Grignardova reaktívna príprava, aplikácie, príklady

On Grignard Reagent Je to rodina organometalických zlúčenín, ktorá má ako svoj všeobecný vzorec, kde R predstavuje radikálny uhľovodík: alkylovú skupinu, aryl, vinyl atď. Medzitým X predstavuje halogén: jód, bróm alebo chlór. Fluór sa nepoužíva v Grignardovom činidle.

Čatožstvo dlhuje svojmu názvu svojmu Stvoriteľovi, francúzskemu chemikovi Victorovi Grignardovi v roku 1900, takže Nobelova cena v roku 1912 si zaslúži za svoju prácu. Pripravuje sa reakciou organhalogénu s horčíkom, výhodne v atmosfére dusíka.

Všeobecná schéma Grignardovej reakcie na BR

V tejto reakcii sa dityl éter alebo tetrahydrofurano (THF) zvyčajne používa ako rozpúšťadlo (THF). Medzitým by sa malo vyhnúť vode, pretože silne reaguje s Grignardovým činidlom. Toto činidlo je silnou základňou a nukleofilom, to znamená, keď reaguje, vzdá sa niekoľkých elektrónov.

Grignard's Reagent reaguje s takmer všetkými organickými zlúčeninami, s výnimkou uhľovodíkov, éterov a terciárnych amínov. Grignardove reakcie sa zameriavajú na syntézu nových zlúčenín vytvorením nových väzieb uhlíka a uhlíka.

Reagujú tiež s halogénovanými zlúčeninami určitých kovov, aby vytvorili svoje alkal deriváty.

[TOC]

Príprava činidla Grignard

Grignard's Reagent a jeho reakcie s niekoľkými karbonylovými zlúčeninami. Zdroj: Calvero cez Wikipedia.

Činidlá

Grignardove reagencie sa pripravujú pridaním organohalogénov (RX), malých kúskov horčíka. Horčík musí byť predtým aktivovaný, pretože je zvyčajne prezentovaný vo forme pásky pokrytých oxidom horečnatého, ktorý ho nespôsobuje, aby sa použil v Grignardovej reakcii.

Rozpúšťadlá a rovnica

Príprava sa vykonáva v banke obsahujúcej dityl éter alebo tetrahydrofurano ako rozpúšťadlo, s organhalogénom (RX) a horčíkom. Banka je vybavená refluxným kondenzátorom, aby sa znížila strata rozpúšťadla v dôsledku odparovania.

Môže vám slúžiť: magnetické oddelenie

Zložky zmesi sa zahrievajú vo vodnom kúpeli po dobu 20 alebo 30 minút, pričom sa vyskytuje nasledujúca reakcia:

Rx +mg → rmgx

Použité rozpúšťadlá musia byť podpísané, to znamená bez kyslých vodíkov. Malo by sa vyhnúť vode a alkoholu, pretože protón Grignard's Reagent, čo spôsobuje jeho zničenie:

RMGX +H₂O → RH +mg (OH) x

K tomu dochádza, pretože Grignard's Reagent Carbon je veľmi nukleofil, čo vedie k tvorbe uhľovodíka. Odporúča sa tiež, aby sa reakcia vykonala v atmosfére dusíka, aby sa predišlo pôsobeniu kyslíka.

Grignardovo činidlo je citlivé na vlhkosť a kyslík, takže sa vykonávajú testy jeho dobrého stavu, pomocou indikátorov, ako je mentol, fenantrolín alebo 2,2'-biperidín.

Žiadosti

Hlavnou syntetickou aplikáciou Grignardovho činidla je jeho reakcia so zlúčeninami, ktoré majú karbonylové skupiny na produkciu alkoholu. Tvorba väzieb uhlíka a uhlíka je rýchla a exotermická, keď Grignardovo činidlo reaguje s aldehydom alebo cetónom.

Grignard reaktívna reakcia s formaldehydom

Formaldehyd reaguje s Grignardovým činidlom, aby vznikol primárny alkohol. Táto reakcia sa vyskytuje v dvoch fázach.

V prvej fáze formaldehyd reaguje s Grignardovým činidlom v prítomnosti rozpúšťadla éteru, ktorý tvorí formaldehydový komplex a Grignardovo činidlo.

V druhej fáze sa hydrolýza predného komplexu vyrába pôsobením zriedenej kyseliny sulfurovej (H₃Ani⁺), produkujúce primárny alkohol, ktorý predstavuje ďalší uhlík pre počet uhlíkov, ktoré predložil Grignard's Reagent.

Môže vám slúžiť: anizol: štruktúra, vlastnosti, nomenklatúra, riziká a použitia

Na zjednodušenie reprezentácie globálneho procesu sa tieto dve fázy syntetizujú v jednom, aby sa objavili, akoby sa primárny proces tvorby alkoholu vyskytol v jednej fáze:

Reakcia medzi formaldehydom a činidlom Grignard. Zdroj: Gabriel Bolívar cez Chemsketch.

Grignardova reakčná reakcia s aldehydom

Aldehydy pri reagovaní s Grignardovým činidlom pochádzajú zo sekundárneho alkoholu. Rovnica je podobná ako vyššie, s rozdielom, že výsledný alkoholový vzorec je r₂Hanba.

Reakcia Grignard Reagent s Cetona

Grignard's Reagent Pri reagovaní s ketónom pochádza z terciárneho alkoholu:

Reakcia Grignard Reagent s Cetona. Zdroj: Gabriel Bolívar cez Chemsketch.

Všimnite si, ako sa toto činidlo používa na získanie alkoholov s najvyšším počtom uhlíkov.

Grignard Reagent Reakcia s esterom

V tejto syntéznej reakcii sa metylester a etylester používajú častejšie. Mol of Ester sú potrebné dva móly Grignardského činidla. Grignardov prvý krtek reaguje s esterom a vytvára halogenid ketónu a metaximagnesio (ch₂Omgx):

Rmgx +r' -c (o) -och₃    → r' -c (o) -r +ch₂Omgx

Medzitým Grignardov druhý krtek reaguje s ketónom, aby vznikol terciárny alkohol. Táto reakcia bola už reprezentovaná na predchádzajúcom obrázku.

Reakcia Grignard Reagent s epoxidom

V tejto reakcii sa vytvorí primárny alkohol:

Reakcia medzi Grignardovým činidlom a epoxidom. Zdroj: Gabriel Bolívar cez Chemsketch.

Reakcia Grignard Reagent s oxidom uhličitým

Keď Grignard's Reagent reaguje s oxidom kyseliny karboxylovej kyseliny.

Môže vám slúžiť: ayaroína

Niektoré z tu uvedených aplikácií boli na prvom obrázku.

Príklady

Príklad 1

Reakcia etylmagnesiumbromidu s formaldehydom. Zdroj: Gabriel Bolívar cez Chemsketch.

Všimnite si, že etylový segment sa viaže na skupinu CHO₂ formaldehydu za vzniku 1-propanolu, primárneho alkoholu.

Príklad 2

Reakcia chloridu chloridu Butilmagnesium s Ethanalom. Zdroj: Gabriel Bolívar cez Chemsketch.

V tejto reakcii sa vyrába sekundárny alkohol: 2-hexanol.

Príklad 3

Reakcia chloridu metylmagnesium s propanónom (Cetona). Zdroj: Gabriel Bolívar cez Chemsketch.

V tomto príklade propanón, pretože je ketón, sa pri reagovaní s metylmagnénom chloridom transformuje na terciárny alkohol 3-butanol.

Príklad 4

Pentilmagnesium Bromid Reakcia s etylénoxidom (epoxid). Zdroj: Gabriel Bolívar cez Chemsketch.

V tomto príklade etylénoxid reaguje s pentilmagnesiumchloridom za vzniku alkoholu 1-heptanolu.

Ďalšie príklady reakcií Grignard Reagent

Arilmagnesium Bromid a dityl éter reagujú s vinylhalogačným vinylom, RCH = CHX alebo R₂C = CHX, na syntézu úseku. Táto zlúčenina sa používa na výrobu gumov, plastov, izolačných materiálov, potrubí, nádob na potraviny, častí automobilov atď.

Gardard's Reagent sa používa pri výrobe tamoxifénu, liečiva používaného pri liečbe rakoviny prsníka.

Odkazy

1. Morrison, r. Tón. a Boyd, R, N. (1987). Organická chémia. 5. 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. vydanie.). Wiley Plus.
4. Wikipedia. (2020). Grignard Reagent. Zdroj: In.Wikipedia.orgán
5. Clark Jim. (2015). Úvod do Grignard Reagents. Získané z: Chemguide.co.Uk
6. Sudha Korwar. (7. september 2017). Aplikácia kontinuálnej reakcie Grignard pri príprave flukonazolu. Chémia Európa. doi.org/10.1002/ejoc.201701002
7. Seyferth Dietmar. (16. marca 2009). Grignard Reagents. Organometallika , 28, 6, 1598-1605. doi.org/10.1021/om900088z. Americká chemická spoločnosť.