تعريف تفاعل ألدول وأنواعه

تعريف تفاعل ألدول

ألدول هو تفاعل تكاثف لمركب enol والذي يسمي enolate و carbonyl، وعندما تتفاعل أيونات enol مع مركب الكربونيل فإنها تشكل β-hydroxyketone أو β-hydroxyaldehyde. يتبع هذه العملية الجفاف الذي ينتج عنه إنون مترافق، وذرة ألفا-هيدروجين هي ذرة تتفاعل فيها ذرة الهيدروجين مع ذرة الكربون ألفا، وبالمثل فإن ذرة بيتا الهيدروجين هي ذرة تتفاعل فيها ذرة الهيدروجين مع ذرة كربون بيتا، وهو يشبه إلى حد بسيط

تفاعل كانيزارو

.

يحدث تفاعل ألدول في الألدهيدات والكيتونات إذا كانت المركبات تحتوي على ما لا يقل عن ذرة واحدة من هيدروجين ألفا، لذلك يحدث التفاعل في وجود القلويات المخففة، ويعمل القلوي المخفف كعامل مساعد في التفاعل ويساعد في تكوين ألدهيدات بيتا هيدروكسي أو ألدول وكيتونات هيدروكسي أو كيتول.

يُعرف هذا التفاعل باسم تكثيف ألدول، يشتق التفاعل اسمه من مجموعتين وظيفيتين مختلفتين هما الألدهيد والكحول لأن هذين المنتجين موجودان في التفاعل، وتفقد ألدهيدات بيتا هيدروكسي أو ألدول وكيتونات بيتا هيدروكسي أو الكيتول جزيئات

الماء

بسهولة لإنتاج مركبات الكربونيل ألفا وبيتا غير المشبعة.

وتسمى المواد الناتجة عن الكيتونات في هذا التفاعل الكيتول، ومع ذلك فإن الاسم العام للتفاعل هو تكاثف ألدول لأنها متشابهة إلى حد ما في خصائصها مع الألدهيدات.

وعند الخلط مع الحمض المخفف أو القاعدة المائية، يمكن أن تتفاعل الألدهيدات المحتوية على هيدروجين ألفا مع نفسها مما يؤدي إلى تكوين مركبات ألدهيد هيدروكسي هيدروكسي أو مركبات ألدولؤ وذلك لأن المركب الناتج سيكون له مجموعة وظيفية هما ألدهيد ، وكحول.

آلية تكثيف ألدول

تبدأ آلية تكثيف ألدول بتكوين كربانيون وسيط، ويتم تكثيف ألدول من خلال الخطوات التالية في حالة في وجود قاعدة كمحفز:

• 
  إزالة الهيدروجين ألفا من القاعدة.
  
• 
  ينتج عن الخطوة الأولى تكوين الكربنة التي تخضع لتفاعل إضافة محبة للنواة مع مجموعة الكاربونيل الموجودة في الجزيء الثاني من الألدهيد، وينتج عن الخطوة الثانية تكوين منتج التكثيف.
  
• 
  وتحدث بروتونات أيون ألكوكسيد بسبب التفاعل مع الماء.
  
• 
  وهنا سوف يساعد تسخين مركب ألدول في المحلول الأساسي في تجفيف المنتج لتكوين مركب ألدهيد غير مشبع α β.
  

آلية تكثيف ألدول في المركبات الكيتونية

تفاعل الكيتونات في تفاعل الألدول أقل مقارنة بالألدهيدات، ومع ذلك من الممكن وجود كمية صغيرة من تكوين منتج ألدول باستخدام المحفزات الحمضية في التفاعل، سوف يجف مركب ألدول المتشكل بعد وقت قصير ليشكل مركبًا مستقرًا ومن ثم فإن خطوة التجفيف لتكثيف ألدول في المركبات الكيتونية تجعل التفاعل يكتمل.

يتضمن تكثيف ألدول بواسطة التحفيز الحمضي خطوتين رئيسيتين، في الخطوة الأولى سيحدث تحويل مركب الكيتون إلى شكله enolic المقابل، وفي الخطوة الثانية، سيهاجم enol مجموعة الكربونيل البروتونية وسوف نشرح في النقاط التالية الخطوات بشكل مبسط:

• 
  تحدث بروتون أكسجين مجموعة الكاربونيل.
  
• 
  جزيء الماء الذي يتصرف كقاعدة سيزيل الهيدروجين الحمضي مما يؤدي إلى تكوين Enol.
  
• 
  يهاجم enol مجموعة كربونيل بروتونية لجزيء كيتون ثان.
  

تكثيف ألدول المتقاطع

يشير تكثيف ألدول المتقاطع إلى تفاعل تكثيف ألدول الذي يحدث بين مركبين عضويين مختلفين، في هذه الحالة يكون هناك نوعان مختلفان من الألدهيدات والكيتونات.

لذلك يؤدي التفاعل إلى تكوين سلسلة من النواتج، ولوجود ذرات الهيدروجين ألفا في كل من الألدهيد والكيتون ينتج عن التفاعل خليطًا من أربعة مركبات.

تكون النتيجة المثلى لتفاعل تكثيف ألدول المتقاطع ممكنًا إذا كان مركب ألدهيد يحتوي على هيدروجين ألفا ومركب ألدهيد آخر لا يحتوي على هيدروجين ألفا.

وأيضاً يمكن أن يحدث تفاعل تكثيف ألدول المتقاطع إذا كان أحد مكونات الخليط عبارة عن كيتون.[1]

انواع تفاعل ألدول

• 
  تفاعل ألدول داخل الجزيئات
  

الجزيئات التي تحتوي على وظيفتين من الكربونيل لديها إمكانية تشكيل حلقة من خلال تفاعل ألدول داخل الجزيء، في معظم الحالات مجموعتين من α يجب أخذ الهيدروجين في الاعتبار، كما هو الحال مع معظم تفاعل تشكيل الحلقة يفضل الحلقات المكونة من خمس وستة حلقات.

وكما هو الحال مع تفاعلات ألدول الأخرى ، تؤدي إضافة الحرارة إلى حدوث تكاثف ألدول.

• 
  تفاعل الدول المختلط
  

مثلاَ في حالة تفعل إينوليك كمتبرع مع إلكتروفيلي كمستقبل، يكون المنتج في مثل هذه الحالات دائمًا ثنائيًا لمركب الكربونيل المتفاعل، تسمى تكاثف Aldol بين متفاعلات الكربونيل المختلفة تفاعلات متقاطعة أو مختلطة، وفي ظل ظروف معينة يمكن أن تكون تكثيفات ألدول المتقاطعة فعالة.

ويرجع نجاح تفاعلات ألدول المختلطة إلى عاملين:

-أولاً


:  أن تكون الألدهيدات مواد إلكتروفيلية متقبلية أكثر تفاعلية من الكيتونات والفورمالديهايد أكثر تفاعلاً من الألدهيدات الأخرى.

-ثانيًا


: يمكن للألدهيدات التي تفتقر إلى الهيدروجين ألفا أن تعمل فقط كمواد متفاعلة مستقبلية، وهذا يقلل من عدد المنتجات الممكنة بمقدار النصف.[2]