Sintesi di Chetoni e Aldeidi tramite Reazione Organica di Claisen–Schmidt

La condensazione di Claisen–Schmidt è una reazione chimica, nota come condensazione aldolica incrociata, scoperta indipendentemente dal chimico tedesco Rainer Ludwig Claisen e da J. Gustav Schmidt, che pubblicarono i loro risultati nel 1880 e nel 1881 rispettivamente.

Questa reazione avviene tra un’aldeide aromatica, che non ha idrogeni in α al carbonile, e un’aldeide alifatica o un chetone con un idrogeno in α al carbonile, utilizzando una base forte come un idrossido o un alcossido. Il prodotto finale di questa reazione è un’aldeide o un chetone α,β-insaturo.

Ad esempio, la benzaldeide, che non ha idrogeni α, in ambiente basico reagisce con l’acetone per formare un prodotto di doppia condensazione e disidratazione, noto come 1,5-difenil-1,4-pentadien-3-one, comunemente abbreviato come DBA (dibenzalacetone).

Il DBA e suoi analoghi, ottenuti tramite la condensazione di Claisen-Schmidt, sono strutturalmente simili ai calconi, che sono considerati strutture privilegiate in chimica farmaceutica e sono componenti di alcuni farmaci commercializzati. In generale, questa reazione è una strategia sintetica importante in sintesi organica e biochimica per la formazione di legami carbonio-carbonio.

Meccanismo della condensazione di Claisen–Schmidt

Il primo stadio della condensazione di Claisen-Schmidt prevede che la base estragga un idrogeno in α al gruppo carbonilico dell’aldeide o del chetone, formando un anione enolato stabilizzato per risonanza. La presenza di un chetone o aldeide enolizzabile è necessaria per la formazione dell’anione enolato, una reazione che è quantitativa in presenza di basi forti.

formazione dell'enolatoformazione dell’enolato

In numerose reazioni, come la condensazione di Claisen-Schmidt, la reazione di Mannich e le condensazioni aldoliche, gli enolati vengono generati in basse concentrazioni con basi alcossidiche ma possono ancora reagire con elettrofili.

Quando un enolato si forma da un’aldeide, esso reagisce con l’aldeide non reagita per dare una reazione di condensazione aldolica. I chetoni, essendo meno reattivi verso l’addizione nucleofila, formano enolati che possono reagire con un’aldeide tramite la condensazione di Claisen-Schmidt.

secondo stadiosecondo stadio

Nel secondo stadio della reazione l’enolato agisce da nucleofilo, attaccando il carbonio del gruppo carbonilico. Se il prodotto formato contiene ancora un idrogeno α reattivo e un gruppo idrossido adiacente a un anello aromatico, subisce rapidamente una disidratazione portando al prodotto finale della condensazione.

La condensazione di Claisen-Schmidt comporta sempre la disidratazione del prodotto misto di condensazione aldolica.

prodotto di reazioneprodotto di reazione

Il risultato è una sostanza chimica nella quale il doppio legame prodotto durante la disidratazione è coniugato sia all’anello aromatico sia al gruppo carbonilico.

Quando c’è un eccesso di aldeide aromatica, la reazione si ripete in modo analogo. L’anione enolato funge da nucleofilo attaccando il carbonio carbonilico del primo prodotto formato, ottenendo il prodotto finale. Nel caso della reazione tra benzaldeide e acetone, si ottiene il dibenzalacetone, utilizzato come bloccante per i raggi ultravioletti nei preparati per la protezione solare.

Vantaggi

La reazione di condensazione aldolica è fondamentale per i composti carbonilici e avviene in ambiente basico tra due molecole di aldeide o chetone con almeno un atomo di idrogeno in α al carbonile, producendo una β-idrossi aldeide o un β-idrossi chetone rispettivamente.

Le condensazioni aldoliche incrociate, che coinvolgono due diversi composti carbonilici, creano una miscela di prodotti simili, i quali devono essere separati. Di conseguenza, le rese del prodotto desiderato tendono a essere inferiori.

Per rendere una condensazione aldolica incrociata utile da un punto di vista sintetico, una delle specie deve avere protoni in α al carbonile (essere enolizzabile) mentre l’altra specie non deve avere protoni in α al carbonile. Questo porta alla formazione dei prodotti α,β insaturi della condensazione di Claisen-Schmidt.

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