Grignard Reactive Preparation, Toepassingen, voorbeelden

Hij Grignard -reagens Het is een familie van organometallische verbindingen die zijn algemene formule heeft, waarbij r een radicale koolwaterstof vertegenwoordigt: een alkylgroep, aryl, vinyl, enz. Ondertussen vertegenwoordigt X een halogeen: jodium, broom of chloor. Fluor wordt niet gebruikt in het reagens van Grignard.

Het reagens is zijn naam te danken aan zijn maker, de Franse chemicus Victor Grignard in 1900, waardoor de Nobelprijs in 1912 verdient voor zijn werk. Het wordt bereid door reactie van een organhalogeen met magnesium, bij voorkeur in een atmosfeer van stikstof.

Algemeen schema van Grignard's reactie voor de BR

In deze reactie wordt de Dietyl Ether of Tetrahydrofurano (THF) meestal gebruikt als een oplosmiddel (THF). Ondertussen moet water worden vermeden, omdat het sterk reageert met Grignard's reagens. Dit reagens is een sterke basis en een nucleofiel, dat wil zeggen wanneer hij reageert, geeft hij een paar elektronen op.

Het reagens van Grignard reageert met bijna alle organische verbindingen, met uitzondering van koolwaterstoffen, ethers en tertiaire amines. Grignard's reacties zijn gericht op de synthese van nieuwe verbindingen door nieuwe koolstof-koolstofbindingen te creëren.

Ze reageren ook met de gehalogeneerde verbindingen van bepaalde metalen om hun alkale derivaten te vormen.

[TOC]

Grignard -reagensvoorbereiding

Grignard's reagens en zijn reacties met verschillende carbonylverbindingen. Bron: Calvero via Wikipedia.

Reagentia

De reagentia van Grignard worden bereid door toe te voegen aan de organohalogenen (RX), kleine stukjes magnesium. Magnesium moet eerder worden geactiveerd, omdat het meestal wordt gepresenteerd in de vorm van tapes bedekt met magnesiumoxide, dat het niet kan gebruiken om te worden gebruikt in de reactie van Grignard.

Oplosmiddelen en vergelijking

De bereiding wordt uitgevoerd in een kolf met Dietyl Ether of Tetrahydrofurano als oplosmiddel, met organhalogeen (RX) en magnesium. De kolf is begiftigd met een refluxcondensor, om het verlies van het oplosmiddel door verdamping te verminderen.

Kan u van dienst zijn: magnetische scheiding

De componenten van het mengsel worden 20 of 30 minuten in een waterbad verwarmd, de volgende reactie:

Rx +mg → rmgx

Gebruikte oplosmiddelen moeten worden ondertekend, dat wil zeggen zonder zure hydrogenen. Water en alcoholen moeten worden vermeden, omdat ze het reagens van Proton Grignard zijn, waardoor de vernietiging ervan wordt veroorzaakt:

RMGX +H₂O → RH +MG (OH) X

Dit gebeurt omdat Grignard's reagenskoolstof erg nucleofiel is, wat leidt tot de vorming van een koolwaterstof. Het wordt ook aanbevolen dat de reactie wordt uitgevoerd in een atmosfeer van stikstof, om de werking van zuurstof te voorkomen.

Het reagens van Grignard is gevoelig voor vocht en zuurstof, dus tests van de goede staat worden uitgevoerd, met behulp van indicatoren hiervan, zoals menthol, fenantroline of 2.2'-biperidine.

Toepassingen

De belangrijkste synthetische toepassing van het reagens van Grignard is de reactie met verbindingen met carbonylgroepen voor alcoholproductie. De vorming van koolstof-koolstofbinding is snel en exotherme wanneer het reagens van Grignard reageert met een aldehyde of ceton.

Grignard reactieve reactie met de formaldehyde

De formaldehyde reageert met het reagens van Grignard om een ​​primaire alcohol te ontstaan. Deze reactie treedt op in twee fasen.

In de eerste fase reageert de formaldehyde met Grignard's reagens in aanwezigheid van het voedingsetheroplosmiddel, waardoor een formaldehydecomplex wordt gevormd en het reagens van Grignard.

In een tweede fase wordt hydrolyse van het voorste complex geproduceerd door de werking van verdund zwavelzuur (h₃OF⁺), het produceren van een primaire alcohol die een extra koolstof presenteert aan het aantal koolstofatomen gepresenteerd door Grignard's reagens.

Het kan u van dienst zijn: anisol: structuur, eigenschappen, nomenclatuur, risico's en gebruik

Om de weergave van het globale proces te vereenvoudigen, worden de twee fasen in één gesynthetiseerd om te verschijnen alsof het primaire alcoholvormingsproces in een enkele fase plaatsvond:

Reactie tussen het formaldehyde en een reagens van Grignard. Bron: Gabriel Bolívar via Chemsketch.

Grignard -reactiereactie met een aldehyde

De aldehydes bij het reageren met het reagens van Grignard zijn ontstaan ​​aan een secundaire alcohol. De vergelijking is vergelijkbaar zoals hierboven, met het verschil dat de resulterende alcoholformule r is₂Koheren.

Grignard -reagensreactie met een cetona

Het reagens van Grignard bij het reageren met een keton is een tertiaire alcohol:

Grignard -reagensreactie met een cetona. Bron: Gabriel Bolívar via Chemsketch.

Merk op hoe dit reagens wordt gebruikt om alcoholen te verkrijgen met het hoogste aantal koolstofatomen.

Grignard -reagensreactie met een ester

In deze synthesiereactie worden de methylester en ethylester vaker gebruikt. Twee mol Grignard -reagens zijn vereist door mol ester. Grignard's eerste mol reageert met de ester en vormt een keton en metaximagnesio halogenide (CH₂Omgx):

Rmgx +r' -c (o) -och₃    → r' -c (o) -r +ch₂OMGX

Ondertussen reageert Grignard's tweede mol met de keton om een ​​tertiaire alcohol te ontstaan. Deze reactie was al weergegeven in het vorige beeld.

Grignard -reagensreactie met epoxide

In deze reactie wordt een primaire alcohol gevormd:

Reactie tussen Grignard's reagens en epoxide. Bron: Gabriel Bolívar via Chemsketch.

Grignard -reagensreactie met koolstofdioxide

Wanneer het reagens van Grignard reageert met carbonzuurdioxide.

Kan u van dienst zijn: ayaroína

Sommige van de hier genoemde toepassingen waren in de eerste afbeelding.

Voorbeelden

voorbeeld 1

Ethylmagnesiumbromide -reactie met de formaldehyde. Bron: Gabriel Bolívar via Chemsketch.

Merk op dat het ethylsegment bindt aan de CHO -groep₂ van de formaldehyde om de 1-propanol te vormen, een primaire alcohol.

Voorbeeld 2

Butilmagnesium -chloride -reactie met Ethanal. Bron: Gabriel Bolívar via Chemsketch.

In deze reactie wordt een secundaire alcohol geproduceerd: 2-hexanol.

Voorbeeld 3

Methylmagnesiumchloride -reactie met propanona (Cetona). Bron: Gabriel Bolívar via Chemsketch.

In dit voorbeeld transformeert propanon, omdat het een keton is, in tertiaire alcohol 3-butanol bij het reageren met methylmagnesiumchloride.

Voorbeeld 4

Pentilmagnesium bromide -reactie met ethyleenoxide (epoxide). Bron: Gabriel Bolívar via Chemsketch.

In dit voorbeeld reageert ethyleenoxide met pentilmagnesiumchloride om alcohol 1-heptanol te vormen.

Andere voorbeelden van Grignard -reagensreacties

Het arilmagnesiumbromide en Dietyl ether reageren met een vinylhalide, rCH = chx of r₂C = chx, om het stretch te synthetiseren. Deze verbinding wordt gebruikt om rubbers, kunststoffen, isolerende materialen, leidingen, voedselcontainers, auto -onderdelen, etc. te produceren.

Gardard's reagens wordt gebruikt bij de productie van tamoxifen, medicijn gebruikt bij de behandeling van borstkanker.

Referenties

1. Morrison, r. T. en Boyd, R, n. (1987). Organische chemie. 5e editie. Redactionele addison-wesley inter-Amerikaan.
2. Carey F. (2008). Organische chemie. (Zesde editie). MC Graw Hill.
3. Graham Solomons T.W., Craig B. Friteuse. (2011). Organische chemie. (10e editie.)). Wiley Plus.
4. Wikipedia. (2020). Grignard -reagens. Opgehaald uit: in.Wikipedia.borg
5. Clark Jim. (2015). Een inleiding tot Grignard -reagentia. Hersteld van: chemguide.co.Uk
6. Sudha Korwar. (7 september 2017). De toepassing van een continue Grignard -reactie bij de bereiding van fluconazol. Chemie Europe. doen.org/10.1002/EJOC.201701002
7. Seyferth Dietmar. (16 maart 2009). De Grignard -reagentia. Organometallicals , 28, 6, 1598-1605. doen.org/10.1021/OM900088Z. American Chemical Society.