Meccanismo e stereospecificità dell’idroborazione-ossidazione
La reazione di idroborazione-ossidazione è un processo che avviene in due fasi, dove un alchene viene trasformato in un alcol. Il boro, con numero atomico 5, e configurazione elettronica 1s², 2s², 2p¹, forma tre orbitali ibridi sp² quando un elettrone è promosso dal livello 2s al livello 2p.
L’idroborazione-ossidazione è accompagnata da una stereospecificità, che risulta evidente nella reazione di un cicloalchene, producendo l’isomero cis come prodotto di reazione. Il meccanismo di addizione avviene secondo la regola di Markovnikov, in cui il boro, meno elettronegativo dell’idrogeno, agisce come elettrofilo.
Il processo avviene in due fasi distinte: l’idroborazione a partire dagli alcheni con formazione di un organoborano, seguita dalla successiva reazione di ossidazione. Il metodo più comune per ottenere organoborani è l’idroborazione, che consiste nella reazione del borano BH₃ con un alchene in presenza di tetraidrofurano quale solvente.
La reazione complessiva tra un alchene e borano seguita dalla reazione con H₂O₂ e NaOH viene definita idroborazione-ossidazione e porta alla formazione di un alcol. La reazione complessiva di un alchilborano conduce invece all’ottenimento di un alcol primario.
Il meccanismo della reazione prevede un primo step in cui avviene la deprotonazione di H₂O₂ ad opera di OH⁻, seguito da una reazione acido-base secondo Lewis e la trasposizione di un gruppo alchilico. Successivamente, avviene l’attacco dello ione OH⁻ al boro con formazione di un alcossido e infine la sua protonazione. In conclusione, l’idroborazione-ossidazione è un metodo efficace per ottenere un alcol primario a partire da un alchene asimmetrico con orientazione anti-Markovnikov.