Reacția Wurtz
Reacția Wurtz poartă numele lui Charles-Adolphe Wurtz , care a descoperit-o în 1855. [1] [2] Este o reacție de cuplare în care două halogenuri de alchil reacționează cu sodiul pentru a forma o nouă legătură carbon-carbon:
Reacția este utilizată în chimia organică , chimia organometalică și, de asemenea, în polimerii anorganici din principalele grupe. Au fost utilizate și alte metale, inclusiv argint , zinc , fier , cupru activat, indiu și un amestec de mangan și clorură de cupru. [3] Reacția analogă cu halogenurile de arii se numește reacția Wurtz-Fittig .
Mecanism
Reacția constă într-un schimb metal-halogen care implică radicalul R • (similar formării unui reactiv Grignard ) și formarea ulterioară a legăturii carbon-carbon într-o reacție de substituție nucleofilă .
Inițial, un electron este transferat din metal în halogen, formând o halogenură metalică și un radical alchil.
- R - X + M → R • + M + X -
Radicalul alchil acceptă apoi un electron dintr-un alt metal formând un anion alchil, în timp ce metalul devine cationic. Acest intermediar a fost izolat în mai multe cazuri.
- R • + M → R - M +
Carbonul nucleofil al anionului alchil înlocuiește apoi halogenura într-o reacție S N2 , formând o nouă legătură covalentă carbon-carbon.
- R - M + + R - X → R - R + M + X -
Exemple și condiții de reacție
Un exemplu tipic este reacția iodurii de metil sau a clorurii de etil cu pulberea de sodiu metalic folosind eter anhidru ca solvent. Se formează un alcan conținând dublul numărului de atomi de carbon; de exemplu, etanul se obține cu iodură de metil, iar n-butanul se obține cu clorură de etil.
Solventul, eterul în acest caz, trebuie să fie anhidru (lipsit de umiditate) deoarece anionii alchil sunt atât de bazici (protonul alchil are un pK de aproximativ 48-50) încât deprotonează apa (în ioni hidroxid) pentru a forma alcani, și reducerea randamentului produsului dorit.
Datorită diferitelor limitări (vezi mai jos), reacția Wurtz este utilizată foarte rar, mai ales că alcanii pot fi obținuți din multe alte surse, de exemplu din țiței sau din transformarea acizilor grași . Cu toate acestea, reacția Wurtz este utilă pentru închiderea inelelor mici, în special cu trei membri: diciclobutanul a fost preparat în acest mod pornind de la 1-brom-3-clorociclobutan și sodiu, obținându-se produsul final cu un randament de 95%.
Limitări
Reacția Wurtz este limitată la sinteza alcanilor simetrici. Dacă se utilizează două halogenuri de alchil diferite ca reactanți, se obține un amestec de alcani care este adesea dificil de separat, deoarece punctele de fierbere sunt similare și, prin urmare, distilarea nu funcționează. De asemenea, deoarece reacția implică radicali liberi, pot apărea reacții secundare care formează alchene . Aceste reacții secundare devin mai importante atunci când în halogenură de alchil carbonul legat de halogen este aglomerat. Motivul este că energia de activare necesară pentru reacția S N2 în etapa a doua devine semnificativ ridicată, iar mecanismul alternativ de eliminare este astfel favorizat.
Notă
- ^ A. Wurtz, Sur une nouvelle classe de radicaux organes , în Annales de chimie et de physique , vol. 44, 1855, pp. 275-312. Adus la 11 ianuarie 2011 .
- ^ A. Wurtz, Ueber eine neue Klasse organischer Radicale , în Annalen der Chemie und Pharmacie , vol. 96, nr. 3, 1855, pp. 364-375, DOI : 10.1002 / jlac.18550960310 . Adus la 11 ianuarie 2011 .
- ^ MB Smith și J. March, chimia organică avansată a lui March: reacții, mecanisme și structură , Wiley & Sons, 2001, ISBN 0-471-58589-0 .
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre reacția lui Wurtz
