Reazioni dell’idrogeno in posizione α al carbonile
L’idrogeno in posizione α al carbonile mostra proprietà acide dovute alla formazione di un carbanione stabilizzato per risonanza. Il legame carbonio-ossigeno nel gruppo carbonilico è di tipo covalente polare ed è comune nei composti organici.
Nel gruppo carbonilico, il carbonio è ibridato sp2, con quattro elettroni di valenza, tre dei quali formano orbitali ibridi sp2. L’atomo di ossigeno subisce un processo di ibridazione sp2, con due orbitali ibridi occupati da un doppietto elettronico.
Il gruppo carbonilico è composto da un legame σ e da un legame π, ottenuti dalla sovrapposizione degli orbitali sp2 del carbonio e dell’ossigeno. A causa della differenza di elettronegatività tra carbonio e ossigeno, il legame è polare, con il carbonio con parziale carica positiva e l’ossigeno con parziale carica negativa.
Gli atomi di idrogeno in posizione α al carbonile sono debolmente acidi, e la loro acidità varia in base alla stabilità del carbanione formato. La stabilità del carbanione è determinata dalla risonanza e dagli effetti induttivi.
Infine, la reazione del 3,3-dimetil, butan-2-one con Br2 in ambiente basico conduce alla formazione del 1–bromo, 3,3-dimetil, butan-2-one, in cui si evidenziano gli effetti del carbanione stabilizzato per risonanza con l’enolato.
Gli enolati possono comportarsi da nucleofili in reazioni di sostituzione nucleofila SN2 in cui l’idrogeno in posizione α viene sostituito con un gruppo alchilico, formando un nuovo legame C-C. Un esempio di ciò è la reazione tra il propanone e il bromometano in presenza di ammoniuro di sodio per dare il butan-2-one. Se si utilizza una base meno debole rispetto all’ammoniuro di sodio come un alcossido, possono verificarsi polialchilazioni.