Discussione:
Riduzioni di aldeidi con NaBH4, rapporti stechiometrici
(troppo vecchio per rispondere)
vanni
2005-01-13 20:50:33 UTC
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Ho visto che molte aldeidi sia alifatiche che aromatiche (
famiglia dell'aldeide benzoica ) sono ben ridotte da NaBH4 , ma il
rapporto stechiometrico di reazione non è , come si potrebbe pensare
di 1:2 , ma bensi' di 1 :4 .
Cioè 1 mole di NaBH4 riduce quasi stechiometricamente ben 4 moldi di
aldeide ad alcool.

Come mai avviene questo ? Forse è sfruttato anche l'idrogeno che si
libera dall'ossidazione di Na e di B per opera dell'alcool o
dell'acido aggiunto a fine reazione ?

E se anche cosi' fosse sarebbe ugualmente strano, visto che l'H
non è uno ione idruro, ma un H atomico, piu' simile alle rezioni
riduttive per dissoluzione di metalli ( Zn , Sn, Al , ecc... )

Qualcuno ne sa qualcosa ?


grazie e ciao
Soviet_Mario
2005-01-14 12:35:32 UTC
Permalink
Post by vanni
Ho visto che molte aldeidi sia alifatiche che aromatiche (
famiglia dell'aldeide benzoica ) sono ben ridotte da NaBH4 , ma il
rapporto stechiometrico di reazione non è , come si potrebbe pensare
di 1:2 , ma bensi' di 1 :4 .
Cioè 1 mole di NaBH4 riduce quasi stechiometricamente ben 4 moldi di
aldeide ad alcool.
Come mai avviene questo ?
perché ossidandosi completamente il boro cede tutti i suoi H
come 4 IDRURI (complessivamente regala 8 elettroni, a coppie).
Gli altri idrogeni che ti mancano li completa il solvente,
sempre PROTICO, come protoni (quindi il solvente non è
riducente, ma protona solo gli ioni alcossido che il boridruro
forma addizionando un H- a ciascun carbonile)
Post by vanni
Forse è sfruttato anche l'idrogeno che si
libera dall'ossidazione di Na e di B per opera dell'alcool o
dell'acido aggiunto a fine reazione ?
questa sfumatura non l'ho capita. Essenzialmente l'alcool non
dovrebbe reagire velocemente col boridruro. Se accade, formando
idrogeno, si tratta di idrogeno "perduto" ai fini della
stechiometria, poiché H2 una volta formato non riduce facilmente
il carbonile. E' il motivo per cui, a piacchi aciduli, devi
sovradosare il boridruro onde tamponare questo consumo extra col
solvente.
Il sodio nella molecola è ininfluente in ogni caso (perlomeno
dal punto di vista riduttivo)
Post by vanni
E se anche cosi' fosse sarebbe ugualmente strano, visto che l'H
non è uno ione idruro, ma un H atomico,
? ? ?
Il boridruro cede idruri. Idrogeno atomico praticamente mai.
Post by vanni
piu' simile alle rezioni
riduttive per dissoluzione di metalli ( Zn , Sn, Al , ecc... )
Anche li cmq è prevalente l'azione di donazione diretta del
metallo al gruppo da ridurre, seguita da protonazione dei
radicalanioni e ulteriore riduzione monoelettronica e seconda
protonazione, rispetto all'attacco indiretto di H*.
H* diventa un mediatore importante solo con metalli di per sé
stessi non troppo reattivi (tipo lo zinco o ancor più lo stagno
in acidi) ... ma anche qui non sono sicuro della sua reale
partecipazione.
Di certo H* rende ragione della formazione di idrogeno
molecolare (che in assenza di catalizzatori adatti è ancora una
volta potere riducente sciupato, e che richiede forti eccessi di
metallo).

Un raro caso in cui interviene l'idrogeno è quello del nichel
raney preparato a partire da un metallo (non ricordo se è zinco
o alluminio) e un sale di nichel in amb. basico (col quale il
metallo reagisce anche da solo producendo idrogeno), ma li i
passaggi di elettroni sono ben distinti in stadi (nel senso che
PRIMA fai reagire nichel++ e zinco o Al, e solo dopo che il
nichel si è ridotto a "nero" e tutto il metallo disciolto nella
base liberando idrogeno che si adsorbe sul nichel "nero", metti
in contatto col reagente organico. Qui gioco forza è l'idrogeno
il riducente e non direttamente il metallo.
Però purtroppo la storia del nichel raney non me la ricordo
molto bene (ricordo solo che era una bomba per desolforare
solfuri e ditiani e simili).
ciao
cccp++mario
Post by vanni
Qualcuno ne sa qualcosa ?
grazie e ciao
vanni
2005-01-16 14:12:54 UTC
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Il Fri, 14 Jan 2005 12:35:32 GMT, Soviet_Mario
Post by Soviet_Mario
Post by vanni
Ho visto che molte aldeidi sia alifatiche che aromatiche (
famiglia dell'aldeide benzoica ) sono ben ridotte da NaBH4 , ma il
rapporto stechiometrico di reazione non è , come si potrebbe pensare
di 1:2 , ma bensi' di 1 :4 .
Cioè 1 mole di NaBH4 riduce quasi stechiometricamente ben 4 moldi di
aldeide ad alcool.
Come mai avviene questo ?
perché ossidandosi completamente il boro cede tutti i suoi H
come 4 IDRURI (complessivamente regala 8 elettroni, a coppie).
Ma se il Boro ha numero atomico 5 , come fa a perdere
addirittura 8 elettroni ?

Il boro per passare a borato non perde 3 elettroni, o
mette in comune 3 elettroni 1 con ogni atomo di ossigeno,
assumendo la configurazione dell'elio, come in H3BO3 ?
Post by Soviet_Mario
Gli altri idrogeni che ti mancano li completa il solvente,
sempre PROTICO, come protoni (quindi il solvente non è
riducente, ma protona solo gli ioni alcossido che il boridruro
forma addizionando un H- a ciascun carbonile)
In sintesi da 1 mole di NaBH4, si formano
4 moli di alcossido Ar-(CH-OH)- , che poi sono
trasformate in Ar-CH2-OH da cessione di 4 moli di H+ da
parte del solvente ( in questo caso etanolo puro ) , ma allora
non si formerebbero 3 moli di alcoolato di Boro e una mole di
alcoolato di sodio ?

Che poi la successiva idrolisi con HCl ripristina l'etanolo,
trasformando gli alcoolato di Na in NaCl , e l'alcoolato di Boro
in cosa.... ?

Certo che mi è duro capire come il boro possa cedere 8 elettroni.
Post by Soviet_Mario
Post by vanni
Forse è sfruttato anche l'idrogeno che si
libera dall'ossidazione di Na e di B per opera dell'alcool o
dell'acido aggiunto a fine reazione ?
questa sfumatura non l'ho capita. Essenzialmente l'alcool non
dovrebbe reagire velocemente col boridruro. Se accade, formando
idrogeno, si tratta di idrogeno "perduto" ai fini della
stechiometria, poiché H2 una volta formato non riduce facilmente
il carbonile. E' il motivo per cui, a piacchi aciduli, devi
sovradosare il boridruro onde tamponare questo consumo extra col
solvente.
Il sodio nella molecola è ininfluente in ogni caso (perlomeno
dal punto di vista riduttivo)
Post by vanni
E se anche cosi' fosse sarebbe ugualmente strano, visto che l'H
non è uno ione idruro, ma un H atomico,
? ? ?
Il boridruro cede idruri. Idrogeno atomico praticamente mai.
Post by vanni
piu' simile alle rezioni
riduttive per dissoluzione di metalli ( Zn , Sn, Al , ecc... )
Anche li cmq è prevalente l'azione di donazione diretta del
metallo al gruppo da ridurre, seguita da protonazione dei
radicalanioni e ulteriore riduzione monoelettronica e seconda
protonazione, rispetto all'attacco indiretto di H*.
H* diventa un mediatore importante solo con metalli di per sé
stessi non troppo reattivi (tipo lo zinco o ancor più lo stagno
in acidi) ... ma anche qui non sono sicuro della sua reale
partecipazione.
Di certo H* rende ragione della formazione di idrogeno
molecolare (che in assenza di catalizzatori adatti è ancora una
volta potere riducente sciupato, e che richiede forti eccessi di
metallo).
Un raro caso in cui interviene l'idrogeno è quello del nichel
raney preparato a partire da un metallo (non ricordo se è zinco
o alluminio) e un sale di nichel in amb. basico (col quale il
metallo reagisce anche da solo producendo idrogeno), ma li i
passaggi di elettroni sono ben distinti in stadi (nel senso che
PRIMA fai reagire nichel++ e zinco o Al, e solo dopo che il
nichel si è ridotto a "nero" e tutto il metallo disciolto nella
base liberando idrogeno che si adsorbe sul nichel "nero", metti
in contatto col reagente organico. Qui gioco forza è l'idrogeno
il riducente e non direttamente il metallo.
Però purtroppo la storia del nichel raney non me la ricordo
molto bene (ricordo solo che era una bomba per desolforare
solfuri e ditiani e simili).
Io so solo che questo tipo di Nickel , e cioè preparato
per precipitazione di Ni da un suo sale ( sopratutto il cloruro
NiCl2 e Zn o Al , e simile al Nickel di Raney, all'aria scoppietta
anche , e inoltre sono fattori determinanti per la sua attivita' la
velocita' si precipitazione ( soluzione di NiCl2 concentrata e slurry
concentrato di polvere di Zn o Al ) , e successivamente viene
attivato per parziale dissoluzione in acido acetico del Nickel
nero per aumentare la superficie reattiva.
Post by Soviet_Mario
ciao
cccp++mario
ciao

giovanni
Soviet_Mario
2005-01-16 18:23:46 UTC
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Post by vanni
Il Fri, 14 Jan 2005 12:35:32 GMT, Soviet_Mario
Post by Soviet_Mario
Post by vanni
Ho visto che molte aldeidi sia alifatiche che aromatiche (
famiglia dell'aldeide benzoica ) sono ben ridotte da NaBH4 , ma il
rapporto stechiometrico di reazione non è , come si potrebbe pensare
di 1:2 , ma bensi' di 1 :4 .
Cioè 1 mole di NaBH4 riduce quasi stechiometricamente ben 4 moldi di
aldeide ad alcool.
Come mai avviene questo ?
perché ossidandosi completamente il boro cede tutti i suoi H
come 4 IDRURI (complessivamente regala 8 elettroni, a coppie).
Ma se il Boro ha numero atomico 5 , come fa a perdere
addirittura 8 elettroni ?
? ?
Mica si tratta di un singolo atomo di boro isolato, formalmente
zerovalente.
Nel boridruro, molecola in cui il boro ha l'ottetto completo
(ovviamente in condivisione con l'idrogeno), esiste un serbatoio
di 8 elettroni, che vengono ceduti tutti in quanto gli idruri
sono alla fine convertiti ad acqua o protoni alcoolici (entrambi
formalmente a valenza +1) e borati, semplici o complessi e/o
acido borico (in ciascun caso il boro è +3), per cui tutti gli
elettroni del vecchio ottetto del boridruro son stati ceduti.
Che poi si voglia attribuire al boro la valenza -5 nel boridruro
e +1 all'idrogeno, cosa comoda per il calcolo della redox ma
artificiosa e non coerente con la cessione di H(-), oppure al
boro già +3 ed ai quattro idrogeni -1, i conti non cambiano.
Post by vanni
Il boro per passare a borato non perde 3 elettroni, o
mette in comune 3 elettroni 1 con ogni atomo di ossigeno,
assumendo la configurazione dell'elio, come in H3BO3 ?
considera che l'idrogeno passa da -1 a +1 (e sono in 4). I conti
tornano meglio
Post by vanni
Post by Soviet_Mario
Gli altri idrogeni che ti mancano li completa il solvente,
sempre PROTICO, come protoni (quindi il solvente non è
riducente, ma protona solo gli ioni alcossido che il boridruro
forma addizionando un H- a ciascun carbonile)
In sintesi da 1 mole di NaBH4, si formano
4 moli di alcossido Ar-(CH-OH)- ,
che più che carbanione si deve scrivere come

Ar-CH2-O(-) ovviamente
Post by vanni
che poi sono
trasformate in Ar-CH2-OH da cessione di 4 moli di H+ da
parte del solvente ( in questo caso etanolo puro ) , ma allora
non si formerebbero 3 moli di alcoolato di Boro e una mole di
alcoolato di sodio ?
meglio ancora se pensi ad un tetraalcoossi borato complesso (che
poi viene idrolizzato a borato e alcool, o acido borico e alcool
a seconda dell'ambiente del workup
Post by vanni
Che poi la successiva idrolisi con HCl ripristina l'etanolo,
trasformando gli alcoolato di Na in NaCl , e l'alcoolato di Boro
in acido borico
Post by vanni
in cosa.... ?
Certo che mi è duro capire come il boro possa cedere 8 elettroni.
non hai attribuito ponderatamente i numeri di ossidazione
iniziali, è tutto lì l'inghippo.
Considera che l'idrogeno è lievemente più elettronegativo del
boro già nel borano (e la polarità si accentua nel boridruro)
CUT
CUT>>
Post by vanni
Io so solo che questo tipo di Nickel , e cioè preparato
per precipitazione di Ni da un suo sale ( sopratutto il cloruro
NiCl2 e Zn o Al , e simile al Nickel di Raney, all'aria scoppietta
anche , e inoltre sono fattori determinanti per la sua attivita' la
velocita' si precipitazione ( soluzione di NiCl2 concentrata e slurry
concentrato di polvere di Zn o Al ) , e successivamente viene
attivato per parziale dissoluzione in acido acetico del Nickel
nero per aumentare la superficie reattiva.
ok
ciao
cccp++mario
Post by vanni
Post by Soviet_Mario
ciao
cccp++mario
ciao
giovanni
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