Reakcja Grignarda w encyklopedii
Z Wikipedii, wolnej encyklopedii Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwaniaReakcja Grignarda – reakcja chemiczna stosowana powszechnie w chemii organicznej, w której związek metaloorganiczny o ogólnym wzorze RMgX (X = chlor, brom, jod, R = grupa alkilowa) reaguje z dowolnym związkiem o własnościach elektrofilowych. Wspomniane związki metaloorganiczne to tzw. związki Grignarda. Reakcja ta została odkryta przez Victora Grignarda.
Związki Grignarda jako niezwykle reaktywne ulegają addycji elektrofilowej do w zasadzie każdego związku zawierającego wiązanie podwójne między węglem a innym heteroatomem, włączając w to związki karbonylowe, iminy i nitryle. Nie reagują natomiast ze związkami aromatycznymi.
Mechanizm reakcji | edytuj kod
Ogólny schemat reakcji:
A=CR1R2 + R3MgX → X-Mg-A-CR1R2R3gdzie R = to dowolna grupa alkilowa lub alkoksylowa, X = atom halogenu, A = dowolny heteroatom (np.: tlen, azot, krzem, siarka, fosfor)
Schemat reakcji na przykładzie związku z grupą karbonylową:
Addycja związku magnezoorganicznego do grupy karbonylowej przebiega zazwyczaj poprzez stan przejściowy o strukturze 6-członowego pierścienia:
Jednakże w przypadku związków magnezoorganicznych o dużej zawadzie przestrzennej możliwy jest także mechanizm oparty na transferze pojedynczego elektronu. Powstały związek przejściowy jest dość silna zasadą. Zobojętnia się go za pomocą dowolnego silniejszego kwasu, np. wody:
X-Mg-A-CR1R2R3 + H2O → HA-CR1R2R3 + Mg(OH)XZwiązki Grignarda są w istocie bardzo silnymi zasadami (znacznie silniejszymi od NaOH). Można je również traktować jako sole bardzo słabych kwasów alkanów. Dlatego też reagują one z wodą jak silna zasada z silnym kwasem w wyniku którego uwalniany jest alkan:
RMgX + H2O → RH + MgX(OH)
Reakcję te wykorzystuje się do otrzymywania deuterowanych i trytowanych odczynników:
RMgX + D2O → RD + MgX(OD)
Zastosowania | edytuj kod
Najczęstsze przykłady zastosowania reakcji Grignarda to:
- Reakcja ze związkami karbonylowymi
- Reakcja z iminami
- Reakcja z nitrylami
Obecnie reakcje związków magnezoorganicznych odgrywają znaczącą rolę w syntezie organicznej, największe zastosowanie ma addycja związków magnezoorganicznych do grupy karbonylowej:
Ponadto związki Grignarda reagują także z innymi elektrofilami:
Związki Grignarda mogą także posłużyć do formowania wiązań węgiel-heteroatom, co znajduje zastosowanie w otrzymywaniu związków fosforoorganicznych, boroorganicznych i cynoorganicznych.
Pomimo że reakcja Grignarda jest stosowana na ogromną skalę w syntezie organicznej oraz w przemyśle, to ma ona jednak poważne wady:
- wysokie wymagania co do jakości rozpuszczalnika używanego do otrzymywania związków Grignarda, który musi być praktycznie całkowicie bezwodny, aby reakcja zaszła z dobrą wydajnością
- możliwość wybuchu podczas przygotowywania związku Grignarda; łatwopalny rozpuszczalnik rozgrzewa się wtedy do wrzenia
- konieczność stosowania dużych ilości drogiego magnezu
- tworzenie się bezużytecznego produktu ubocznego halogenków magnezu.
Bibliografia | edytuj kod
- J. March, Chemia organiczna, WNT, Warszawa 1985.
- H. G. Richey (red.): Grignard Reagents: New Developments. Wiley, 1999, s. ?. ISBN 978-0-471-99908-9.
- Lai Yee Hing. Grignard Reagents from Chemically Activated Magnesium. „Synthesis”, s. 585–604, 1981. DOI: 10.1055/s-1981-29537.
