La regola di Zaitsev, coniata dal chimico russo Alexander Zaitsev alla fine del XIX secolo, stabilisce che in una reazione di eliminazione che porta alla formazione di un alchene, il prodotto principale sarà l’alchene più stabile, cioè quello più sostituito. Questa regola si basa sulla stabilità dei composti contenenti un doppio legame carbonio-carbonio, che sono stabilizzati dalla presenza di gruppi alchilici. La presenza di questi gruppi aumenta l’iperconiugazione e di conseguenza la stabilità dell’alchene.
La stabilità delle olefine aumenta con la sostituzione da parte dei gruppi alchilici, come dimostrato dalla misurazione del calore di combustione. Quando un alogenuro alchilico reagisce con un nucleofilo, si verifica una reazione di sostituzione nucleofila che può procedere tramite meccanismi SN1 o SN2. Tuttavia, in alcune condizioni, la reazione predominante rispetto alla sostituzione nucleofila è la reazione di eliminazione.
Nella reazione di eliminazione, il nucleofilo attacca un idrogeno beta anziché il carbonio, formando un alchene. Questo processo è favorito in presenza di basi forti come HO-, RO-, o H2N-, che sono molto reattive verso l’idrogeno.
Un esempio pratico della regola di Zaitsev si riscontra nella reazione del 2-Bromo,2-metilbutano, dove il nucleofilo può attaccare due idrogeni beta. Se attacca l’idrogeno legato al carbonio 1, si forma il 2-metil-1-butene, l’alchene meno sostituito. Se attacca il carbonio 3, si ottiene il 2-metil-2-butene, l’alchene più sostituito.
In conclusione, la regola di Zaitsev è utile per prevedere la regioselettività di una reazione di eliminazione e determinare il prodotto principale in base alla stabilità dell’alchene formato.Regole di Zaitsev e Hoffmann nelle reazioni di eliminazione degli alogenuri organici
Le reazioni di eliminazione E1 ed E2 degli alogenuri possono portare alla formazione di diversi prodotti, ma in genere il doppio legame è formato quasi interamente nello stato di transizione. Il prodotto energeticamente più basso è solitamente l’alchene più ramificato e termodinamicamente stabile.
In particolare, quando si ha a che fare con la reazione tra un’ammina primaria contenente idrogeni in posizione β e un alogenuro alchilico, si osserva la formazione dell’alchene meno sostituito, noto come prodotto anti-Zaitsev, secondo la cosiddetta eliminazione di Hoffmann.
La regola di Zaitsev, applicabile a substrati neutri come alogenuri e solfonati, stabilisce che essi tendano a formare l’alchene più sostituito. Ad esempio, considerando la seguente reazione: R-CH2-CHX-CH3 + OH- → R-CH=CH-CH3 si forma l’alchene più sostituito.
Diversamente, la regola di Hoffmann è caratterizzata dalla formazione dell’alchene meno sostituito in presenza di substrati carichi, come i sali di ammonio quaternari e i sali di solfonio. In questo caso, si ottiene l’alchene meno sostituito.
In conclusione, è fondamentale considerare le regole di Zaitsev e Hoffmann nelle reazioni di eliminazione degli alogenuri organici al fine di determinare quale dei due prodotti sarà formato in maggiore quantità a seconda delle condizioni specifiche e dei substrati coinvolti.
