Ossidazione di Baeyer-Villiger: meccanismo, prodotti di reazione, vantaggi

L’ossidazione di Baeyer-Villiger è una reazione organica in cui un chetone è ossidato a estere o un chetone ciclico  a lattone. L’ ossidante che è utilizzato è un perossido o un perossiacido che è ridotto a acido carbossilico.

Dalla sua scoperta nel 1899,  la reazione ha avuto diverse variazioni in relazione all’ossidante. Inizialmente la reazione prevedeva l’uso dell’acido persolforico ma, per motivi di sostenibilità attualmente è preferito il perossido di idrogeno. Secondo recenti studi il perossido di idrogeno è attivato da composti organici del selenio.

A causa della sua stabilità rispetto agli altri acidi perossicarbossilici è comunemente usato l’acido m-cloroperossibenzoico noto con il nome di mCPBA.

Meccanismo dell’ossidazione di  Baeyer-Villiger

Il meccanismo della reazione di ossidazione di  Baeyer-Villiger prevede la protonazione dell’ossigeno del gruppo carbonilico da parte dell’acido con formazione di un intermedio stabilizzato per risonanza.  Nel secondo stadio l’anione perossicarbossilato attacca il carbonio del gruppo carbonilico. Successivamente si ha la scissione eterolitica del legame O-O e la migrazione di uno dei carboni prima legati al gruppo carbonilico con formazione dell’estere.

baeyer-villiger

Se il chetone è asimmetrico ovvero presenta due gruppi diversi legati al carbonio carbonilico si formano prodotti diversi a seconda del gruppo che migra, cioè a seconda del gruppo che si lega al nuovo ossigeno inserito.

regioselettività

Tuttavia dei due atomi di carbonio in α al carbonile quello che riesce a stabilizzare meglio una parziale carica positiva, che è quello più sostituito, ha maggior tendenza a migrare.

Pertanto dall’ossidazione dell’etilmetilchetone si forma, come maggior prodotto di reazione l’acetato di etile piuttosto che il propanoato di metile.

La reazione avviene anche con chetoni in cui il gruppo carbonilico è legato all’anello benzenico. Ad esempio l’ossidazione dell’acetofenone con acido trifluoroperacetico porta alla formazione di fenilacetato.

Vantaggi

L’ossidazione di Baeyer-Villiger dei chetoni ha diversi vantaggi:

  • Avviene in presenza di altri gruppi funzionali
  • Possibilità di usare un’ampia varietà di ossidanti

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