Formazione di legami C-C catalizzata dalla o-benzendisolfonimmide

La ricerca oggetto della mia tesi sperimentale si colloca nell'ambito di studi riguardanti le applicazioni dell'o-benzendisolfonimmide come organocatalizzatore. Questo acido forte di Brønsted è un'immide ciclica stabile, non volatile, non corrosiva e completamente ionizzata in acqua (da cui non è estraibile mediante solventi organici), ed è stato recentemente dimostrato che queste caratteristiche ne fanno un efficiente organocatalizzatore per alcune tra le più comuni reazioni organiche promosse da acidi protici. In tutti questi procedimenti, il suo impiego ha portato diversi vantaggi: le condizioni di reazione blande (in molti casi solvent-free), le quantità effettivamente catalitiche di o-benzendisolfonimmide utilizzate, il suo facile recupero al termine della sintesi e la possibilità di riciclarla in reazioni successive. Nella mio lavoro di tesi sperimentale mi sono occupata di reazioni di formazione di legami C-C catalizzate dalla o-benzendisolfonimmide. In particolare, ho effettuato delle reazioni di Friedel-Crafts su diversi substrati aromatici ed eteroaromatici, a partire da alcoli (benzidrilici, benzilici primari e secondari) o stireni, per la sintesi rispettivamente di triarilmetani, diarilmetani e 1,1-diariletani. Sono stati così ottenuti e caratterizzati (mediante p.f., spettroscopia NMR e GC-MS) 22 prodotti, molti dei quali non sono noti in letteratura L'utilizzo degli alcoli come reagenti alchilanti (al posto dei classici cloruri alchilici) permette di effettuare un processo di reazione più ¿green¿, poiché essi sono poco tossici e generano l'acqua come unico sottoprodotto di reazione. Da questo punto di vista, l'utilizzo degli stireni è ancora più vantaggioso, poiché non comporta la formazione di alcun prodotto secondario. Dalle prove effettuate è stato possibile approfondire il meccanismo della reazione di alchilazione di Friedel-Crafts, che passa attraverso la formazione di un carbocatione intermedio (attraverso la disidratazione dell'alcol acido-catalizzata), che può reagire col nucleofilo costituito o dal substrato aromatico, per dare il prodotto atteso, o dall'alcol di partenza per dare l'etere simmetrico. Quest'ultimo a sua volta può generare un ciclo secondario in cui, sempre per catalisi acida, rigenera il carbocatione e l'alcol, che rientrando nel ciclo della reazione principale permettono l'ultimarsi della reazione. Per cercare di razionalizzare i risultati ottenuti nelle reazioni studiate, ho utilizzato le scale di elettrofilia e nucleofilia recentemente introdotte da Herbert Mayr e dai suoi collaboratori, relative a numerosi carbocationi e nucleofili. Dal confronto è stato possibile dedurre che l'esito e la velocità delle reazioni effettuate tra le varie combinazioni di reagenti sono strettamente legati alla stabilità e reattività del carbocatione intermedio generato in situ, e alla nucleofilia del substrato aromatico.