جرينارد ردة فعل

تفاعل جرينارد هو أداة مفيدة لتكوين روابط الكربون والكربون في التخليق العضوي.

تم اكتشاف رد الفعل هذا منذ أكثر من قرن من الزمان من قبل كيميائي فرنسي يدعى فيكتور جرينارد ، وحصل على جائزة نوبل في عام 1912.

يتكون تفاعل جرينارد من خطوتين. تتمثل الخطوة الأولى في تفاعل العضوية مع معدن المغنيسيوم ، وعادة ما يكون موجودا في شكل دورانات. هذا يؤدي إلى تكوين هاليد المغنيسيوم العضوي في الموقع المعروف أيضا باسم كاشف جرينارد.

الخطوة الثانية هي التفاعل بين هذا الكاشف والمركب المحتوي على الكربونيل مثل الألدهيد أو الكيتون أو الإستر ، واعتمادا على المركب المستخدم ، يتم إنتاج كحول ثانوي أو ثلاثي ، يتكون من أجزاء عضوية من كل من الكاشف والمركب المحتوي على الكربونيل.

في هذا الفيديو، سنعرض بروتوكولا خطوة بخطوة لتحضير بروميد أليل المغنيسيوم، وهو كاشف غرينارد يستخدم بشكل متكرر في مختبرات الكيمياء. سيتبع ذلك إجراء تفاعل هذا الكاشف مع ترانس سينامالديهايد للحصول على كحول ثانوي. أخيرا، سنلقي نظرة على تطبيقين لهذا التفاعل.

قبل إضافة الكواشف ، جفف قارورة سعة 50 مل باللهب وقضيب التقليب لإزالة جميع آثار الماء ، ثم تبرد إلى درجة حرارة الغرفة تحت جو من النيتروجين. هذا أمر بالغ الأهمية لأن كواشف Grignard حساسة جدا للرطوبة.

بعد ذلك ، أضف خراطف المغنيسيوم المجففة بالفرن وبعض بلورات اليود التي ستسهل بدء التفاعل عن طريق إزالة أي طلاء بأكسيد المغنيسيوم من المعدن. بعد ذلك ، أضف 24 مل من THF اللامائية.

ضع القارورة في حمام ماء مثلج لتخفيف الحرارة الناتجة ، ومع التحريك ، أضف بروميد الأليل ببطء عبر المحقنة. ثم قم بإزالة القارورة من حمام الماء المثلج واترك خليط التفاعل يصل إلى درجة حرارة الغرفة. لضمان اكتمال التفاعل ، استخدم كروماتوغرافيا الغاز لمراقبة استهلاك بروميد الأليل.

بمجرد أن يصبح تفاعل Grignard جاهزا للاستخدام ، استعد للخطوة التالية في التفاعل. يضاف إلى قارورة مجففة باللهب سعة 200 مل ويقلب لوح سينامالديهايد المتنقل و 30 مل من THF اللامائي ، ويقلب تحت جو من النيتروجين. هذا مهم لأنه في حالة وجود الرطوبة ، سيتم تدمير كاشف Grignard ، ولن يتفاعل مع المركب المحتوي على الكربونيل.

حرك محلول السينامالديهايد عبر درجة 0 درجة ، وأدخل إبرة مزدوجة الرأس في فراغ الرأس ، مع إدخال الطرف الآخر في فراغ القارورة التي تحتوي على كاشف جرينارد. قم بإزالة البالون المملوء بالنيتروجين من سينامالديهايد ، وأضف خط النيتروجين إلى قارورة جرينارد.

قم بالضغط الإيجابي بخط النيتروجين لنقل كاشف Grignard إلى سينامالديهايد. بعد اكتمال الإضافة ، استبدل الإبرة ذات الرأس المزدوج بملحق بالون ، وقم بإزالة الحمام البارد ، وحركها في درجة حرارة الغرفة. لتحديد ما إذا كان التفاعل قد اكتمل ، استخدم كروماتوغرافيا الطبقة الرقيقة لمراقبة استهلاك القرفة عبر السينامالديهايد.

بمجرد تحديد اكتمال التفاعل ، قم بتبريد الخليط إلى 0 درجة ، وأثناء التحريك ، أضف بعناية 30 مل من محلول كلوريد الأمونيوم المائي المشبع و 50 مل من أسيتات الإيثيل. افصل الطبقات باستخدام قمع فاصل ، واستخرج الطبقة المائية بثلاثة أجزاء سعة 50 مل من أسيتات الإيثيل. امزج المستخلصات العضوية في القمع الفاصل ، واغسلها بمحلول كلوريد الصوديوم المائي المشبع سعة 50 مل.

قم بإزالة آثار الماء من الطبقات العضوية المدمجة عن طريق إضافة ما يقرب من 500 مجم من كبريتات المغنيسيوم ، ثم قم بتصفية المادة الصلبة واشطفها بخلات الإيثيل الإضافية. تركيز الخليط تحت ضغط منخفض ، وتنقية المواد الخام باستخدام كروماتوغرافيا عمود الفلاش.

للتحقق من بنية المنتج ، قم بإذابة 2 مجم من المادة المجففة في مذيب 0.5 مل وتحليلها بواسطة البروتون بالرنين المغناطيسي النووي.

والآن بعد أن رأينا مثالا على إجراء معملي، دعونا نرى بعض التطبيقات المفيدة لتفاعل غرينارد.

Phorboxazole A هو منتج طبيعي ثبت أنه يظهر خصائص قوية مضادة للبكتيريا والفطريات ومضادة للتكاثر ، مما يحفز الجهود في تطوير إجراءات تركيبية لتصنيعه. يستخدم تفاعل Grignard في خطوة رئيسية من هذا التوليف ، حيث يهاجم بروميد أوكسازوليل ميثيل المغنيسيوم كربونيل اللاكتون لتشكيل وسيط نصفي. بينما يتم تطبيق تفاعل Grignard على نطاق واسع ، يمكن أن تحدث تفاعلات جانبية اعتمادا على طبيعة الركيزة ، ويجب أن تؤخذ في الاعتبار عند تصميم توليف جديد.

على سبيل المثال ، إذا كانت الركيزة عبارة عن كربونيل معوق ، يمكن أن يتفاعل كاشف Grignard كقاعدة ، مما يؤدي إلى إزالة البروتون من الركيزة ، وينتج عنه enolate. عند العمل ، يتم استرداد المواد الأولية. بدلا من ذلك ، يمكن أن يحدث تفاعل التخلص من هيدريد بيتا ، مما يؤدي إلى تقليل الكربونيل إلى كحول.

لقمع هذه التفاعلات الجانبية ، تضاف أملاح اللانثانيد مثل كلوريد السيريوم (III) إلى التفاعل ، حيث تنسق الأملاح مع أكسجين الكربونيل ، مما يعزز كهربية الكربونيل. وهذا بدوره يمكن كاشف Grignard من الإضافة إلى الكربونيل لإعطاء المنتج المطلوب ويقلل من معدل المنتجات غير المرغوب فيها.

على سبيل المثال ، في التفاعل بين كلوريد سيكلوبنتيل المغنيسيوم وسيكلوهيكسينون ، يهيمن منتج التخلص من هيدريد بيتا ، إذا لم تتم إضافة ثلاثة كلوريد السيريوم. ومع ذلك ، عندما يتم إجراء نفس التفاعل في وجود ملح السيريوم ، يتم الحصول على منتج الإضافة المطلوب بإنتاجية عالية.

لقد شاهدت للتو مقدمة JoVE لرد فعل Grignard. يجب أن تفهم الآن مبادئ تفاعل Grignard ، وكيفية إجراء تجربة ، وبعض تطبيقاتها. شكرا للمشاهدة!