תגובת גיניארד

תגובת הגריניארד היא שיטה ליצירת קשרים פחמתיים בין אלקיל/אריל האלידס לבין קרבונילים כמו אלדהידים, קטונים או אסטרים. כימיה זו, זו שזכתה בפרס נובל, מורכבת משני שלבים: היווצרות ריאגנט של גרינגארד ותוספת לאחר מכן של גרינגארד לפח כדי לבנות קשר פחמן-פחמן חדש. ריאגנט גרינארד הוא תרכובת אורגנומטלית, במיוחד תרכובת organomagnesium. הסינתזה של ריאגנט Grignard דורש אלקיל או אריל הייד (כלורידים, ברומידים, או יוד) ומגנזיום. בשלב זה, האלקטרופילי (אלקטרופיל חסר אלקטרונים ומקבל אלקטרונים) אלקיל האלייד הופך לתרכובת דמוית קרבניון נוקלופילית (נוקלאופילי עשיר באלקטרונים ותורם אלקטרונים). השלב השני של תגובת גרינארד כרוך בתוספת נוקלאופילית של ריאגנט Grignard על קרבוניל. לאחר שלב זה נוצר קשר פחמן-פחמן חדש והקלבוניל הופך לאלכוהול. חשוב לבצע את שני השלבים בתנאים נטולי לחות אחרת ריאגנט Grignard בשימוש יגיב עם מים, ואין תוצאות היווצרות קשר Grignard או C-C הרצוי. תגובת Grignard היא כלי חשוב ונפוץ המאפשר כימאים סינתטיים לקחת כל אלקיל או אריל הייליד ולהפוך אותו לתרכובת organomagnesium, אשר ניתן להשתמש בו כדי לבנות קשרים פחמן פחמן.

המוצר המטוהר צריך להיות ספקטרום ^{NMR הבא 1}H: ¹H NMR δ 7.23-7.39 (m, 5H), 6.60 (d, J = 16.0 הרץ, 1H), 6.23 (dd, J = 6.4 הרץ, 1H), 5.84 (מ ', 1H), 5.14-5.20 (m, 2H), 4.35 (q, J = 6.4 הרץ, 1H), 2.37-2.43 (m, 2H), 1.9 (br s, 1H).

ניסוי זה הדגים כיצד לסנתז ריאגנט Grignard מ aryl / אלקיל הייליד וכיצד להשתמש ריאגנט Grignard לבצע תוספת נוקלופילית על תרכובת קרבוניל לבנות קשר פחמן-פחמן חדש.

תגובת Grignard מיושמת באופן נרחב בעולם הכימיה הסינתטית, ומשמשת במעבדות מחקר באוניברסיטה, מעבדות לאומיות וחברות תרופות. ריאגנטים פשוטים של Grignard זמינים מסחרית, אך לעתים קרובות נדרשים ריאגנטים ייחודיים ומתמחים של גרינארד. תגובת Grignard מאפשרת כימאים סינתטיים לגשת לתרכובות הדרושות אריל או אלקלילי האלידס. בנוסף לביצוע תוספות נוקלופיליות על קרבונילים, ריאגנטים Grignard יכול לשמש נוקלופילים בשילוב עם מגוון גדול של תרכובות אלקטרופיליות אחרות. דוגמה של ריאגנט Grignard מיוחדים ניתן למצוא בסינתזה של phorboxazole A, מוצר טבעי המציג תכונות אנטי בקטריאליות, אנטי פטרייתי, אנטי-התפשטות.

איור 1. פרובוקסזול A

דרך נוספת לייצר ריאגנטים Grignard היא באמצעות החלפת מגנזיום הלוגן. שיטה זו משתמשת ריאגנט Grignard מראש במקום להשתמש במגנזיום כדי ליצור את Grignard הרצוי. ריאגנטים Grignard הנפוץ ביותר עבור החלפת מגנזיום הלוגן הם i-PrMgCl ו i-PrMgBr, שניהם זמינים מסחרית. החלפת מגנזיום-הלוגן הוכח להפגין סובלנות קבוצה פונקציונלית רחבה¹. כתוצאה מכך, שיטה זו הוכיחה להיות דרך שימושית ליצור ריאגנטים Grignard פונקציונלי מאוד. Alkyl / אריל halides עם קבוצות פונקציונליות כי בדרך כלל להגיב עם ריאגנטים Grignard יכול לשמש כדי להפוך ריאגנטים Grignard באמצעות החלפת מגנזיום הלוגן. אסטרים, ניטריל ואלקל כלורידים נשארים שלמים במהלך חילופי מגנזיום-הלוגן. בנוסף, יודידים יכולים לעבור באופן סלקטיבי החלפת מגנזיום-הלוגן בנוכחות ברומידים.

איור 2. בורסת מגנזיום-הלוגן

ריאגנטים Grignard בדרך כלל לפעול כמו נוקלופילים ולהוסיף על תרכובות קרבוניל, אבל תגובות לוואי יכול להתרחש בהתאם לאופי של Grignard ו קרבוניל בשימוש. תגובת צד נפוצה היא צימוד וורץ, שבו הזוגות Reagent Grignard לעצמו כדי ליצור עמעם. גריניארדים מגושמים באופן סטרי או קרבונילים יכולים להפוך את התוספת הנוקלופילית למאתגרת. תוצאות פוטנציאליות עם מצעים מגושמים באופן סטרי הן היעדר תוספת או הפחתה של קרבוניל באמצעות העברתΒββ-הידריד. נוכחותם של פרוטונים ניתנים לאיאוליזה ב קרבוניל יכולה גם להפוך את התוספת הנוקלופילית למאתגרת עקב אנליליזציה קרבוניל תחרותית. דרך נפוצה לדכא תגובות צד אלה ולקדם תוספת נוקלופילית היא להשתמש מלחי lanthanide, במיוחד CeCl₃, כמו תוספים. מלחי לנתניד הם אוקסופיליים (נמשכים לחמצן), ולכן הם מתאמים לחמצן קרבוניל ומגבירים את האלקטרופיליות של הקרבוניל. זה צפוי כי תוספת של ציקלופנטיל MgCl לתוך ציקלוהקסנון ייתן את האלכוהול שלשלוני, אבל במקום זאת קרבוניל מופחת לתת את האלכוהול המשני. תגובה צדדית זו יכולה להיות מדוכאת לטובת התוספת הרצויה של גרינארד על ידי הוספת LaCl₃.

איור 3. מלח לנתניד קידם את תוספת גרינגארד