12.8: Preparazione di aldeidi e chetoni da nitrili e acidi carbossilici

Sebbene sia possibile ridurre un acido carbossilico ad un'aldeide, agenti riducenti forti, come l'idruro di litio alluminio (LAH), impediscono una riduzione controllata, causando invece una riduzione eccessiva istantanea dell'aldeide generata in un alcol primario.

Riduzione dei derivati dell'acido carbossilico come cloruri acilici (RCOCl), esteri (RCO_2R′) e nitrili (RCN) utilizzando agenti più blandi di idruro di alluminio come idruro di litio tri-tert-butossialluminio [LiAlH(O-t-Bu)_3] e idruro di diisobutilalluminio [DIBAL- H] consente la facile conversione del derivato nella corrispondente aldeide. Questo perché gli idruri di alchilalluminio sono meno reattivi del LAH, poiché il primo è più stericamente impedito.

Secondo studi recenti, un riducente come il difenilsilano in combinazione con un precatalizzatore Ni stabile all'aria e dimetildicarbonato come attivatore converte la maggior parte dell'acido carbossilico in aldeide senza causare alcuna riduzione eccessiva.

In altri studi, un idrosilano, attraverso la catalisi fotoredox a luce visibile, riduce efficacemente gli acidi carbossilici ad aldeidi.

I chetoni, a differenza delle aldeidi, possono essere preparati direttamente dagli acidi carbossilici utilizzando reagenti organolitio. L'acido reagisce rapidamente con due equivalenti di un reagente organolitio per formare un dianione. Questo dianione viene protonato per formare il corrispondente idrato, che perde una molecola d'acqua per dare un chetone.

Sia le aldeidi sia i chetoni possono essere preparati dai nitrili utilizzando opportuni agenti riducenti. Le aldeidi si formano per riduzione parziale dei nitrili in presenza di DIBAL-H. Il nitrile forma dapprima un complesso di alluminio che successivamente, per idrolisi, dà la corrispondente aldeide. I nitrili possono essere ridotti a chetoni tramite intermedi imminici utilizzando reagenti di Grignard o organolitio.

Il trattamento di un acido carbossilico con idruro di litio e alluminio produce un'aldeide, che si riduce istantaneamente a un alcol primario.

Questa sovrariduzione si verifica perché la LAH è un forte riducente e le aldeidi si riducono più facilmente degli acidi.

Per preparare con successo le aldeidi, i derivati dell'acido carbossilico facilmente riducibili vengono trattati con agenti riducenti dell'idruro di alluminio più blandi.

I derivati dell'idruro di alluminio sono meno reattivi dell'idruro di litio e alluminio a causa della loro maggiore massa sterica.

A differenza delle aldeidi, i chetoni sono formati direttamente dagli acidi carbossilici mediante riduzione mediante reagenti organolitio.

L'acido reagisce rapidamente con due equivalenti del reagente organolitio per formare un dianion. La successiva protonazione produce un idrato che, alla perdita di acqua, dà un chetone.

Sia le aldeidi che i chetoni possono essere preparati dai nitrili utilizzando opportuni agenti riducenti.

La riduzione di un nitrile con DIBAL-H forma un complesso di alluminio che, in seguito all'idrolisi, produce un'aldeide.

Allo stesso modo, la riduzione dei nitrili con reagenti di Grignard o organolitio forma un intermedio imminico che subisce idrolisi acida per dare i chetoni corrispondenti.