La sintesi di Paal-Knorr è una reazione di chimica organica per sintetizzare furano, pirrolo e tiofene dagli 1,4-dichetoni ideata nel 1884 dai chimici tedeschi Carl Paal e Ludwig Knorr.
Inizialmente messa a punto solo per ottenere il furano, è stata in seguito adattata anche per gli altri due prodotti. Il meccanismo di reazione esatto è rimasto sconosciuto fino agli anni '90.
Per sintetizzare il furano è necessaria una catalisi acida con acido cloridrico o acido solforico, e un agente disidratante (per esempio il cloruro di zinco):
Per sintetizzare il pirrolo oltre all'1,4-dichetone come reagente si utilizza ammoniaca o un'ammina primaria:
Invece per il tiofene come secondo reagente si utilizza il pentasolfuro di fosforo (P2S5):
Meccanismo di reazione La reazione di Paal-Knorr è piuttosto versatile. Al posto delle catene alchiliche indicate nelle immagini come R1 e R2 possono esserci anche idrogeni o gruppi arilici.
Tutte e tre le sintesi vengono condotte a caldo. Furano Uno dei carbonili viene prima protonato dal catalizzatore acido, poi viene attaccato dalla forma enolica del secondo carbonile. Per disidratazione dell'emiacetale ottenuto si ottiene il furano.
Pirrolo Uno dei due carbonili viene attaccato dall'ammina per formare un emiamminale, il cui gruppo amminico attacca l'altro carbonile, formando un derivato del 2,5-diidrossitetraidropirrolo. Infine per disidratazione si ottiene il corrispondente pirrolo. Se al posto di un'ammina si utilizza ammoniaca o idrossido di ammonio si ottiene il pirrolo non N-sostituito.
Tiofene La sintesi del tiofene avviene attraverso un meccanismo molto simile a quella del furano, con l’unica differenza che il dichetone viene prima convertito in tiochetone da un reagente solforante come il P2S5 o il reagente di Lawesson. L’uscita di molecole d’acqua è facilitata dal fatto che gli agenti solforanti sono forti disidratanti.
Note
Voci correlate Chimica dei composti eterociclici
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Paal-Knorr Paal-Knorr, sintesi