Meccanismo di reazione: sintesi dell'acido acetilsalicilico

Mimic ha scritto:

La sintesi dell'analgesico acido acetilsalicilico viene eseguita seguendo l'esterificazione di un alcool per mezzo di un acido carbossilico, L'alcool di partenza è l'acido salicilico, un acido carbossilico aromatico con una funzione alcoolica in posizione orto

[img=100x100]https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b5/Salicylic_Acid.svg[/img]

In luogo dell'acido acetico viene utilizzata un suo derivato più reattivo, l'anidride acetica

[img=241x100]https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/92/Acetic_anhydride.svg[/img]

L'esterificazione dell'acido salicilico viene condotta in ambiente acido, dove i protoni H+ fungono da catalizzatore. Il primo stadio infatti consiste nella protonazione del carbossile dell'anidride acetica

In questo modo si rende il carbonio carbossilico più predisposto ad un attacco nucleofilo da parte dell'ossidrile dell'acido salicilico

Questa è la fase cruciale della reazione, dove si forma il nuovo legame estereo. Nel passaggio successivo si ha la rapida espulsione di un protone

Il protone così espulso attacca l'altro gruppo carbonilico

(quello sopra la formula dell'acido acetico non è un segno meno)

Il meccanismo di reazione è giusto? Inoltre avrei un altro piccolo dubbio: la sintesi del paracetamolo segue uno schema simile, ma in questo caso non si utilizza il catalizzatore acido: come mai?

Grazie in anticipo

La sintesi dell'acido acetilsalicilico è una reazione di esterificazione tra l'-OH fenolico (non l'-OH alcoolico come hai scritto)e un derivato di un acido carbossilico, un'anidride.

Il meccanismo che hai scritto è corretto: si tratta di una sostituzione nucleofila acilica in cui l'-OH fenolico si comporta da nucleofilo in presenza di catalisi acida necessaria per protonare reversibilmente il carbonile dell'anidride; ricorda che si tratta di una reazione di equilibrio.

La sintesi del paracetamolo è sempre una sostituzione nucleofila in cui è l'-NH2 aromatico che si comporta da nucleofilo; se la reazione fosse eseguita in presenza di H+, questo, anziché protonare il carbonile dell'anidride, andrebbe a protonare l'-NH2 e non ci sarebbe più il doppietto disponibile all'attacco nucleofilo al carbonile dell'anidride.

Giusto alcune osservazioni:

1) L'atomo di ossigeno protonato nel primo stadio porta una carica positiva netta e non parziale, la stessa cosa vale per l'atomo di carbonio di quello che era il secondo gruppo carbonilico nell'ultima immagine.

2) Se sopra una freccia di reazione scrivi ad esempio -H⁺, non devi poi riportare il protone nei prodotti in quanto lo hai già "sottratto".

3) L'ultimo protone espulso può attaccare anche l'atomo di ossigeno adiacente al gruppo carbonilico. Potresti provare a scrivere un meccanismo che preveda questa possibilità.

Nel caso della sintesi del paracetamolo a partire dal 4-amminofenolo, il doppietto elettronico di non legame sull'atomo di azoto amminico del reagente è molto più nucleofilo (più basico) rispetto ai doppietti presenti sull'atomo di ossigeno ossidrilico dell'acido salicilico e quindi reagisce più facilmente, senza necessità di un catalizzatore. Se così non fosse e quindi si rendesse necessaria una catalisi, non si potrebbe comunque utilizzare un acido per le ragioni esposte da LuiCap.