Reazioni collaterali: parallele e consecutive

Le reazioni collaterali avvengono quando un reagente può andare incontro nello stesso tempo a due o più reazioni. In tal caso una delle due reazioni è quella principale mentre l’altra è collaterale.

Le reazioni collaterali portano a sottoprodotti, in genere non desiderati, che diminuiscono la resa teorica del prodotto desiderato. Inoltre si verifica che tali sottoprodotti devono essere allontananti

Ad esempio l’etanolo, in presenza di acido solforico, dà luogo a una reazione di disidratazione che dà, come prodotto di reazione l’etere etilico.

In questa reazione di condensazione, che avviene tra due molecole di etanolo, si verifica l’eliminazione di acqua:

2 CH₃CH₂OH → CH₃CH₂OCH₂CH₃ + H₂O

La reazione collaterale porta a etene e acqua:

CH₃CH₂OH → CH₂=CH₂ + H₂O

Tipi di reazioni collaterali

I tipi fondamentali sono consecutive e parallele

Reazioni consecutive

Sono reazioni in cui il prodotto finale è ottenuto attraverso due o più stadi.

Si possono rappresentare come:
A → B → C

Un esempio è la clorurazione di un alcano. Dalla clorurazione di un alcano si ottengono, nel corso del tempo prodotti sempre più clorurati.

CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl

Il clorometano così ottenuto costituisce il reagente di una successiva clorurazione:

CH₃Cl +  Cl₂ → CH₂Cl₂ + HCl

A sua volta il diclorometano reagisce con il cloro per dare triclorometano noto come cloroformio:

CH₂Cl₂ + Cl₂ → CHCl₃ + HCl

Infine il cloroformio reagisce con il cloro per dare tetracloruro di carbonio:

CHCl₃ + Cl₂ → CCl₄ + HCl

Per questo tipo di reazione il tempo è la variabile più importante. Un altro esempio è l’ossidazione dell’etanolo che si trasforma prima in acetaldeide e poi in acido acetico. Se si vuole ottenere l’acetaldeide la sua conversione in acido acetico è una reazione indesiderata.

Pertanto si deve rimuovere l’acetaldeide dalla miscela di reazione il prima possibile. Ciò è attuato utilizzando un eccesso di alcol, distillando l’aldeide non appena si forma e evitando di aggiungere un eccesso di ossidante.

Reazioni parallele

Le reazioni parallele o competitive sono i tipi più comuni di reazioni collaterali. Sono reazioni in cui da un unico reagente si ottengono due o più prodotti di reazione

In figura da A si possono ottenere B con una costante cinetica k₁ e C con una costante cinetica k₂

Se k₁ è maggiore di k₂ allora il prodotto prevalente è B

Ad esempio dalla reazione tra fenolo e acido nitrico si possono ottenere l’ortonitrofenolo e l’isomero para

Poiché k₁ è maggiore di k₂ il prodotto prevalente è l’isomero orto