Connessioni Grignard

Un composto Grignard [ ɡriˈɲaːr- ] è un reagente organometallico che prende il nome da Victor Grignard . Per questa scoperta fu insignito del Premio Nobel per la Chimica nel 1912 . I composti di Grignard si formano quando un alogenuro alchilico (ad es. Bromometano, BrCH 3 ) o un alogenuro arilico (ad es. Clorobenzene C 6 H 5 Cl) reagisce con il magnesio metallico in presenza di solventi . La reazione di Grignard , che viene eseguita con l'aiuto di questi reagenti, è una reazione di nome importante in chimica organica .

formazione scolastica

Questa reazione avviene sulla superficie del metallo. L'atomo di magnesio si inserisce nel legame carbonio - alogeno . Di seguito viene utilizzato l'alogeno bromo , sebbene sia possibile utilizzare anche uno degli alogeni cloro o iodio . Nella prima fase della sintesi del composto organico di magnesio, che è analogo alla reazione di Sandmeyer , un elettrone viene trasferito dal metallo all'alogenuro alchilico o arilico, formando un anione radicale. A causa del debole legame carbonio-alogeno, l'anione radicale si decompone per formare un radicale organile R • e l'alogenuro. L'ultimo passaggio è la connessione Grignard:

Formazione della connessione Grignard

Questa reazione viene condotta in solventi nucleofili che non hanno idrogeno attivo, come etere dietilico anidro o eteri superiori (etere dibutilico , anisolo , tetraidrofurano ). Ciascuno porta due coppie di elettroni liberi di queste molecole di etere che sono complesse per il magnesio legato e forniscono la necessaria stabilità ottetto fa, quello che può essere l'esempio del tetraidrofurano, presentato qui in letteratura come segue:

Composto di Grignard in solvente (tetraidrofurano)

Le soluzioni dei reagenti di Grignard possono contenere numerose altre specie che sono correlate da equilibri labili.

Equilibrio Schlenk

L'equilibrio di Schlenk, che prende il nome da Wilhelm Schlenk , descrive la composizione molecolare del composto di Grignard in funzione del solvente. A seconda del solvente che stabilizza il composto Grignard in un complesso , si formano diverse strutture dei composti Grignard.

caratteristiche

Il composto di Grignard ha la formula generale RMgX , dove X sta per gli alogeni cloro, bromo o iodio. La velocità di reazione scende da ioduro a cloruro. Si ottiene una resa migliore con il cloruro che con il bromuro o lo ioduro. I fluoruri alchilici o arilici normalmente non reagiscono per formare un composto di Grignard. Composti molto reattivi come gli ioduri possono essere soggetti a reazioni collaterali, ad es. B. l' accoppiamento Wurtz .

Nel composto di Grignard, il magnesio trasporta una carica positiva parziale e l'atomo di carbonio adiacente una carica negativa parziale. Questa polarizzazione è così forte che z. B. può verificarsi un attacco nucleofilo su un atomo di carbonio polarizzato positivamente. La forza della polarità può essere espressa dal carattere ionico, che è del 35%. Quindi si comporta in modo simile a un carbanione e può quindi essere rappresentato anche come una formula di risonanza, che ha un legame ionico con separazione di carica.

I composti di Grignard reagiscono con sostanze che hanno idrogeno attivo, come. B. acqua , alcoli , fenoli , acidi carbossilici , tioli o gruppi amminici . Questo perché i composti di Grignard sono fortemente basici. Nella figura seguente, il composto di Grignard viene idrolizzato nel corrispondente alcano e idrossido di alogenuro metallico (sale misto).

Idrolisi del composto di Grignard

Uso dei composti Grignard

La reazione di Grignard è una reazione di nome in chimica organica, che prende il nome dal suo scopritore Victor Grignard . Questa reazione chimica organometallica in cui gli alogenuri di magnesio alchile o arile (composto di Grignard) agiscono come nucleofili per gruppi elettrofili come. B. i gruppi carbonilici reagiscono, viene utilizzato per costruire legami singoli carbonio-carbonio .

Panoramica della reazione di Grignard

L'importanza dei composti di Grignard è che sono ottimi nucleofili . Reagiscono per formare un nuovo legame carbonio-carbonio con elettrofili come chetoni , aldeidi , esteri e nitrili . I composti di Grignard reagiscono con l' anidride carbonica per formare sali di magnesio degli acidi carbossilici . I composti di Grignard reagiscono in modo analogo con il disolfuro di carbonio . L'idrolisi dei prodotti di reazione con anidride carbonica dà acidi carbossilici, R-CO 2 H, o acidi ditiocarbossilici, R-CS 2 H. Nella reazione dei composti di Grignard con selenio elementare , sostanze del tipo RSeMgX si formano attraverso una reazione di inserzione ; La loro idrolisi produce selenoli in assenza di ossigeno ; in presenza di aria l' ossigeno si forma per ossidazione dei selenoli, diseleniidi . Un metodo per determinare quantitativamente i composti CH-acidi in un campione con reagenti di Grignard è la reazione di Zerewitinow .

Importanza tecnica

In passato, una variante elettrochimica della reazione di Grignard, ovvero le reazioni dei composti di Grignard, era importante nella produzione di piombo tetraetile , un composto di piombo organico aggiunto alla benzina per aumentare la resistenza ai colpi . La reazione di Grignard è ampiamente utilizzata nella sintesi di farmaci e altri prodotti chimici fini.

Guarda anche

letteratura

  • Heinz GO Becker, Werner Berger, Günter Domschke: Organikum . 22a edizione. Wiley-VCH, Weinheim 2004, ISBN 3-527-31148-3 .

Prove individuali

  1. ↑ Reinhard Brückner : meccanismi di reazione. 3a edizione corretta. Spektrum Akademischer Verlag, 2007, ISBN 978-3-8274-1579-0 , p. 774.
  2. ↑ Heinz GO Becker, Werner Berger, Günter Domschke, Egon Fanghänel , Jürgen Faust, Mechthild Fischer, Fritjof Gentz, Karl Gewald, Reiner Gluch, Roland Mayer , Klaus Müller, Dietrich Pavel, Hermann Schmidt, Karl Schollberg, Klaus Schwetlick, Erika Günter Zeppenfeld: Organikum. 19a edizione. Barth, 1993, ISBN 3-335-00343-8 , p. 564.
  3. ^ NN Greenwood, A. Earnshaw: Chimica degli elementi. 1988, ISBN 3-527-26169-9 , pagg. 162-169.
  4. ↑ K. Schwetlick: Organikum . 23a edizione. Wiley-VCH Verlag, Weinheim 2009, ISBN 978-3-527-32292-3 , pagg. 563-572 .
  5. ↑ KPC Vollhardt, NE Schore: Organic Chemistry . Ed.: H. Butenschön. 4a edizione. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim 2005, ISBN 3-527-31380-X , p. 348-349 .
  6. ^ V. Grignard: Sur quelques nouvelles combinaisons organométalliques du magnèsium et leur application à des synthèses d'alcools et d'hydrocarbures . In: CR Hebd. Séances Acad. Sci., Ser. C . nastro 130 , 1900, pagg. 1322–1324 ( digitalizzato in gallica - francese; tedesco su alcuni nuovi composti organometallici del magnesio e la loro applicazione alla sintesi di alcoli e idrocarburi ).