GRIGNARD REAGENT

PENGERTIAN PEREAKSI GRIGNARD

Reaksi Grignard adalah reaksi kimia organologam di mana alkil - atau Aril-magnesium halides (reagen Grignard) menambah gugus karbonil Aldehida atau keton. Reaksi ini adalah alat penting untuk pembentukan ikatan antar karbon. Reaksi Halida organik dengan magnesium bukan reaksi Grignard, tetapi menyediakan peraksi Grignard. Pereaksi Grignard memiliki rumus umum RMgX dimana X adalah sebuah halogen, dan R adalah sebuah gugus alkil atau aril (berdasarkan pada sebuah cincin benzen). Pereaksi Grignard sederhana bisa berupa CH3CH2MgBr.

Sebuah contoh dari reaksi grignard

Reaksi dan pereaksi Grignard ditemukan oleh dan diberi nama sesuai dengan penemunya yaitu kimiawan Perancis François Auguste Victor Grignard (Universitas Nancy, Perancis), yang dianugerahi Nobel Kimia tahun 1912 ini bekerja Grignard reagen mirip dengan menghasilkan reagen karena keduanya nukleofil kuat yang dapat membentuk ikatan antar karbon yang baru.

MEKANISME REAKSI

Reagen Grignard berfungsi sebagai nukleofil, menyerang atom karbon elektrofilik yang hadir dalam ikatan polar gugus karbonil. Penambahan pereaksi Grignard untuk karbonil biasanya hasil melalui keadaan transisi enam-beranggota cincin.Mekanisme dari reaksi Grignard:

Namun, dengan pereaksi Grignard terhalang, reaksi dapat melanjutkan dengan transfer elektron tunggal. Jalur serupa diasumsikan untuk reaksi lain dari reagen Grignard, misalnya, dalam pembentukan ikatan antara karbon-fosfor, timah-karbon, karbon-silikon, boron-karbon dan karbon-heteroatom.

PEMBUATAN PEREAKSI GRIGNARD

Pereaksi Grignard dibuat dengan menambahkan halogenalkana ke dalam sedikit magnesium pada sebuah labu kimia yang mengandung etoksietana (umumnya disebut dietil eter atau hanya "eter"). Labu kimia dihubungkan dengan sebuah kondensor refluks, dan campuran dipanaskan di atas penangas air selama 20 hingga 30 menit.

Segala sesuatunya akan mengering sempurna karena pereaksi Grignard bereaksi dengan air (lihat berikut). Setiap reaksi yang menggunakan pereaksi Grignard dilakukan dengan campuran yang dihasilkan dari reaksi di atas. Digunakan campuran sebab pereaksi Grignard tidak bisa dipisahkan.Bentuk pereaksi Grignard melalui reaksi Halida alkil atau Aril dengan magnesium logam. Reaksi dilakukan dengan menambahkan Halida organik ke suspensi dari magnesium dalam pelarut etherial, dimana yang menyediakan ligan diperlukan untuk menstabilkan organomagnesium senyawa. Bukti empiris menunjukkan bahwa reaksi terjadi pada permukaan logam. Reaksi hasil melalui transfer elektron tunggal: dalam reaksi pembentukan Grignard, radikal dapat dikonversi ke karbanions melalui transfer elektron kedua.R−X + Mg → R−X•− + Mg•+R−X•− → R• + X−R• + Mg•+ → RMg+RMg+ + X- → RMgXBatasan pereaksi Grignard adalah bahwa mereka tidak siap bereaksi dengan alkil halida melalui mekanisme SN2. Di sisi lain, mereka siap berpartisipasi dalam reaksi transmetalation:RMgX + ArX → ArR + MgX2Untuk tujuan ini, tersedia secara komersial pereaksi Grignard sangat berguna karena rute ini menghindari masalah dengan inisiasi.Dalam pembuatan pereaksi Grignard harus diperhatikan beberapa hal :

1.Kondisi Reaksi

Dalam reaksi melibatkan pereaksi Grignard, sangat penting untuk mengecualikan air dan udara, yang dengan cepat memusnahkan pereaksi dengan protonolysis atau oksidasi. Karena kebanyakan reaksi

Grignard dilakukan di anhidrat dietil eter atau tetrahidrofuran, reaksi samping dengan air dibatasi oleh selimut pelindung yang disediakan oleh uap pelarut. Skala kecil atau kuantitatif persiapan harus dilakukan di bawah nitrogen atau argon atmosfer, menggunakan teknik udara bebas. Meskipun reagen yang masih perlu kering, USG dapat memungkinkan Grignard reagen untuk membentuk dalam pelarut basah dengan mengaktifkan magnesium sedemikian rupa sehingga itu mengkonsumsi air.

2.Magnesium

Ciri khas reaksi Grignard melibatkan penggunaan pita magnesium. Semua magnesium dilapisi dengan lapisan pemasifan magnesium oksida, yang menghambat reaksi dengan Halida organik. Magnesium khusus diaktifkan, seperti Rieke magnesium, circumvents masalah ini. Lapisan oksida juga dapat broken menggunakan USG, atau menambahkan beberapa tetes yodium atau 1,2-diiodoethane.

3.Pelarut

Biasanya reagen Grignard ditulis sebagai RMgX, tetapi kenyataannya pusat magnesium(II) tetrahedral ketika larut dalam pelarut dasar Lewis, seperti yang ditunjukkan di sini untuk bis adisi methylmagnesium klorida dan THF. Kebanyakan reaksi Grignard dilakukan dalam pelarut halus, terutama dietil eter dan THF. Dengan dioksan diether chelating, reagen Grignard beberapa mengalami reaksi redistribusi memberikan senyawa diorganomagnesium (R = organik grup, X = Halida):2 RMgX + dioxane dalam keseimbangan dengan R2Mg + MgX2(dioxane)Reaksi ini adalah yang dikenal sebagai kesetimbangan schlenk.

4.Pengujian Pereaksi Grignard

Karena pereaksi Grignard sangat sensitif terhadap kelembaban dan oksigen, banyak metode telah dikembangkan untuk menguji kualitas dari batch. Tes khas melibatkan titrations dengan reagen protic weighable, anhidrat, misalnya mentol hadapan warna-indikator. Interaksi pereaksi Grignard dengan phenanthroline atau 2,2-bipyridine menyebabkan perubahan warna.Proses InisiasiBanyak metode telah dikembangkan untuk memulai reaksi Grignard lamban. Metode ini melemahkan lapisan pemasifan MgO, sehingga mengekspos sangat reaktif magnesium untuk Halida organik. Metode mekanis meliputi menghancurkan potongan Mg di situ, aduk cepat dan sonication dari suspensi. Yodium, metil iodida dan 1,2-dibromoethane yang umum mengaktifkan agen. Penggunaan 1,2-dibromoethane sangat menguntungkan karena tindakan dapat dipantau dengan pengamatan dari gelembung etilen. Selain itu, produk samping tidak berbahaya:Mg + BrC2H4Br → C2H4 + MgBr2The amount of Mg consumed by these activating agents is usually insignificant. A small amount of mercuric chloride will amalgamate the surface of the metal, allowing it to react.Jumlah Mg yang dikonsumsi oleh agen ini mengaktifkan biasanya tidak signifikan. Sejumlah kecil mercuric chloride akan menggabungkan permukaan logam, memungkinkan untuk bereaksi.Produksi IndustriReagen Grignard diproduksi di industri untuk digunakan di situ, atau dijual. Sebagai dengan pada skala

bangku, masalah utama adalah bahwa inisiasi; sebagian dari kumpulan sebelumnya reagen Grignard sering digunakan sebagai inisiator. Reaksi Grignard eksotermik, dan exothermicity ini harus dipertimbangkan ketika reaksi adalah skala-up dari laboratorium untuk produksi tanaman. Reagen Grignard banyak methylmagnesium bromida, methylmagnesium klorida, phenylmagnesium bromida dan allylmagnesium bromida tersedia secara komersial sebagai tetrahidrofuran atau dietil eter solusi.Sebuah contoh dari reaksi Grignard adalah langkah kunci dalam produksi industri Tamoxifen (saat ini digunakan untuk pengobatan kanker payudara reseptor estrogen perempuan)

REAKSI-REAKSI DARI PEREAKSI GRIGNARD

Reaksi pereaksi Grignard dengan air

Pereaksi Grignard bereaksi dengan air menghasilkan alkana. Inilah sebabnya mengapa segala sesuatunya harus menjadi kering selama pembuatan seperti dijelaskan di atas.Sebagai contoh:

Produk organik yang dihasilkan pada reaksi di atas, Mg(OH)Br, disebut sebagai sebuah "bromida basa". Anda bisa menganggap produk ini sebagai produk transisi antara magnesium bromida dan magnesium hidroksida.

Reaksi pereaksi Grignard dengan karbon dioksida

Pereaksi Grignard bereaksi dengan karbon dioksida dalam dua tahapan. Pada tahapan pertama, pereaksi Grignard diadisi ke karbon dioksida. Karbon doksida kering digelembungkan melalui sebuah larutan pereaksi Grignard dalam etoksietana, yang dibuat seperti dijelaskan di atas.Sebagai contoh:

Produk yang terbentuk ini selanjutnya dihidrolisis (direaksikan dengan air) dengan bantuan asam encer. Biasanya, anda bisa menambahkan asam sulfat encer atau asam hidroklorat encer ke dalam larutan yang dihasilkan oleh reaksi dengan CO2. Jika ditambahkan satu atom karbon lagi, maka akan terbentuk asam karboksilat bukan pereaksi Grignard.Persamaan reaksinya bisa dituliskan sebagai berikut:

Hampir semua sumber menyebutkan pembentukan sebuah halida basa seperti Mg(OH)Br sebagai produk lain dari reaksi ini. Anggapan ini tidak tepat karena senyawa-senyawa ini bereaksi dengan asam-asam encer. Hasil dari reaksi ini adalah campuran antara ion-ion magnesium terhidrasi biasa, ion-ion halida dan ion-ion sulfat atau klorida – tergantung pada asam encer apa yang ditambahkan.

Reaksi pereaksi Grignard dengan senyawa-senyawa karbonil

Reaksi antara berbagai macam senyawa karbonil dengan pereaksi Grignard bisa terlihat sedikit rumit, walaupun pada kenyataannya semua senyawa karbonil bereaksi dengan cara yang sama – yang berbeda hanyalah gugus-gugus yang terikat pada ikatan rangkap C=O.

Apa yang terjadi pada reaksi ini jauh lebih mudah dipahami dengan mencermati persamaan umumnya (menggunakan gugus "R" bukan gugus tertentu) – setelah anda memahami dengan gugus R barulah bisa

diganti dengan gugus yang sesungguhnya jika diperlukan.Reaksi-reaksi yang terjadi pada dasarnya sama untuk reaksi dengan karbon dioksida – yang membedakan hanya sifat-sifat produk organiknya.Pada tahap pertama, pereaksi Grignard diadisi ke ikatan rangkap C=O:

Asam encer selanjutnya ditambahkan untuk menghidrolisisnya. (Pada persamaan berikut digunakan persamaan umum dengan tidak mempertimbangkan fakta bahwa Mg(OH)Br akan bereaksi lebih lanjut dengan asam yang ditambahkan.)

Alkohol terbentuk. Salah satu kegunaan penting dari pereaksi Grignard adalah kemampuannya untuk membuat alkohol-alkohol kompleks dengan mudah. Jenis alkohol yang dihasilkan tergantung pada senyawa karbonil yang digunakan – dengan kata lain, gugus R dan R’ yang dimiliki.

Reaksi antara pereaksi Grignard dengan metanal

Pada metanal, kedua gugus R adalah hidrogen. Metanal merupakan aldehid paling sederhana yang bisa terbentuk.

Dengan mengasumsikan bahwa anda memulai dengan CH3CH2MgBr dan menggunakan persamaan reaksi umum di atas, maka alkohol yang diperoleh akan selalu dalam bentuk berikut:

Karena kedua gugus R adalah atom hidrogen, maka produk akhirnya akan menjadi:

Sebuah alkohol primer terbentuk. Sebuah alkohol primer hanya memiliki satu gugus alkil terikat pada atom karbon yang mengikat gugus -OH. Jika anda menggunakan pereaksi Grignard yang berbeda, maka akan terbentuk alkohol primer yang berbeda pula.

Reaksi antara pereaksi Grignard dengan aldehid-aldehid lain

Aldehid setelah metanal adalah etanal. Salah satu dari gugus R nya adalah hidrogen dan yang lainnya adalah CH3.

Untuk memudahkan, anggap kembali gugus-gugus ini sebagai gugus R dan R’ pada persamaan umum. Alkohol yang terbentuk adalah:

Jika gugur R dan R’ diganti masing-masing dengan hidrogen dan CH3 (sebagaimana semestinya) maka produk tersebut akan menjadi:

Sebuah alkohol sekunder memliki dua gugus alkil (bisa sama atau berbeda) terikat pada atom karbon yang mengikat gugus -OH.Anda bisa merubah sifat dari alkohol sekunder ini dengan salah satu cara berikut:

Mengubah sifat-sifat pereaksi Grignard – yang mana akan mengubah gugus CH3CH2 menjadi beberapa gugus alkil yang lain;

mengubah sifat-sifat aldehid – yang mana akan mengubah gugus CH3 menjadi beberapa gugus alkil lainnya.

Reaksi antara pereaksi Grignard dengan keton

Keton memiliki dua gugus alkil yang terikat pada ikatan rangkap C=O. Keton yang paling sederhana adalah propanon.

Kali ini, jika gugus R diganti pada rumus umum untuk alkohol yang terbentuk, maka akan dihasilkan alkohol tersier.

Alkohol tersier memiliki tiga gugus alkil yang terikat pada atom karbon yang mengikat gugus -OH. Ketiga gugus alkil tersebut bisa sama atau berbeda.Anda bisa mengatur perubahan pada produk dengan cara

mengubah sifat-sifat pereaksi Grignard – yang mana akan merubah gugus CH3CH2 menjadi beberapa gugus alkil yang lain;

mengubah sifat-sifat keton – yang mana akan mengubah gugus-gugus CH3 menjadi gugus-gugus alkil lain sesuai dengan gugus pada keton yang digunakan.

Reaksi pereaksi Grignard dengan air

Pereaksi Grignard bereaksi dengan air menghasilkan alkana. Inilah sebabnya mengapa segala sesuatunya harus menjadi kering selama pembuatan seperti dijelaskan di atas.Sebagai contoh:

Produk organik yang dihasilkan pada reaksi di atas, Mg(OH)Br, disebut sebagai sebuah "bromida basa". Anda bisa menganggap produk ini sebagai produk transisi antara magnesium bromida dan magnesium hidroksida.