Cannizzaro reakčné charakteristiky, mechanizmy, príklady

Ten Reakcia Je to samopyxidácia redukcia, ktorú utrpeli neinlazibilné aldehydy v silne základnom prostredí. Dá sa povedať, že ide o alternatívnu reakciu na aldolovú kondenzáciu a zvyčajne je nežiaduca, pokiaľ ide o organickú syntézu, kde sa formaldehyd zúčastňuje.

Túto reakciu objavil taliansky chemik Stanislao Cannizzaro, ktorý v roku 1853 zmiešal benzaldehyd s Potassou, K₂Co₃, Získanie benzylalkoholu a benzoátu draselného. Potom sa opakovala rovnaká reakcia, ale pomocou ešte viac základných látok, ako sú hydroxidy sodíka a draselného.

Rovnica a mechanizmus pre kanizzaro reakciu benzaldehydu. Zdroj: KrishnaVedala / verejná doména

Vynikajúci obraz ukazuje reakciu kanizzaro na benzaldehyd, najjednoduchší zo všetkých aromatických aldehydov. Dva benzaldehydové molekuly, ktoré sú v silne základnom prostredí, spôsobujú zmes benzoátových a benzylkoholových iónov. To znamená, že reakcia vedie k zmesi soli kyseliny karboxylovej a primárneho alkoholu.

Preto je výťažok reakcie v zásade 50%, pretože polovica pozostáva z jednej soli a druhá polovica zodpovedá alkoholu. Táto 100% stupnica sa však dáva, pokiaľ ide o reakciu Crusade Cannizzaro; To je ten, ktorý sa vyskytuje medzi dvoma rôznymi aldehydmi.

[TOC]

Charakteristika a podmienky

Neprítomnosť hydrogénov Alfas

Aby bola možná reakcia Cannizzaro, príslušný aldehyd musí chýbať vodík alfa. To znamená, že atóm uhlíka v susedstve karbonylovej skupiny by nemal mať žiadne spojenie s atómom vodíka: r₃C-C = O.

V prípade benzaldehydu, ak je pozorovaná väzba C-Christ.

Môže vám slúžiť: elastické materiály

Základnosť

Reakcia Cannizzaro sa uskutočňuje v silne základných médiách, ktoré sa všeobecne poskytuje hydroxidmi sodíka a draselného vo vodných alebo alkoholických roztokoch.

Teplota

Reakcia Cannizzaro na formaldehyd sa koná pri izbovej teplote. Avšak pre všetky ostatné aldehydy je potrebné zahriať reakčnú zmes. Teplota sa teda môže pohybovať medzi 50-70 ° C, v závislosti od roztoku a aldehydu.

Redukcia autoxidácie

Aldehyd v reakcii Cannizzaro utrpí redukciu seba samého. To znamená, že molekula aldehydu sa oxiduje a zároveň znižuje molekulu iného suseda. Výsledkom je, že samotný rozlíšenie aldehydu spôsobí soľ karboxylovej (oxidovanej) kyseliny a primárneho (zníženého) alkoholu (zníženého).

Mechanizmy

Všeobecný mechanizmus reakcie v kannizzaro. Zdroj: Roshan220195 v anglickej Wikipedia / verejnej doméne

Na prvom obrázku pre Cannizzaro reakciu benzaldehydu ukázal jeho mechanizmus. Táto časť vysvetlí dva základné kroky tohto mechanizmu založené na reakcii pre všetky aldehydy všeobecne (vynikajúci obraz).

Krok 1

Oh ióny^- Zo základného prostredia vykonávajú nukleofilný útok na molekulu aldehydu. Pritom sa vytvorí tetraedrálny sprostredkovateľ (právo od prvého riadku). Tento prvý krok je reverzibilný, takže sprostredkovateľ sa môže opäť zbaviť počiatočných reagencií.

Krok 2

Druhý krok mechanizmu zahŕňa takzvanú autoxidačnú redukciu. U sprostredkovateľa kroku 1 sa spojenie C = o tvorí za cenu migrácie hydridového iónu, h^-, Do inej molekuly aldehydu. Prvá molekula teda oxiduje, zatiaľ čo druhý vyhrá to h^-, to znamená, že sa to zníži.

Môže vám slúžiť: Zákon viacerých rozmerov

Tu už máme kyselinu karboxylovú a alcoxid (pravý druhý riadok). Medzi nimi je výmena iónov HSHES⁺, Kyselina karboxylová a alkohol.

Nakoniec máme karboxylát. A máme tiež primárny alkohol.

Krížová výprava

Doteraz sa hovorilo o reakcii kanizzaro medzi dvoma molekulami toho istého aldehydu. Táto reakcia môže tiež prejsť medzi dvoma rôznymi molekulami aldehydov; Najmä ak jeden z nich pozostáva z formaldehydu. Hovoríme teda o reakcii Cruzada Cannizzaro, ktorej všeobecná chemická rovnica je nižšie:

Archo + HCHO → Arch₂OH + HCOO^-Nat⁺

Reakcia Cruzada Cannizzaro je medzi aromatickým aldehydom, oblúk.

Nižšie je uvedený príklad reakcie Cruzada Cruzada del Anisaldehyd:

Rovnica pre reakciu Cruzada Cruzada del Anisaldehyd. Zdroj: Gabriel Bolívar cez Chemsketch.

Všimnite si, že formujúci ión sa bude vždy tvoriť, pretože odvodzuje z kyseliny mravčej, hcOOH, najslabšej kyseliny, a preto, ktorá sa vyskytuje prevažne. Táto reakcia predstavuje syntetickú cestu na syntézu aromatických alkoholov z aromatických aldehydov bez potreby používať redukčné činidlá.

Príklady

Ďalej a nakoniec sa zobrazí niekoľko príkladov reakcie Cannizzaro.

Príklad 1

Chemická rovnica pre kanizzaro reakciu formaldehydu. Zdroj: Gabriel Bolívar cez Chemsketch.

Dva formaldehydové molekuly sa nerozlišujú, aby sa vytvorili formovanie a metanolový ión. Táto reakcia sa vyskytuje pri teplote miestnosti, takže formaldehyd by sa nemal zmiešať so silne základným roztokom, ak sa má použiť na syntézu.

Môže vám slúžiť: 10 príkladov nepolárnych kovalentných odkazov

Príklad 2

Rovnica pre reakciu Cannizzaro M-Clorobenzaldehydu. Zdroj: Gabriel Bolívar cez Chemsketch.

V tejto reakcii dve molekuly z m-Chlórbenzaldehyd sú disproporcie v zmesi m-chlórbenzoát, karboxylová soľ a alkohol m-Chlórbenzén, primárny alkohol.

Očakáva sa, že táto reakcia vyžaduje viac teploty a trvá trochu dlhšie, pretože ide o väčšie molekuly ako v prípade formaldehydu.

Príklad 3

Rovnica pre reakciu Cannizzaro 3,4-dimetoxibenzaldehydu. Zdroj: Gabriel Bolívar cez Chemsketch.

3,4-dimetoxibenzaldehyd. Všimnite si, že táto reakcia potrebuje teplotu 65 ° C. Pamätajte, že aromatický alkohol sa bude vždy tvoriť v prípade reakcie Cruzada Cannizzaro s formaldehydom.

Príklad 4

Rovnica pre reakciu p-nitrobenzaldehydu pre Cannizzaro. Zdroj: Gabriel Bolívar cez Chemsketch.

Dve molekuly p-Nitrobenzaldehyd je neprimeraný, aby vznikol zmes alkoholu p-nitrobencel a soľ p-Nitrobenzoát sodný. Táto reakcia opäť predstavuje syntetickú cestu k získaniu uvedeného aromatického primárneho alkoholu.

Prvým príkladom, ktorý benzaldehydu, je najznámejší vo výučbových laboratóriách organickej chémie, pretože sa používa na predstavenie koncepcie reakcie Cannizzaro na študentov.

Je však zrejmé, že možné príklady môžu byť nespočetné, ak sa uvažuje o aromatickom aldehyde. Alebo akýkoľvek iný aldehyd bez hydrogénov Alfas.

Odkazy

1. Morrison, r. Tón. a Boyd, R, N. (1987). Organická chémia. 5^{ubytovať sa} Vydanie. Redakčný Addison-Wesley Inter-American.
2. Carey F. (2008). Organická chémia. (Šieste vydanie). MC Graw Hill.
3. Graham Solomons t.W., Craig B. Fryhle. (2011). Organická chémia. (10^thVydanie.). Wiley Plus.
4. Wikipedia. (2020). Reakcia Canizzaro. Zdroj: In.Wikipedia.orgán
5. Laura Foist. (2020). Reakcia Canizzaro: Mechanizmus a príklad. Štúdium. Získané z: štúdie.com
6. Elsevier B.Vložka. (2020). Reakcia Canizzaro. Vedecký. Zdroj: ScienceDirect.com
7. HelMestine, Anne Marie, PH.D. (11. februára 2020). Cannizzaro reakcia v organickej chémii. Zotavené z: Thoughtco.com