Derivati degli acidi carbossilici: reattività e meccanismo delle sostituzioni
Nei composti noti come derivati degli acidi carbossilici si riscontra la presenza di un gruppo carbonilico legato a un atomo diverso da un ossigeno, come nel caso degli esteri, delle anidridi, delle ammidi, dei tioesteri o degli alogenuri acilici. Questo gruppo funzionale influenza la reattività di tali composti in seguito alla sostituzione nucleofila acilica, distinguendoli da aldeidi e chetoni.
Diversamente da aldeidi e chetoni, nei derivati degli acidi carbossilici l’attacco nucleofilo sul carbonio comporta una sostituzione del gruppo uscente, fenomeno noto come sostituzione nucleofila acilica. Tale diversa modalità reattiva è spiegata dalla presenza di un eteroatomo legato al carbonio carbonilico, che conferisce una maggiore elettronegatività rispetto al carbonio stesso, determinando una differente reattività.
Il meccanismo di questa reazione prevede la formazione di un intermedio in cui il carbonio è ibridato sp3, e la successiva rottura del legame con il gruppo uscente, riformando il doppio legame carbonio-ossigeno. In base al gruppo uscente e alla reattività del gruppo legato al carbonio carbonilico, si possono ottenere diverse sostanze.
Ad esempio, la reazione del cloruro di etanoile (cloruro di acetile) con un alcossido come lo ione etilato porta alla formazione di un estere, l’etanoato di etile (acetato di etile). La reattività dei derivati degli acidi carbossilici dipende dal tipo di gruppo legato al carbonio carbonilico e dalla sua capacità di agire come gruppo uscente. La presenza di gruppi elettronattrattori o elettrondonatori influisce sulla reattività di tali composti, determinando un ordine di reattività che va dal cloruro acilico, passando per anidride, tioestere, estere, fino all’ammide. Questa variazione nell’ordine di reattività è essenziale nel comprendere come i derivati degli acidi carbossilici reagiscono mediante sostituzione nucleofila acilica.