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Idroborazione di alcheni

Addizione del diborano agli alcheni

L'idroborazione è una reazione in cui un idruro di boro R2BH si addiziona al doppio legame di un alchene.

Questa reazione scoperta e sviluppata dal chimico inglese H. C. Brown è di enorme importanza sintetica, soprattutto perchè gli organoborani possono essere sottoposti a numerose trasformazioni utili.

La formazione di un organoborano può essere rappresentata come di seguito:

idroborazione alcheni

I solventi utilizzati per l'idroborazione sono solitamente gli eteri, in particolare il tetraidrofurano e il dietilenglicole dimetiletere [CH3O(CH2)2O(CH2)2OCH3].

Gli aspetti significativi dell'idroborazione sobo due:

  • l'orientazione dell'addizione è anti-Markovnikov
  • la reazione è stereospecifica

Con gli alcheni asimmetrici come l'1-metilciclopentene l'idroborazione procede in modo che l'atomo di boro si leghi all'atomo di carbonio del doppio legame meno sostituito e l'idrogeno si leghi all'atomo di carbonio più sostituito (a differenza di quanto accade, per esempio, nell'addizione di un acido alogenidrico HX al doppio legame C=C, che vuole l'idrogeno legato all'atomo di carbonio del doppio legame meno sostituito - regola di Markovnikov).

esempio idroborazione

In realtà, la regola di Markovnikov viene rispettata anche in questa reazione, poichè il legame boro-idrogeno è polarizzato nel seguente modo Hδ-―Bδ+ (l'idrogeno ha una elettronegatività maggiore del boro) e quindi l'elettrofilo non è il protone ma bensì l'atomo di boro.

L'idroborazione inoltre è una reazione stereospecifica che porta l'idrogeno e il boro ad addizionarsi sullo stesso lato del piano dell'alchene (cis addizione).

meccanismo cis-addizione idroborazione

Infine è da sottolineare il fatto che l'idroborazione non prevede la formazione di carbocationi intermedi e quindi non si hanno fenomeni di trasposizione o riarrangiamenti.

Reazioni degli alchilborocomposti con acqua ossigenata alcalina

Una delle reazioni più importanti degli alchilborocomposti è l'ossidazione con acqua ossigenata alcalina che porta alla formazione del corrispondente alcol.

reazione organoborano h2o2

Se la reazione di idroborazione viene quindi accoppiata ad una successiva ossidazione, è pertanto possibile ottenere una idratazione anti-Markovnikov di un alchene; inoltre, come si è visto, l'addizione di acqua all'alchene sarà di tipo cis.

E' di seguito riportato un esempio di idroborazione-ossidazione di un alchene.

idroborazione-ossidazione di un alchene

Reazioni degli alchilborocomposti con acidi carbossilici

Gli alchilborani sono stabili all'acqua, agli acidi minerali acquosi e agli alcali acquosi. Tuttavia vengono facilmente scissi ad alcani per azione degli acidi carbossilici (quelli più usati sono l'acido acetico e l'acido propionico). In questo modo l'idroborazione seguita da solvolisi acida costituisce un metodo di cis-idrogenazione degli alcheni o dei cicloalcheni.

Che la reazione globale sia di tipo cis si vede dalla reazione con diborano deuterato (D = deuterio):

idroborazione idrogenazione

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