Grignard reaktywne przygotowanie, aplikacje, przykłady

On Odczynnik Grignard Jest to rodzina związków organometalicznych, która ma swoją ogólną formułę, w której R reprezentuje rodnik węglowodorów: grupę alkilową, aryl, winyl itp. Tymczasem X reprezentuje halogen: jod, brom lub chlor. Fluor nie jest stosowany w odczynniku Grignarda.

Odczynnik jest winien swojej nazwie swojemu twórcy, francuskiemu chemikowi Victorowi Grignardowi w 1900 roku, czyniąc Nagrodę Nobla w 1912 r. Przygotowuje się go przez reakcję organhalogenu z magnezem, najlepiej w atmosferze azotu.

Ogólny schemat reakcji Grignarda na BR

W tej reakcji eter dietelowy lub tetrahydrofurano (THF) jest zwykle stosowany jako rozpuszczalnik (THF). Tymczasem należy unikać wody, ponieważ silnie reaguje z odczynnikiem Grignarda. Ten odczynnik jest silną zasadą i nukleofilem, to znaczy podczas reakcji rezygnuje z kilku elektronów.

Odczynnik Grignarda reaguje z prawie wszystkimi związkami organicznymi, z wyjątkiem węglowodorów, eterów i trzeciorzędowych amin. Reakcje Grignarda mają na celu syntezę nowych związków poprzez tworzenie nowych wiązań węglowych węglowych.

Reagują również z ukochanymi związkami niektórych metali, tworząc swoje pochodne alkalowe.

[TOC]

Przygotowanie odczynników Grignard

Odczynnik Grignarda i jego reakcje z kilkoma związkami karbonylowymi. Źródło: Calvero przez Wikipedia.

Odczynniki

Odczynniki Grignarda są przygotowywane przez dodanie do organohalogenów (Rx), małych kawałków magnezu. Magnez musi być wcześniej aktywowany, ponieważ jest zwykle prezentowany w postaci taśm pokrytych tlenkiem magnezu, który obezwładnia go w reakcji Grignda.

Rozpuszczalniki i równanie

Przygotowanie wykonuje się w kolbie zawierającej eter dietetylowy lub tetrahydrofurano jako rozpuszczalnik z organhalogenem (RX) i magnezem. Kolba jest obdarzona kondensatorem refluksowym, aby zmniejszyć utratę rozpuszczalnika z powodu parowania.

Może ci służyć: separacja magnetyczna

Składniki mieszaniny ogrzewa się w kąpieli wodnej przez 20 lub 30 minut, a następująca reakcja:

RX +MG → RMGX

Zastosowane rozpuszczalniki muszą być podpisane, to znaczy bez kwaśnych hydrogenów. Należy unikać wody i alkoholi, ponieważ protonują odczynnik Grignarda, powodując jego zniszczenie:

Rmgx +h₂O → Rh +mg (OH) x

Dzieje się tak, ponieważ węgiel odczynnika Grignarda jest bardzo nukleofilem, co prowadzi do tworzenia węglowodorów. Zaleca się również przeprowadzenie reakcji w atmosferze azotu, aby uniknąć działania tlenu.

Odczynnik Grignarda jest wrażliwy na wilgoć i.

Aplikacje

Głównym syntetycznym zastosowaniem odczynnika Grignarda jest jego reakcja ze związkami, które mają grupy karbonylowe do produkcji alkoholu. Tworzenie wiązań węglowych węglowych jest szybkie i egzotermiczne, gdy odczynnik Grignarda reaguje z aldehydem lub cetone.

Reaktywna reakcja Grignard z formaldehydem

Formaldehyd reaguje z odczynnikiem Grignarda, aby powstrzymać pierwotny alkohol. Ta reakcja występuje w dwóch etapach.

W pierwszym etapie formaldehyd reaguje z odczynnikiem Grignarda w obecności rozpuszczalnika eteru dietetycznego, tworząc kompleks formaldehydu i odczynnik Grignarda.

W drugim etapie hydroliza kompleksu przedniego powstaje przez działanie rozcieńczonego kwasu siarkowego (H (H₃ALBO⁺), wytwarzanie pierwotnego alkoholu, który przedstawia dodatkowy węgiel do liczby węgli przedstawionych przez odczynnik Grignarda.

Może ci służyć: anisol: struktura, właściwości, nomenklatura, ryzyko i zastosowania

Aby uprościć reprezentację procesu globalnego, dwa etapy są syntetyzowane w jednym, aby wyglądały tak, jakby pierwotny proces tworzenia alkoholu nastąpił na jednym etapie:

Reakcja między formaldehydem a odczynnikiem Grignarda. Źródło: Gabriel Bolívar przez Chemsketch.

Reakcja reakcji Grignarda z aldehydem

Aldehydy podczas reagowania z odczynnikiem Grignarda pochodzą z alkoholu wtórnego. Równanie jest podobne jak wyżej, z różnicą, że wynikowy wzór alkoholu wynosi r₂Choh.

Reakcja odczynnika Grignard z cetoną

Odczynnik Grignarda podczas reagowania z ketonem pochodzi z trzeciego alkoholu:

Reakcja odczynnika Grignard z cetoną. Źródło: Gabriel Bolívar przez Chemsketch.

Zwróć uwagę, w jaki sposób ten odczynnik jest używany do uzyskania alkoholi z największą liczbą węgli.

Reakcja odczynnika Grignard z esterem

W tej reakcji syntezy ester metylowy i ester etylowy są stosowane częściej. Mol of Ester wymaga dwóch moli odczynnika Grignard. Pierwszy kret Grignarda reaguje z estrem, tworząc halogenid ketonowy i metaximagnesio (CH₂OMGX):

Rmgx +r' -c (o) -och₃    → R' -C (O) -R +CH₂OMGX

Tymczasem drugi kret Grignarda reaguje z ketonem, aby powstać alkohol trzeciorzędowy. Ta reakcja była już reprezentowana na poprzednim obrazie.

Reakcja odczynnika Grignard z epoksydem

W tej reakcji powstaje pierwotny alkohol:

Reakcja między odczynnikiem Grignarda a epoksydem. Źródło: Gabriel Bolívar przez Chemsketch.

Reakcja odczynnika Grignard z dwutlenkiem węgla

Kiedy odczynnik Grignarda reaguje z dwutlenkiem kwasu karboksylowego.

Może ci służyć: Ayaroína

Niektóre z wymienionych tutaj aplikacji były na pierwszym zdjęciu.

Przykłady

Przykład 1

Reakcja bromku etylomagnesycznego z formaldehydem. Źródło: Gabriel Bolívar przez Chemsketch.

Zauważ, że segment etylowy wiąże się z grupą CHO₂ formaldehydu z utworzeniem 1-propanolu, pierwotnego alkoholu.

Przykład 2

Reakcja chlorku Butilmagnesium z etanem. Źródło: Gabriel Bolívar przez Chemsketch.

W tej reakcji powstaje alkohol wtórny: 2-heksanol.

Przykład 3

Reakcja chlorku metylamagnesycznego z Propanona (Cetona). Źródło: Gabriel Bolívar przez Chemsketch.

W tym przykładzie propanon, ponieważ jest to keton, przekształca się w trzeciorzędowy alkohol 3-butanol podczas reakcji z chlorkiem metylamagnesu.

Przykład 4

Reakcja bromku pentilmagnesium z tlenkiem etylenowym (epoksyd). Źródło: Gabriel Bolívar przez Chemsketch.

W tym przykładzie tlenek etylenu reaguje z chlorkiem pentilmagnesum z tworzeniem alkoholu 1-heptanolu.

Inne przykłady reakcji odczynników Grignard

Bromek Arilmagnesium i eter dietetylowy reagują z halogenkiem winylu, RCH = CHX lub R₂C = CHX, aby zsyntetyzować odcinek. Ten związek służy do produkcji gumów, tworzyw sztucznych, materiałów izolacyjnych, rur, pojemników na żywność, części samochodów itp.

Odczynnik Gardarda stosuje się do produkcji tamoksyfenu, leku stosowanego w leczeniu raka piersi.

Bibliografia

1. Morrison, r. T. i Boyd, R, N. (1987). Chemia organiczna. 5. edycja. Redakcja Addison-Wesley Inter-American.
2. Carey f. (2008). Chemia organiczna. (Szósta edycja). MC Graw Hill.
3. Graham Solomons t.W., Craig b. Fryhle. (2011). Chemia organiczna. (10. edycja.). Wiley Plus.
4. Wikipedia. (2020). Odczynnik Grignard. Źródło: w:.Wikipedia.org
5. Clark Jim. (2015). Wprowadzenie do odczynników Grignard. Odzyskane z: chemguide.współ.Wielka Brytania
6. Sudha Korwar. (7 września 2017 r.). Zastosowanie ciągłej reakcji Grignard w przygotowaniu flukonazolu. Chemia Europa. doi.Org/10.1002/ejoc.201701002
7. Seyferth Dietmar. (16 marca 2009 r.). Odczynniki Grignard. Organometalili , 28, 6, 1598-1605. doi.Org/10.1021/OM900088Z. American Chemical Society.