La reazione di Cannizzaro, che prende il nome dal chimico italiano Stanislao Cannizzaro, coinvolge aldeidi aromatiche o alifatiche che non possiedono un idrogeno in α al carbonile in presenza di una base forte come l’idrossido di sodio NaOH o l’idrossido di potassio KOH.
Aldeidi prive di un idrogeno in α vengono definite non enolizzabili. Ad esempio, la formaldeide e il 2,2-dimetilpropanale sono esempi di aldeidi alifatiche non enolizzabili. Un’altra aldeide che non presenta atomi di idrogeno enolizzabili è la benzaldeide e i suoi derivati.
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I prodotti della reazione di Cannizzaro sono un alcol primario e un acido carbossilico. Questa reazione rappresenta un caso di disproporzione poiché il carbonio carbonilico di un’ aldeide ha un numero di ossidazione +1, ad eccezione della formaldeide in cui il numero di ossidazione è zero.
Il meccanismo della reazione di Cannizzaro implica che il carbonio carbonilico delle aldeidi e dei chetoni sia elettrofilo e subisca diverse reazioni di addizione nucleofila.
Meccanismo della reazione di Cannizzaro
Per comprendere il meccanismo della reazione, è importante notare che il gruppo carbonilico è costituito da un doppio legame carbonio-ossigeno, un legame σ e un legame π, con il carbonio ibridato sp2. A causa della elevata differenza di elettronegatività tra carbonio e ossigeno, nelle strutture di risonanza è significativa la forma a separazione di carica, in cui il carbonio assume una parziale carica positiva.
La Reazione di Cannizzaro: Meccanismo e Applicazioni
Nella prima fase della reazione di Cannizzaro, l’ione OH- proveniente dalla dissociazione di una base forte attacca il carbonio carbonilico, generando un intermedio tetraedrico negativamente carico. Questo intermedio dianionico è instabile a causa del suo elevato carattere elettron donatore. Successivamente, avviene il trasferimento dell’idruro e l’attacco di un altro carbonile, determinando la velocità della reazione.
Successivamente, si verifica lo scambio di un protone tra gli ioni acido e alcossido formati. In presenza di una base in eccesso, l’aldeide può formare un anione a doppia carica, che trasferisce uno ione idruro alla seconda molecola di aldeide, generando ioni carbossilato e alcossido.
Applicazioni della Reazione di Cannizzaro
La reazione di Cannizzaro trova diverse applicazioni in ambito chimico e industriale, come la sintesi di acidi carbossilici a partire dalle aldeidi. Questo processo è ampiamente impiegato nella produzione di acidi grassi utilizzati nell’industria dei detergenti e cosmetici. Inoltre, la reazione di Cannizzaro può essere utilizzata per ottenere alcoli primari da aldeidi, che a loro volta sono precursori per la sintesi di vari composti chimici come plastiche e solventi. Questo processo può anche essere impiegato per la rimozione delle impurità, in quanto l’acido carbossilico ottenuto è solubile in acqua o facilmente separabile tramite tecniche di purificazione come la cristallizzazione o la filtrazione.
Infine, la reazione di Cannizzaro può essere utilizzata come metodo analitico per determinare la concentrazione di aldeidi in soluzione. L’acido carbossilico e l’alcol risultanti dalla reazione presentano picchi caratteristici a specifiche lunghezze d’onda, che possono essere determinate tramite analisi spettrofotometrica.
