• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Reakcja Grignarda

    Przeczytaj także...
    Grupa alkilowa (alkil) – fragment organicznego związku chemicznego, jednowartościowa grupa utworzona formalnie przez oderwanie jednego atomu wodoru od cząsteczki alkanu. Oznacza się ją literą R (symbol "R" nie jest jednak jednoznaczny i może też oznaczać dowolną resztę chemiczną), a wzór ogólny to: CnH2n+1. Najprostszą z nich jest grupa metylowa (-CH3):Alkany (łańcuchowe węglowodory nasycone, parafiny od łac. parum affinis – mało reaktywne) – organiczne związki chemiczne zbudowane wyłącznie z atomów węgla i wodoru, przy czym atomy węgla połączone są ze sobą wyłącznie wiązaniami pojedynczymi.
    Jod (I, łac. iodum) – pierwiastek chemiczny z grupy 17 – fluorowców w układzie okresowym. Jego nazwa pochodzi od stgr. ἰοειδής ioeides – fioletowy.

    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.

    Azot (N, łac. nitrogenium) – pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 7, niemetal z grupy 15 (azotowców) układu okresowego. Stabilnymi izotopami azotu są N i N. Azot w stanie wolnym występuje w postaci dwuatomowej cząsteczki N2. W cząsteczce tej dwa atomy tego pierwiastka są połączone ze sobą wiązaniem potrójnym. Azot jest podstawowym składnikiem powietrza (78,09% objętości), a jego zawartość w litosferze Ziemi wynosi 50 ppm. Wchodzi w skład wielu związków, takich jak: amoniak, kwas azotowy, azotyny oraz wielu ważnych związków organicznych (kwasy nukleinowe, białka, alkaloidy i wiele innych). Azot w fazie stałej występuje w sześciu odmianach alotropowych nazwanych od kolejnych liter greckich (α, β, γ, δ, ε, ζ). Najnowsze badania wykazują prawdopodobne istnienie kolejnych dwóch odmian (η, θ).Wiązanie chemiczne według klasycznej definicji to każde trwałe połączenie dwóch atomów. Wiązania chemiczne powstają na skutek uwspólnienia dwóch lub większej liczby elektronów pochodzących bądź z jednego, bądź z obu łączących się atomów lub przeskoku jednego lub większej liczby elektronów z jednego atomu na drugi i utworzenia w wyniku tego tzw. pary jonowej.

    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:

    Reakcja chemiczna – każdy proces, w wyniku którego pierwotna substancja zwana substratem przemienia się w inną substancję zwaną produktem. Aby cząsteczka substratu zamieniła się w cząsteczkę produktu konieczne jest rozerwanie przynajmniej jednego z obecnych w niej wiązań chemicznych pomiędzy atomami, bądź też utworzenie się przynajmniej jednego nowego wiązania. Reakcje chemiczne przebiegają z reguły z wydzieleniem lub pochłonięciem energii cieplnej, promienistej (alfa lub beta) lub elektrycznej.Brom (Br, gr. βρῶμος, brómos, oznacza "mocno pachnący" lub "smród", łac. bromium, ang. bromine) – pierwiastek chemiczny, niemetal z grupy fluorowców w układzie okresowym. W warunkach normalnych jest brunatnoczerwoną cieczą o ostrym, nieprzyjemnym zapachu zbliżonym do zapachu chloru. Znane są 4 izotopy bromu o liczbach masowych 77, 79, 81 i 82, z których 79 i 81 są trwałe i występują w naturze w prawie tej samej ilości (50,6:49,4).
    A=CRR + RMgX → X-Mg-A-CRRR

    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:

    Grupa karbonylowa – grupa funkcyjna występująca w wielu typach związków organicznych, składająca się z atomu węgla połączonego wiązaniem podwójnym z atomem tlenu. Zapisywana skrótowo jako CO, -C(O)- lub >C=O. Atom węgla w grupie karbonylowej ma hybrydyzację sp, w wyniku czego jest ona płaska. Najczęściej kojarzona jest z ketonami i aldehydami, w których połączona jest jedynie z atomami węgla i wodoru.Chemia organiczna – dziedzina chemii zajmująca się badaniem budowy, właściwości oraz reakcji związków chemicznych zawierających węgiel, a także opracowywaniem różnorodnych metod syntezy tych połączeń. Ponadto związki organiczne zawierać mogą atomy innych pierwiastków, takich jak wodór, tlen, azot, fosfor, krzem oraz siarka.
    X-Mg-A-CRRR + H2O → HA-CRRR + 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:

    Elektrofil (czynnik elektrofilowy) – cząsteczka lub grupa, w której występuje niedomiar elektronów i w odpowiednich warunkach jest w stanie je przyjąć, czyli być ich akceptorem.Heteroatom (z greki heteros - różny, + atomos) - to w nomenklaturze chemii organicznej określenie dowolnego atomu, znajdującego się w cząsteczce związku organicznego, którym nie jest węgiel lub wodór. Zwykle określenie to odnosi się do azotu, tlenu, siarki lub fosforu.

    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
  • RRC=O + RMgX → + H2O → RRRC--OH
  • Reakcja z iminami
  • RRC=NR + RMgX → H2O → RRRC-NRH
  • Reakcja z nitrylami
  • RCN + RMgX → + H2O → RRC=NH

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

    Zasady – jedna z podstawowych obok kwasów i soli grup związków chemicznych. Wodne roztwory silnych zasad nieorganicznych są nazywane ługami (np. ług sodowy). Istnieją trzy różne definicje tej grupy związków:Library of Congress Control Number (LCCN) – numer nadawany elementom skatalogowanym przez Bibliotekę Kongresu wykorzystywany przez amerykańskie biblioteki do wyszukiwania rekordów bibliograficznych w bazach danych i zamawiania kart katalogowych w Bibliotece Kongresu lub u innych komercyjnych dostawców.
    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:

    Chlor, Cl (łac. chlorum, od stgr. χλωρός „chloros” - „zielonożółty”) − pierwiastek chemiczny z grupy fluorowców, niemetal o liczbie atomowej 17.Związki fosforoorganiczne – organiczne związki chemiczne zawierające wiązanie węgiel-fosfor, np. fosfoniany lub fosfiny. Nazwą tą często obejmuje się także organofosforany, pomimo że estry kwasów fosforowych nie zawierają wiązania P-C. Tego rodzaju nieporozumienia wynikają z faktu, że definicja związku fosforoorganicznego nie została określona bardzo precyzyjnie. W chemii przemysłowej za związki fosforoorganiczne uważa się substancje, zawierające w swojej cząsteczce fragment organiczny, nie jest konieczne występowanie wiązania chemicznego pomiędzy węglem a fosforem.
  • 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. 
  • Związki metaloorganiczne – organiczne związki chemiczne zawierające przynajmniej jedno wiązanie kowalencyjne pomiędzy atomem metalu i atomem węgla grupy organicznej. Do związków metaloorganicznych nie zalicza się związków zawierających wyłącznie ligandy nieorganiczne (np. CO i CN), ani związków, w których nie występuje wyraźne wiązanie metal-węgiel. Np. tetraetyloołów Pb(C2H5)4 i dimetylortęć Hg(CH3)2 są związkami metaloorganicznymi, natomiast nie są nimi np. etanolan sodu C2H5ONa (brak wiązania Na-C), hem (zawiera wiązanie Fe-N, a nie Fe-C) i pentakarbonylek żelaza Fe(CO)5 (brak grupy organicznej). Do pierwiastków tworzących związki metaloorganiczne zalicza się oprócz typowych metali, także półmetale i niemetale o niskiej elektroujemności (np. bor, krzem, arsen itp.).Magnez (Mg, łac. magnesium) – pierwiastek chemiczny, metal ziem alkalicznych (druga grupa główna układu okresowego). Izotopy stabilne magnezu to Mg, Mg oraz Mg.




    Warto wiedzieć że... beta

    Związki aromatyczne – związki organiczne posiadające w cząsteczce zdelokalizowane elektrony π, tworzące tzw. układ aromatyczny. Zapewnia on cząsteczce dużo większą trwałość niż należałoby oczekiwać dla związku zawierającego wiązania podwójne.
    Synteza organiczna – dział chemii organicznej. Zajmuje się przekształcaniem jednych związków – łatwo dostępnych handlowo, w inne – o pożądanej strukturze. Najczęściej produkt końcowy charakteryzuje się jakimiś korzystnymi właściwościami (np. jest aktywny biologicznie, elektrochemicznie, czy ma właściwości kompleksotwórcze). O syntezie organicznej można także mówić w ujęciu przemysłu chemicznego, który zajmuje się wdrażaniem opracowanej laboratoryjnie metody do produkcji wielkotonażowej. Kolejnym aspektem syntezy organicznej jest synteza asymetryczna, która prowadzi do utworzenia nowego centrum asymetrycznego w cząsteczce.
    Rozpuszczalnik − ciecz zdolna do tworzenia roztworu po zmieszaniu z ciałem stałym, inną cieczą lub gazem. Najbardziej znanym rozpuszczalnikiem jest woda.
    Fosfor (P, gr. phosphoros ‘niosący światło’, łac. phosphorus) – pierwiastek chemiczny, niemetal. Jedynym stabilnym izotopem fosforu jest P.
    Iminy - organiczne związki chemiczne zawierające ugrupowanie C=N. Powstają w wyniku kondensacji cząsteczki związku karbonylowego (aldehydu lub ketonu) z cząsteczką aminy pierwszorzędowej (RNH2).
    Tlen (O, łac. oxygenium) – pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 8, niemetal z grupy tlenowców w układzie okresowym.
    Krzem (Si, łac. silicium) – pierwiastek chemiczny, z grupy półmetali w układzie okresowym. Izotopy stabilne krzemu to Si, Si i Si. Wartościowość: 4 (w większości związków), 5 i 6. Krzem (monokryształy krzemu) jest wykorzystywany powszechnie w przemyśle elektronicznym.

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.63 sek.