativo dell’idrogeno, costituisce l’elettrofilo.

Se la miscela viene fatta reagire con acqua ossigenata e NaOH si ha la formazione di un alcol. Pertanto la reazione complessiva tra un alchene e borano seguita dalla reazione con H2O2 e NaOH viene detta idroborazione-ossidazione.

Condividi
Avatar

Author: Chimicamo

Share This Post On