Grignard Reactive Preparation, Applications, Exempel

han Grignard -reagens Det är en familj av organometalliska föreningar som har sin allmänna formel, där R representerar ett radikalt kolväte: en alkylgrupp, aryl, vinyl, etc. Samtidigt representerar X en halogen: jod, brom eller klor. Fluor används inte i Grignards reagens.

Reagenset är skyldigt sitt namn till sin skapare, den franska kemisten Victor Grignard 1900, vilket gjorde Nobelpriset 1912 förtjänar för sitt arbete. Det framställs genom reaktion av en organhalogen med magnesium, helst i en atmosfär av kväve.

Allmänt schema för Grignards reaktion för BR

I denna reaktion används vanligtvis dietyletern eller tetrahydrofurano (THF) som lösningsmedel (THF). Under tiden bör vatten undvikas, eftersom det reagerar starkt med Grignards reagens. Detta reagens är en stark bas och en nukleofil, det vill säga när han reagerar ger han upp ett par elektroner.

Grignards reagens reagerar med nästan alla organiska föreningar, med undantag av kolväten, etrar och tertiära aminer. Grignards reaktioner syftar till syntesen av nya föreningar genom att skapa nya kol-kolbindningar.

De reagerar också med de halogenerade föreningarna av vissa metaller för att bilda deras alkalderivat.

[TOC]

Grignard -reagensförberedelse

Grignards reagens och hans reaktioner med flera karbonylföreningar. Källa: Calvero via Wikipedia.

Reagens

Grignards reagens framställs genom att lägga till organohalogenerna (Rx), små bitar av magnesium. Magnesium måste tidigare aktiveras, eftersom det vanligtvis presenteras i form av band täckta med magnesiumoxid, vilket oförmöget ska användas i Grignards reaktion.

Lösningsmedel och ekvation

Beredningen utförs i en kolv som innehåller dietyleter eller tetrahydrofurano som lösningsmedel, med organhalogen (Rx) och magnesium. Kolven är utrustad med en återflödeskondensor för att minska förlusten av lösningsmedlet på grund av avdunstning.

Kan tjäna dig: magnetisk separering

Komponenterna i blandningen värms upp i ett vattenbad i 20 eller 30 minuter, följande reaktion inträffar:

Rx +mg → rmgx

Använda lösningsmedel måste undertecknas, det vill säga utan sura hydrogener. Vatten och alkoholer bör undvikas, eftersom de Proton Grignards reagens, vilket orsakar dess förstörelse:

Rmgx +h₂O → RH +MG (OH) x

Detta inträffar eftersom Grignards reagens kol är mycket nukleofil, vilket leder till bildandet av ett kolväte. Det rekommenderas också att reaktionen genomförs i en atmosfär av kväve för att undvika syre.

Grignards reagens är känsligt för fukt och syre, så tester av dess goda tillstånd utförs med indikatorer på detta, såsom menthol, fenantrolin eller 2,2'-biperidin.

Ansökningar

Den huvudsakliga syntetiska tillämpningen av Grignards reagens är dess reaktion med föreningar som har karbonylgrupper för alkoholproduktion. Kolkolbindningsbildning är snabb och exoterm när Grignards reagens reagerar med en aldehyd eller keton.

Grignard reaktiv reaktion med formaldehyden

Formaldehyden reagerar med Grignards reagens för att komma från en primär alkohol. Denna reaktion inträffar i två steg.

I det första steget reagerar formaldehyden med Grignards reagens i närvaro av diet -eterlösningsmedlet och bildar ett formaldehydkomplex och Grignards reagens.

I ett andra steg produceras hydrolys av det främre komplexet genom verkan av utspädd svavelsyra (h₃ANTINGEN⁺), producerar en primär alkohol som ger ett extra kol till antalet kol som presenteras av Grignard's Reagent.

Det kan tjäna dig: Anisol: Struktur, egenskaper, nomenklatur, risker och användningar

För att förenkla representationen av den globala processen syntetiseras de två stadierna i en för att visas som om den primära alkoholbildningsprocessen inträffade i ett enda steg:

Reaktion mellan formaldehyden och ett reagens av Grignard. Källa: Gabriel Bolívar via Chemsketch.

Grignard -reaktionsreaktion med en aldehyd

Aldehyderna när de reagerar med Grignards reagens har sitt ursprung i en sekundär alkohol. Ekvationen är liknande som ovan, med skillnaden att den resulterande alkoholformeln är R₂Choh.

Grignard -reagensreaktion med en Cetona

Grignards reagens när man reagerar med en keton har sitt ursprung en tertiär alkohol:

Grignard -reagensreaktion med en Cetona. Källa: Gabriel Bolívar via Chemsketch.

Lägg märke till hur detta reagens används för att få alkoholer med det högsta antalet kolhydrater.

Grignard -reagensreaktion med en ester

I denna syntesreaktion används metylester och etylester oftare. Två mol Grignard -reagens krävs av Mol of Ester. Grignards första mullvad reagerar med estern och bildar en keton och metaximagnesio halogenid (CH₂Omgx):

Rmgx +r' -c (o) -och₃    → R' -C (O) -R +CH₂Omgx

Samtidigt reagerar Grignards andra mullvad med ketonen för att komma från en tertiär alkohol. Denna reaktion representerades redan i föregående bild.

Grignard -reagensreaktion med epoxid

I denna reaktion bildas en primär alkohol:

Reaktion mellan Grignards reagens och epoxid. Källa: Gabriel Bolívar via Chemsketch.

Grignard -reagensreaktion med koldioxid

När Grignards reagens reagerar med karboxylsyradioxid.

Kan tjäna dig: ayaroína

Några av de applikationer som nämns här var i den första bilden.

Exempel

Exempel 1

Etylmagnesiumbromidreaktion med formaldehyden. Källa: Gabriel Bolívar via Chemsketch.

Observera att etylsegmentet binder till Cho -gruppen₂ av formaldehyden för att bilda 1-propanol, en primär alkohol.

Exempel 2

Butilmagnesiumkloridreaktion med etanal. Källa: Gabriel Bolívar via Chemsketch.

I denna reaktion produceras en sekundär alkohol: 2-hexanol.

Exempel 3

Metylmagnesiumkloridreaktion med propanona (Cetona). Källa: Gabriel Bolívar via Chemsketch.

I det här exemplet förvandlas propanon, eftersom det är en keton, förvandlas till tertiär alkohol 3-butanol när man reagerar med metylmagnesiumklorid.

Exempel 4

Pentilmagnesiumbromidreaktion med etenoxid (epoxid). Källa: Gabriel Bolívar via Chemsketch.

I detta exempel reagerar etenoxid med pentilmagnesiumklorid för att bilda alkohol 1-heptanol.

Andra exempel på Grignard -reagensreaktioner

Arilmagnesiumbromiden och dietyleter reagerar med en vinylhalogenid, RCH = CHX eller R₂C = CHX, för att syntetisera sträckan. Denna förening används för att tillverka gummi, plast, isolerande material, rör, matbehållare, bildelar etc.

Gardards reagens används vid produktion av tamoxifen, läkemedel som används vid behandling av bröstcancer.

Referenser

1. Morrison, r. T. och Boyd, R, N. (1987). Organisk kemi. Femte upplagan. Redaktör Addison-Wesley Inter-American.
2. Carey f. (2008). Organisk kemi. (Sjätte upplagan). MC Graw Hill.
3. Graham solomons t.W., Craig b. Fryhle. (2011). Organisk kemi. (10: e upplagan.). Wiley Plus.
4. Wikipedia. (2020). Grignard -reagens. Hämtad från: i.Wikipedia.org
5. Clark Jim. (2015). En introduktion till Grignard -reagens. Återhämtat sig från: Chemguide.co.Storbritannien
6. Sudha Korwar. (7 september 2017). Tillämpningen av en kontinuerlig Grignard -reaktion vid framställning av flukonazol. Kemi Europa. doi.org/10.1002/ejoc.201701002
7. Seyferth Dietmar. (16 mars 2009). Grenardreagensen. Organometallical , 28, 6, 1598-1605. doi.org/10.1021/OM900088Z. American Chemical Society.