Реактивы Гриньяра
MacondoRCМы в телеграмм:
💡 Получите все необходимое вместе с Macondo. Стать членом сообщества можно через Macondo Synthesis или Macondo Shop (ссылка в шапке профиля).
У нас вы найдете:
🟢 Рецепты синтеза:🔹Мефедрон🔹A-PVP🔹МДМА🔹Амфетамин🔹Метамфетамин🔸Рецепты других веществ
🟠 Товары:🔹Реактивы и прекурсоры🔹Лабораторная посуда и оборудование🔹Конструкторы почтой🔹Конструкторы кладом
🟡 Услуги:🔹Консультации для новичков🔹Консультации для магазинов🔸 Справочник WIKI
🟣 Прочее:🔹 Правила🔹 Контакты
Реакции с реактивами Гриньяра
Реактив Гриньяра имеет формулу RMgX, где X представляет собой галоген, а R представляет собой алкильную или арильную (на основе бензольного кольца) группу. Для целей этой темы мы будем считать R алкильной группой (например, BuMgBr). Реактивы Гриньяра получают добавлением галогеналкана к небольшим кусочкам магния в колбе с диэтиловым эфиром. Колбу снабжают обратным холодильником, смесь нагревают на водяной бане в течение 20-30 минут.
Все должно быть идеально сухим, потому что реактивы Гриньяра реагируют с водой (см. ниже). Любые реакции с использованием реактива Гриньяра проводят со смесью, полученной в результате этой реакции. Вы не можете отделить это каким-либо образом.
реактивы Гриньяра и вода
Реагенты Гриньяра реагируют с водой с образованием алканов. По этой причине все должно быть очень сухим во время подготовки выше. Например:
Неорганический продукт, Mg(OH)Br, называется «основным бромидом» и представляет собой своего рода промежуточную стадию между бромидом магния и гидроксидом магния.
Общая реакция между Гриньяром и карбонилами
Реакции между различными видами карбонильных соединений и реактивами Гриньяра могут выглядеть довольно сложными, но на самом деле все они реагируют одинаково — все, что меняется, — это группы, присоединенные к двойной связи углерод-кислород. Гораздо легче понять, что происходит, внимательно рассмотрев общий случай (используя группы «R», а не конкретные группы), а затем выделяя различные реальные группы по мере необходимости.Реакции по существу идентичны реакции с углекислым газом, разница только в природе органического продукта. На первом этапе реактив Гриньяра добавляет по двойной связи углерод-кислород:
Затем к нему добавляют разбавленную кислоту для гидролиза. (Я использую общепринятое уравнение, игнорируя тот факт, что Mg(OH)Br будет дальше реагировать с кислотой).
Образуется спирт. Одним из ключевых применений реактивов Гриньяра является возможность легкого получения сложных спиртов. Какой спирт вы получите, зависит от карбонильного соединения, с которого вы начали, другими словами, от того, что такое R и R' .Реактивы Гриньяра широко используются для синтеза различных классов органических соединений. Некоторые примеры представлены ниже.
Почему реактивы Гриньяра реагируют с карбонилами?
Двойная связь углерод-кислород также сильно полярна, со значительным количеством положительного заряда на атоме углерода. Таким образом, реактив Гриньяра может служить нуклеофилом из-за притяжения между небольшой отрицательностью атома углерода в реактиве Гриньяра и положительностью углерода в карбонильном соединении. Нуклеофил — это отрицательный (или слабоотрицательный) атом, атакующий положительные (или слабоположительные) центры в других молекулах или ионах .
Приготовление реактива Гриньяра, фенилмагнийбромида
Реактивы Гриньяра играют ведущую роль в органическом синтезе. Эти соединения могут быть адаптированы для получения большого количества функциональных групп, а образование и реакция магнийорганических производных являются одним из основных применений алкилгалогенидов в органическом синтезе. Реакция галогенида и магния происходит на поверхности металла и формально представляет собой окисление металла. Реакцию обычно проводят в сухом эфирном растворителе, причем эфир действует как основание Льюиса, сольватируя реактив Гриньяра и позволяя ему диффундировать от металла. Для образования металлорганического реагента требуется активная поверхность на металле, и могут возникнуть некоторые трудности с запуском реакции из-за оксидов металлов на поверхности металла. Растирание магния в ступке в течение нескольких минут перед использованием часто эффективно для получения чистой поверхности. Еще один полезный прием для начала реакции — добавление в смесь небольшого кристалла йода, который вступает в реакцию с магнием с образованием очень реакционноспособной соли йодида магния (MgI2).
Процедура
Двойная связь углерод-кислород также сильно полярна, со значительным количеством положительного заряда на атоме углерода. Таким образом, реактив Гриньяра может служить нуклеофилом из-за притяжения между небольшой отрицательностью атома углерода в реактиве Гриньяра и положительностью углерода в карбонильном соединении. Нуклеофил — это отрицательный (или слабоотрицательный) атом, атакующий положительные (или слабоположительные) центры в других молекулах или ионах.
Приготовление реактива Гриньяра, фенилмагнийбромида
Реактивы Гриньяра играют ведущую роль в органическом синтезе. Эти соединения могут быть адаптированы для получения большого количества функциональных групп, а образование и реакция магнийорганических производных являются одним из основных применений алкилгалогенидов в органическом синтезе. Реакция галогенида и магния происходит на поверхности металла и формально представляет собой окисление металла. Реакцию обычно проводят в сухом эфирном растворителе, причем эфир действует как основание Льюиса, сольватируя реактив Гриньяра и позволяя ему диффундировать от металла. Для образования металлорганического реагента требуется активная поверхность на металле, и могут возникнуть некоторые трудности с запуском реакции из-за оксидов металлов на поверхности металла. Растирание магния в ступке в течение нескольких минут перед использованием часто эффективно для получения чистой поверхности. Еще один полезный прием для начала реакции — добавление в смесь небольшого кристалла йода, который вступает в реакцию с магнием с образованием очень реакционноспособной соли йодида магния (MgI2).
Процедура
Реактив Гриньяра готовят, сначала снабжая сухую круглодонную колбу объемом 250 мл осушающей трубкой из CaCl2. Используемый магний (2 г = 0,082 моля магниевой стружки) помещают в колбу, к ней непосредственно присоединяют трубку с хлористым кальцием, и колбу тщательно нагревают с помощью большой нагревательной плиты и реостата. Установите регулятор для большой нагревательной плиты на значение «6» и нагревайте колбу до тех пор, пока она не станет слишком горячей, чтобы до нее можно было дотронуться пальцем. В колбе при охлаждении бассейны осушают воздух через хлористый кальций. Снимите нагревательный элемент и охладите до комнатной температуры (колба должна быть чуть теплой для вашей руки или более прохладной), прежде чем продолжить. Удалите осушительную трубку с хлоркальцием и влейте в круглодонную колбу на 250 мл 15 мл абсолютного эфира и 9 мл (13,5 г = 0,086 моля) бромбензола. Замените осушительную трубку CaCl2. Если нет немедленных признаков реакции, инициируйте реакцию, измельчив часть магниевой стружки. Для этого вставляют сухую палочку для перемешивания с уплощенным концом и тщательно придавливают кусочком магния о дно колбы под поверхностью жидкости, придавая палочке вращательное движение. При правильном выполнении жидкость слегка мутнеет, и на поверхности сжимаемого металла начинается быстрое пузырение.
Не запускайте воду через конденсатор, пока пары эфира не увлажнят соединение в верхней части конденсатора. При необходимости охладите колбу, коснувшись дна колбы ледяной баней, чтобы замедлить реакцию, но не используйте ее без крайней необходимости. Это необходимо только в том случае, если пары эфира выходят из верхней части сушильной трубы. Если вам нужно охладить реакцию, будьте осторожны, чтобы не замедлить реакцию слишком сильно, иначе она может остановиться и не начаться снова, когда лед будет удален. Энергично встряхивайте колбу каждые шестьдесят секунд. Как только реакция начинается, самопроизвольное кипение в разбавленной смеси может быть медленным или стать медленным. Если это так, добавьте в колбу еще несколько мл бромбензола. Реакция завершается, когда эфир перестает пузыриться и остается лишь несколько небольших остатков металла. Отметьте уровень эфира в колбе. Во время реакции, проверьте, чтобы объем эфира не уменьшился. Если да, добавьте еще сухого эфира. Поскольку раствор реактива Гриньяра при стоянии портится, следующий этап следует начинать сразу.
Конденсация реактива Гриньяра с метилбензоатом
Смешать 5 г (0,037 моль; 1,09 г/мл) метилбензоата и 15 мл абсолютного эфира в делительной воронке, колбу с раствором реактива Гриньяра кратковременно охладить на бане со льдом. Снимите осушительную трубку и вставьте переходник Кляйзена и делительную воронку в верхнюю часть холодильника, как показано справа. Вводят по каплям раствор метилбензоата в течение 10 минут при таком охлаждении, которое требуется для контроля экзотермической реакции. На этой стадии соль продукта отделяется в виде белого твердого вещества. Вращайте колбу через равные промежутки времени, пока реакция не утихнет и колба не станет комнатной температуры. Сразу переходите к следующему шагу.
Гидролиз дополнительного продукта
Осторожно перелейте реакционную смесь в колбу Эрленмейера на 250 мл, содержащую 50 мл 10%-ной серной кислоты и примерно 25 г льда. Промойте реакционную колбу несколькими миллилитрами обычного (небезводного) эфира и несколькими миллилитрами 10%-ной серной кислоты. Добавьте эти промывные воды в колбу Эрленмейера. Хорошо взболтайте, чтобы способствовать гидролизу аддитивного соединения; основные соли магния превращаются в водорастворимые нейтральные соли, а трифенилкарбинол распределяется в эфирном слое. Может потребоваться дополнительное количество эфира (обычного), если исходный эфирный слой стал слишком низким из-за испарения. Вы можете остановиться на этом этапе, если не хватает времени для завершения следующей части. Храните маркированный Erlenmeyer в колпаке с слегка пригнанной корковой (не резиновой) пробкой.Когда неизрасходованный металлический Mg вступает в контакт с кислотой, будет происходить интенсивное выделение газообразного водорода, и реакционная смесь может вспениться, если добавление будет слишком быстрым.
Изоляция продукта
Если в вашем эфирном слое есть твердые белые кристаллы, эти кристаллы продукта образовались из-за того, что часть эфирного слоя испарилась. Эти кристаллы можно выделить, переливая смесь в делительную воронку через стеклянную воронку с небольшой пробкой из стекловаты на ножке. Промойте кристаллы небольшим количеством эфирного растворителя. Чтобы выделить оставшийся продукт, ополосните колбу Эрленмейера, из которой вы выливали исходный раствор, несколькими миллилитрами обыкновенного эфира и добавьте его в делительную воронку. Встряхните воронку, тщательно следя за тем, чтобы выпустить скопившийся в воронке газ. Слейте водный слой. Встряхните эфирный слой с 10% серной кислотой для дальнейшего удаления солей магния и удаления слоя серной кислоты. Эфирный слой промывают насыщенным раствором хлорида натрия для удаления растворенной в эфире воды. Удалите раствор хлорида натрия. Количество жидкости, используемой в этих операциях промывки, не является критическим. Как правило, адекватным является количество промывочной жидкости, равное одной трети объема эфира. Для окончательного высушивания эфирного раствора эфирный слой сливают из горловины делительной воронки в колбу Эрленмейера, добавляют около 5 г гранулированного безводного сульфата натрия, время от времени встряхивают колбу и через 5 минут сливают эфир из колбы. твердого осушителя в другую чистую сухую колбу Эрленмейера. К эфирному раствору добавляют 25 мл лигроина и закрывают колбу корковой пробкой. Оставьте смесь на ночь или до следующего лабораторного периода. После отстаивания должны образоваться кристаллы трифенилкарбинола. Основная примесь бифенила должна оставаться растворимой в растворителе перекристаллизации. Отфильтруйте кристаллы вакуумной фильтрацией до полного высыхания. Запишите массу выделенного продукта и рассчитайте выход в %. Возьмите точку плавления.
Синтезы психоактивных веществ с реактивом Гриньяра
Реактив Гриньяра используется в синтезе нескольких поверхностно-активных веществ. Например, при синтезе синтетических каннабиноидов для присоединения алкильной группы к атому азота индола (см. Пример синтеза JWH-018). Реакция протекает достаточно быстро в мягких условиях и не требует нагревания.
Нуклеофильное добавление реактива Гриньяра позволяет проводить некоторые неспецифические и стереоспецифические реакции с образованием амфетамина и его предшественника, такого как фенил-2-пропанон (P2P).
Другой метод применения реактива Гриньяра — использование на пути к синтезу мефедрона (4-MMC) с использованием 4-метилбензальдегида в качестве исходного материала.
Хорошо известна реакция иодида индолилмагния с замещенными алкилгалогенидами, например нитрилами Cl(CH2)nCN и хлорацетилдиэтиламидом, с образованием соответствующих 3-замещенных индолов, хотя очень реакционноспособные галогениды, такие как метилйодид и бензилхлорид, иногда дают 1 ,3-дизамещенные индолы. Этот путь ДМТ возможен с помощью реактива Гриньяра.
В дополнение к предыдущему разнообразию приложений, этот популярный подход используется на стадии синтеза кетамина при производстве (о-хлорфенил)-циклопентилкетона.
Заключение
Как видим, реактив Гриньяра широко используется в органическом синтезе и частично в производстве лекарств. Алкилгалогениды магния (также называемые реагентами Гриньяра) действуют как нуклеофилы, атакуя электрофильный атом углерода с образованием углерод-углеродной связи. Реакция Гриньяра является важным методом создания связей углерод-углерод, а также связей углерод-гетероатом. Этот список наиболее популярных реакций среди подпольных химиков показывает огромный потенциал применения реактива Гриньяра и представляет собой большое поле для исследований.