Grignard-reactie: verschil tussen versies

Verwijderde inhoud Toegevoegde inhoud
Capaccio (overleg | bijdragen)
Pyrobass (overleg | bijdragen)
Geen bewerkingssamenvatting
Regel 1:
[[Bestand:Grignard Reaction Scheme.png|thumb|300px|Reactieschema]]
[[Bestand:Grignard with carbonyl.png|thumb|300px|Door eenEen zorgvuldigekleine keuzeimpressie van dehet uitgangsmaterialenaantal kanreacties eendat grotemogelijk verscheidenheidis aanmet verbindingen gemaakt wordenorganomagnesiumhaliden]]
 
De '''Grignard-reactie''' Is een belangrijke route binnen de organische chemie. De vindt een reactie plaats tussen een "organomagnesiumhalide" en een carbonyl-onverzadigde verbinding. DeMeestal reactieworden iskoolstof-koolstof eenbindingen belangrijke methode om grote organische verbindingen uit kleinere bouwstenen te maken. Door een zorgvuldige keuze van de uitgangsmaterialen kan een grote verscheidenheid aan verbindingen gemaakt wordengevormt. De Grignard-reactie vormt het leeuwendeel van de [[organomagnesiumchemie]]. De meeste reacties van organomagnesiumverbindingen staan sinds jaar en dag bekend als Grignard-reacties.
 
== Inleiding ==
De koolstof-halogeenbinding van veel halogenen kan worden geconverteerd in een koolstof-metaalbinding, wat resulteert in de vorming van een organometaalverbinding. Omdat het metaal minder elektronegatief is dan het koolstof, is de binding gepolariseerd in een andere richting dan in andere organische verbindingen. Of terwijl: het magnesiumatoom heeft een elektronenstuwende werking. Dit houdt in dat het koolstofatoom een partieelinformele negatieve lading bevatdraagt en feitelijk als nucleofiel kan reageren.
 
Mogelijk de meest gebruikte organometaalreagentia zijn de organomagnesiumhalides, beter bekend als het Grignard-reagensreagenia. Deze Grignard-reagentia zijn ontwikkeldontdekt en doorontwikkeld door [[Victor Grignard]], die in 1912 voor zijn werk is onderscheiden met de [[Nobelprijs]].
 
== Het verkrijgenVorming van organomagnesium halidenGrignard-reagentia: ==
De organomagnesiumhalidenOrganomagnesiumhaliden worden bereid door een organisch halide te laten reageren met magnesiumgranulaatmagnesium in een ether als oplosmidden, zoals diethylether, [[THF]] of THF[[MTBE]]. Enkele miligrammen jodium of broom worden toegevoegd om de magnesium te (tetrahydrofuran)"activeren". De ether is een veelgebruikt oplosmiddel bij dergelijke reacties omdat het als Lewis-base optreed en zo het organomagnesium halide onder complex vormingcomplexvorming stabiliseert.
 
Vorming van het Grignard-reagens (R-MG-X) uit een [[halogeenalkaan]]organisch halide:
* RX + Mg → R-Mg-X (Grignard-reagens)
 
In werkelijkheid is de reactie complexer, de vorming van het reagens verloopt onder een radicaal mechanisme, namelijk de zogenoemde "single electron reduction".
De structuur van R groep RX kan enorm variëren zolang er maar geen andere zure groepen in de R-groep aanwezig zijn. Alkyl, alkenyl en aryl-groepen zijn vaak bebruikt. Het halogeen in RX kan zijn, jood (meest reactief), broom of chloor (minst reactief). Fluor wordt als halogeen niet gebruikt in de Grignard-reactie. De ontstane organomagnesiumhalides worden direct doorgezet, met het keton of aldehyde, naar het complementerende alcohol, omdat de organomagnesiumhalides als sterke base reageren, organomagnesiumhalides reageren zelfs met zwakke zuren zoals water en alcoholen. Het is daarom van belang om de opstelling en het oplosmiddel watervrij te maken. Wanneer er sporen water aanwezig zijn in de reactie zal de reactie van het magnesium met het organohalide niet op gang komen.
 
[[File:Single electron reduction.jpg|Single electron reduction]]
 
==Keuze van restgroepen en reactiviteit van verschillende halogenen:==
De structuur van R groep in RX kan enorm variëren zolang er maar geen andere zure groepen in de R-groep aanwezig zijn. Aminen, amiden of alcoholen/fenolen zijn dus ongeschikt. Alkyl, alkenyl en aryl-groepen zijn vaak gebruikt.
 
Het halogeen in RX kan zijn, jood (meest reactief), broom of chloor (minst reactief). Fluor wordt als halogeen nouwelijks gebruikt in de Grignard-reactie vanwege de geringe reactiviteit met magnesium. De ontstane organomagnesiumhaliden worden in de meeste gevallen direct doorgezet, met het keton of aldehyde, naar het complementerende alcohol. Echter kan in sommige gevallen het reagens geïsoleerd worden en opgelost worden in een ether tot een relatief stabiele oplossing, welke onder een stikstofatmosfeer bewaard kan worden.
 
Reactie van een Grignard-reagens met water of een andere "zure" stof zoals een alcohol vormt een hydride + een magnesiumhydroxo-halogenide:
 
Reactie van het Grignard-reagens met water vormt een [[alkaan]]:
* R-Mg-X + H<sub>2</sub>O → RH + Mg(OH)X
 
Wanneer bijvoorbeeld fenylmagnesiumchloride met water in contact komt, ontstaan [[benzeen]] en het [[dubbelzout]] Mg(OH)Cl.
== De additie van organometaalnucleofielen ==
 
== Evenwichtsreactie: ==
 
In een ether oplossing van een grignard-verbinding vindt normaliter een chemisch evenwicht plaats:
 
* 2 R-MgX <--> R-Mg-R + MgX<sub>2</sub>
 
== De additie van organometaalnucleofielenorganometaalhaliden ==
De reactie van het Grignard-reagens met een aldehyde of keton is een krachtige methode in de organische chemie voor het verkrijgen van een alcohol. Het partieel negatieve koolstof reageert als nucleofiel op de partieel positieve koolstof van het keton of aldehyde, een elektronenpaar van het keton, aldehyde of ester zal tijdelijk op de zuurstof terechtkomen waardoor dit zuurstofatoom een negatieve lading krijgt. Na opwerking met een waterig zuur zal een elektronenpaar van de negatieve carbonyl-groep een binding aangaan met een proton, waarna het alcohol wordt verkregen. Het hangt af van het keton of aldehyde wat voor type alcohol er wordt verkregen. De reactie van het Grignard-reagens met [[Formaldehyde]], een [[aldehyde]] of [[keton]] levert een primair, secundair of tertiair [[Alcohol (scheikunde)|alcohol]] op:
* R-Mg-X + R'-CO-R" → R R' R"-COH