Wurtzova reakce - Wurtz reaction

Wurtzova reakce
Pojmenoval podle Charles Adolphe Wurtz
Typ reakce Vazební reakce
Identifikátory
Portál organické chemie Wurtzova reakce

Wurtz reakce , pojmenovaný Charles Adolphe Wurtz , je kopulační reakce v organické chemii , organokovové chemii a v poslední době anorganických hlavní skupiny polymerů , přičemž dvě alkylhalogenidy se nechá reagovat s kovovým sodíkem v roztoku suchého etheru za vzniku vyšší alkan. Při této reakci se alkylhalogenidy zpracují s kovovým sodíkem v suchém etherickém (bez vlhkosti) roztoku za vzniku vyšších alkanů. Používá se také k přípravě vyšších alkanů obsahujících sudý počet atomů uhlíku:

2 R − X + 2 Na → R − R + 2 Na + X -

K provedení Wurtzovy vazby se také použily jiné kovy, mezi nimi stříbro , zinek , železo , aktivovaná měď , indium a směs manganu a chloridu měďnatého . Související reakce zabývající se arylhalogenidy se nazývá Wurtz-Fittigova reakce . To lze vysvětlit tvorbou meziproduktu volných radikálů a jeho následnou disproporcí za vzniku alkenu. Wurtzova reakce probíhá prostřednictvím radikálového mechanismu, který umožňuje vedlejší reakce produkující alkenové produkty.

Mechanismus

Reakce spočívá ve výměně kov-halogen zahrnující radikál R · (podobným způsobem jako při tvorbě Grignardova činidla ) s tvorbou vazby uhlík-uhlík, k níž dochází při nukleofilní substituční reakci.

Jeden elektron z kovu je převeden na halogen za vzniku halogenidu kovu a alkylového radikálu:

R − X + M → R · + M + X -

Alkylový radikál poté přijímá elektron z jiného atomu kovu za vzniku alkylového aniontu:

R · + M → R - M +

Tento meziprodukt byl izolován v několika případech.

Nukleofilní uhlík alkylového aniontu poté vytěsní halogenid v reakci S N 2 a vytvoří novou kovalentní vazbu uhlík-uhlík:

R - M + + R − X → R − R + M + X -

Příklady a reakční podmínky

Kvůli několika omezením se tato reakce používá jen zřídka. Například netoleruje řadu funkčních skupin . Wurtzova spojka je však užitečná při uzavírání malých, zejména tříčlenných kroužků. Bicyklobutan byl připraven tímto způsobem z 1-brom-3-chlorcyklobutanu v 95% výtěžku. Reakce se provádí v refluxujícím dioxanu, při kterém je sodík kapalný. Tato reakce má špatný výtěžek, který je důsledkem vícenásobné tvorby produktu. V případě (1,3), (1,4), (1,5), (1,6) dihalogenidů vede k tvorbě cyklických produktů. Ve vicinálních dihalogenidech tvoří alkeny, zatímco v geminálních dihalogenidech tvoří alkiny.

Wurtzova reakce Cyklobutanová syntéza.svg

Omezení

Wurtzova reakce se zřídka používá kvůli vedlejším reakcím. Má omezené použití na syntézu symetrických alkanů. Pokud se jako reaktanty berou dva odlišné alkylhalogenidy, pak je produkt směsí alkanů, které je často obtížné oddělit frakční destilací, protože rozdíly mezi body varu produktů jsou obvykle velmi nízké. Touto metodou nelze získat metan. Tento typ reakce selže v případě terciárních halogenidů. Protože reakce zahrnuje i druhy volných radikálů, dochází k vedlejší reakci za vzniku alkenu . Tato vedlejší reakce se stává významnější, když jsou alkylhalogenidy objemné na atomu uhlíku vázaného na halogen.

Viz také

Reference

  • Adolphe Wurtz (1855). „Sur une nouvelle classe de radicaux organiques“ . Annales de chimie et de physique . 44 : 275–312.
  • Adolphe Wurtz (1855). „Ueber eine neue Klasse organischer Radicale“ . Annalen der Chemie und Pharmacie . 96 (3): 364–375. doi : 10,1002 / jlac.18550960310 .
  • Organic-chemistry.org
  • Organická chemie , autor: Morrison a Boyd
  • Organic Chemistry , Graham Solomons a Craig Fryhle, Wiley Publications