Reakcja Grignarda

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania

Reakcja Grignardareakcja 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 | edytuj kod]

Ogólny schemat reakcji:

A=CR1R2 + R3MgX → X-Mg-A-CR1R2R3

gdzie 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:

Schemat reakcji Grignarda

Addycja związku magnezoorganicznego do grupy karbonylowej przebiega zazwyczaj poprzez stan przejściowy o strukturze 6-członowego pierścienia:

Mechanizm reakcji Grignarda.

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)X

Związki 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)

Rekcję te wykorzystuje się do otrzymywania deuterowanych i trytowanych odczynników:

RMgX + D2O → RD + MgX(OD)

Zastosowania[edytuj | edytuj kod]

Najczęstsze przykłady zastosowania reakcji Grignarda to:

R1R2C=O + RMgX → + H2O → RR1R2C--OH
R1R2C=NR3 + RMgX → H2O → RR1R2C-NR3H
R1CN + RMgX → + H2O → RR1C=NH

Obecnie reakcje związków magnezoorganicznych odgrywają znaczącą rolę w syntezie organicznej, największe zastosowanie ma addycja związków magnezoorganicznych do grupy karbonylowej:

Reakcje związków Grignarda ze związkami karbonylowymi

Ponadto związki Grignarda reagują także z innymi elektrofilami:

Reakcje związków Grignarda z rozmaitymi 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 | edytuj kod]

  • J.March, Chemia organiczna, WNT, Warszawa 1985.
  • „Grignard Reagents: New Developments”.
  • Lai Yee Hing (1981), „Grignard Reagents from Chemically Activated Magnesium”, Synthesis 1981: 585–604, doi:10.1055/s-1981-29537