La sostituzione nucleofila acilica è una reazione di sostituzione che avviene tra un nucleofilo e il carbonio carbonilico di composto acilico.
Tipici esempi di composti acilici sono gli alogenuri acilici, le anidridi, gli esteri e le ammidi.
Il processo è anche chiamato reazione di trasferimento acilico perché trasferisce un gruppo acilico da un gruppo uscente a un nucleofilo.
Il risultato netto è una reazione di sostituzione che ricorda quella di una reazione di sostituzione SN2 di alogenuri alchilici.
I composti acilici sono quei composti che contengono il gruppo acilico
in cui il carbonio carbonilico è legato a un atomo più elettronegativo la cui presenza influenza la reattività di tali composti.
Nei composti in cui il gruppo carbonilico è legato a un idrogeno, come nel caso delle aldeidi o a un carbonio come nel caso dei chetoni, un attacco nucleofilo al carbonio carbonilico porta alla rottura del doppio legame carbonio ossigeno
Nei composti acilici invece l’attacco nucleofilo sul carbonio comporta una sostituzione del gruppo uscente. Il diverso comportamento dei composti acilici rispetto alle aldeidi e ai chetoni è dovuto alla presenza di un buon gruppo uscente che spesso forma un anione stabile.
Reazione
Nella sostituzione nucleofila acilica si verifica quindi la formazione di un legame tra il carbonio carbonilico e il nucleofilo e la rottura di un legame tra il carbonio carbonilico e il gruppo uscente
Meccanismo
Il meccanismo della sostituzione nucleofila acilica prevede due stadi:
- Addizione del nucleofilo al carbonio carbonilico e formazione di un intermedio tetraedrico
- Eliminazione del gruppo uscente
Si noti che il meccanismo sia dell’addizione nucleofila che della sostituzione nucleofila acilica prevede, nel primo stadio, l’addizione del nucleofilo al carbonio carbonilico. Si ottiene , quale intermedio, uno ione alcossido.
L’intermedio formato da un’aldeide o un chetone è protonato con formazione di un alcol. Invece l’intermedio formato da un derivato di un acido carbossilico espelle il gruppo uscente per dare un nuovo composto carbonilico.
Sia lo stadio di addizione iniziale che lo stadio successivo di eliminazione possono influire sula velocità complessiva della reazione di sostituzione acilica nucleofila. Tuttavia l’addizione è generalmente lo stadio limitante della velocità.
Così i fattori elettronici e sterici che rendono il gruppo carbonilico più reattivo nei confronti dei nucleofili, favoriscono il processo di sostituzione.
I composti più reattivi sono i cloruri acilici in quanto il cloro, molto più elettronegativo del carbonio è un elettronattrattore che attrae a sé densità di carica rendendo il carbonio carbonilico più reattivo all’attacco dei nucleofili.