Grignard reaktiv forberedelse, applikasjoner, eksempler

Han Grignard Reagent Det er en familie av organometalliske forbindelser som har som sin generelle formel, der R representerer en radikal hydrokarbon: en alkylgruppe, aryl, vinyl, etc. I mellomtiden representerer X et halogen: jod, brom eller klor. Fluor brukes ikke i Grignards reagens.

Reagenten skylder navnet til sin skaper, den franske kjemikeren Victor Grignard i 1900, og gjorde Nobelprisen i 1912 fortjener for sitt arbeid. Det tilberedes ved reaksjon av et organhalogen med magnesium, helst i en atmosfære av nitrogen.

Generell ordning med Grignards reaksjon for BR

I denne reaksjonen brukes DUTIONL ETHER eller Tetrahydrofurano (THF) vanligvis som et løsningsmiddel (THF). I mellomtiden bør vann unngås, siden det reagerer sterkt med Grignards reagens. Dette reagenset er en sterk base og en nukleofil, det vil si når han reagerer han gir opp et par elektroner.

Grignards reagens reagerer med nesten alle organiske forbindelser, med unntak av hydrokarboner, etere og tertiære aminer. Grignards reaksjoner tar sikte på syntesen av nye forbindelser ved å lage nye karbon-karbonbindinger.

De reagerer også med de halogenerte forbindelsene av visse metaller for å danne alkalderivater.

[TOC]

Grignard reagenspreparat

Grignards reagens og hans reaksjoner med flere karbonylforbindelser. Kilde: Calvero via Wikipedia.

Reagenser

Grignards reagenser tilberedes ved å legge til organohalogenene (RX), små magnesiumstykker. Magnesium må tidligere aktiveres, siden det vanligvis presenteres i form av bånd dekket med magnesiumoksyd, som er udugelig for det som skal brukes i Grignards reaksjon.

Løsningsmidler og ligning

Forberedelsen utføres i en kolbe som inneholder Diety -eter eller tetrahydrofurano som et løsningsmiddel, med organhalogen (Rx) og magnesium. Kolben er utstyrt med en tilbakeløpskondensator, for å redusere tapet av løsningsmidlet på grunn av fordampning.

Kan tjene deg: magnetisk separasjon

Komponentene i blandingen varmes opp i et vannbad i 20 eller 30 minutter, følgende reaksjon oppstår:

RX +MG → RMGX

Brukte løsningsmidler må signeres, det vil si uten sure hydrogener. Vann og alkoholer bør unngås, siden de proton Grignards reagens, og forårsaker ødeleggelse:

RMGX +H₂O → Rh +mg (OH) x

Dette skjer fordi Grignards reagenskarbon er veldig nukleofil, noe som fører til dannelse av et hydrokarbon. Det anbefales også at reaksjonen utføres i en atmosfære av nitrogen, for å unngå virkning av oksygen.

Grignards reagens er følsom for fuktighet og oksygen, så tester av dens gode tilstand utføres, ved bruk av indikatorer på dette, for eksempel menthol, fenantrolin eller 2,2'-biperidin.

applikasjoner

Den viktigste syntetiske anvendelsen av Grignards reagens er dens reaksjon med forbindelser som har karbonylgrupper for alkoholproduksjon. Dannelse av karbon-karbonbinding er rask og eksoterm når Grignards reagens reagerer med et aldehyd eller keton.

Grignard reaktiv reaksjon med formaldehyden

Formaldehyden reagerer med Grignards reagens for å stamme en primær alkohol. Denne reaksjonen forekommer i to stadier.

I det første trinnet reagerer formaldehyden med Grignards reagens i nærvær av kostholdseteroppløsningsmidlet, og danner et formaldehydkompleks og Grignards reagens.

I et andre trinn produseres hydrolyse av det fremre komplekset ved virkning av fortynnet svovelsyre (H₃ENTEN⁺), produserer en primær alkohol som presenterer et ekstra karbon til antall karbonatomer presentert av Grignards reagens.

Det kan tjene deg: Anisol: Struktur, egenskaper, nomenklatur, risikoer og bruksområder

For å forenkle representasjonen av den globale prosessen syntetiseres de to stadiene i ett for å fremstå som om den primære alkoholformasjonsprosessen skjedde i et enkelt trinn:

Reaksjon mellom formaldehydet og et reagens av Grignard. Kilde: Gabriel Bolívar via Chemsketch.

Grignard reaksjonsreaksjon med et aldehyd

Aldehyderene når de reagerer med Grignards reagens, stammer fra en sekundær alkohol. Ligningen er lik som ovenfor, med forskjellen at den resulterende alkoholformelen er r₂Choh.

Grignard reagensreaksjon med en cetona

Grignards reagens når du reagerer med en keton stammer fra en tertiær alkohol:

Grignard reagensreaksjon med en cetona. Kilde: Gabriel Bolívar via Chemsketch.

Legg merke til hvordan dette reagenset brukes til å oppnå alkoholer med det høyeste antallet karbonatomer.

Grignard reagensreaksjon med en ester

I denne synteseaksjonen brukes metylesteren og etylesteren oftere. To mol med Grignard -reagens er påkrevd av mol av esteren. Grignards første føflekk reagerer med esteren, og danner en keton og metaximagnesio halogenid (CH₂OMGX):

RMGX +R' -C (O) -OCH₃    → R' -c (O) -R +CH₂OMGX

I mellomtiden reagerer Grignards andre føflekk med ketonet for å stamme en tertiær alkohol. Denne reaksjonen var allerede representert i forrige bilde.

Grignard reagensreaksjon med epoksyd

I denne reaksjonen dannes en primær alkohol:

Reaksjon mellom Grignards reagens og epoksyd. Kilde: Gabriel Bolívar via Chemsketch.

Grignard reagensreaksjon med karbondioksid

Når Grignards reagens reagerer med karboksylsyredioksid.

Kan tjene deg: Ayaroína

Noen av applikasjonene som er nevnt her var i det første bildet.

Eksempler

Eksempel 1

Etylmagnesiumbromidreaksjon med formaldehyden. Kilde: Gabriel Bolívar via Chemsketch.

Merk at etylsegmentet binder seg til COS -gruppen₂ av formaldehyden for å danne 1-propanol, en primær alkohol.

Eksempel 2

Butilmagnesiumkloridreaksjon med etanal. Kilde: Gabriel Bolívar via Chemsketch.

I denne reaksjonen produseres en sekundær alkohol: 2-heksanol.

Eksempel 3

Metylmagnesiumkloridreaksjon med Propanona (Cetona). Kilde: Gabriel Bolívar via Chemsketch.

I dette eksemplet forvandles propanon, fordi det er en keton, til tertiær alkohol 3-butanol når du reagerer med metylmagnesiumklorid.

Eksempel 4

Pentilmagnesium bromidreaksjon med etylenoksid (epoksyd). Kilde: Gabriel Bolívar via Chemsketch.

I dette eksemplet reagerer etylenoksid med pentilmagnesiumklorid for å danne alkohol 1-heptanol.

Andre eksempler på Grignard reagensreaksjoner

Arilmagnesiumbromid og Diety -eter reagerer med et vinylhalogenid, RCH = CHX eller R₂C = CHX, for å syntetisere strekningen. Denne forbindelsen brukes til å produsere gummi, plast, isolasjonsmaterialer, rør, matbeholdere, bildeler osv.

Gardards reagens brukes til produksjon av tamoxifen, medikament som brukes i behandlingen av brystkreft.

Referanser

1. Morrison, r. T. og Boyd, r, n. (1987). Organisk kjemi. 5. utgave. Redaksjonell Addison-Wesley Inter-American.
2. Carey f. (2008). Organisk kjemi. (Sjette utgave). Mc Graw Hill.
3. Graham Solomons t.W., Craig f. Yngel. (2011). Organisk kjemi. (10. utgave.). Wiley Plus.
4. Wikipedia. (2020). Grignard Reagent. Hentet fra: i.Wikipedia.org
5. Clark Jim. (2015). En introduksjon til Grignard Reagents. Gjenopprettet fra: Chemguide.co.Storbritannia
6. Sudha Korwar. (7. september 2017). Påføring av en kontinuerlig grignard -reaksjon ved fremstilling av flukonazol. Kjemi Europa. gjør jeg.org/10.1002/Ejoc.201701002
7. Seyferth Dietmar. (16. mars 2009). Grignard -reagensene. Organometallicals , 28, 6, 1598-1605. gjør jeg.org/10.1021/OM900088z. American Chemical Society.