Mechanizm reakcji Wurtza. Jakie reakcje są typowe dla alkanów Definicja reakcji Wurtza
Nominalne reakcje organiczne
W chemii organicznej istnieje ogromna liczba reakcji, które noszą imię naukowca, który odkrył lub zbadał tę reakcję.
Nazwy reakcji można znaleźć w wielu podręcznikach chemii organicznej, ale chcę je podzielić na klasy związków chemicznych. I oczywiście są to dalekie od wszystkich reakcji nominalnych, są to reakcje często spotykane na szkolnym kursie chemii organicznej.
Reakcje nominalne :
- reakcja Wurtza- „nominalna” reakcja wydłużania łańcucha, a raczej podwojenia liczby atomów węgla:
C2H5 Cl + 2Na + Cl C2H5 → C4H10 + 2NaCl (butan otrzymano z etanu)
- Reakcja Konowałowa: W rozcieńczonym kwasie azotowym pod ciśnieniem alkany są nitrowane:
С2H6 + HNO3 (HO-NO2) → С2H5NO2 + H2O (nitroetan)
- Kolejna „nominalna” reakcja: Reakcja Kolbego: elektroliza soli:
2СH3COONa - (elektroliza) -→ СH3-CH3 (etan) + 2СO2 + 2Na
Reakcje nominalne:
- Przystąpienie przez Reguła Markownikowa:
wodór jest dodawany do najbardziej uwodornionego (= tego z największą ilością wodorów) atomu węgla przy wiązaniu podwójnym:
C H2 \u003d C H-CH3 + HCl \u003d CH3-C HCl -CH3
- Reakcja odwrotna - odwodornienie - rządy Zajcewa— wodór odejmuje się od najbardziej nienasyconego wodoru (najmniej uwodornionego) atomu węgla.
Reakcje nominalne:
- Reakcja Kucherowa
CH 3 -C≡CH + H 2 O -> (katalizator - Hg 2+) -> CH 3 -C (= O) -CH 3
Reakcje nominalne
- Formuła strukturalna, której teraz używamy - „domek dla ptaków”, nazywa się Formuła Kekule:
- Reakcja Zinina— redukcja nitrobenzenu i jego nitrohomologów:
- Reakcja Friedela-Craftza - alkilowanie arenów:
Jak to zastosować na egzaminie? Wyobraź sobie, że w części B było takie zadanie:
Połącz nominalną reakcję lub regułę z tą lub inną reakcją lub pożądaną regułą
1. Reakcja Wurtza 1. 2CH3CH2OH → CH2=CH–CH=CH2 (+ H2; + 2H2O)
2. Reakcja Kucherowa 2. R–H + HNO3 → R–NO2 (+ H2O)
3. Reakcja Zelinsky'ego 3. 2C2H5I + 2Na → n-C4H10 (+ 2NaI)
4. Reakcja Konowałowa 4. cyklo-C6H12 → C6H6 (+ 3H2)
5. Reakcja Zinina 5. C2H2 + H2O → CH3CHO
6. Reakcja Butlerowa 6. C6H5NO2 + H2 (H+) → C6H5NH2
7. Reguła Markownikowa 7. CH3CH2CH(OH)CH3 → CH3CH=CHCH3 (+ H2O)
8. Reguła Zajcewa 8. CH3CH2CH=CH2 + HCl → CH3CH2–CHCl–CH3
Generalnie takie zadania - nominalne reakcje - to rzadkość na egzaminie, ale lepiej wiedzieć, niż później zastanawiać się nad takim problemem! Tak, a powtarzanie jeszcze raz głównych reakcji organicznych nie jest zbyteczne.
Więcej na ten temat:
. R. Fittig rozszerzył reakcję Wurtza na obszar węglowodorów aromatycznych
Nowoczesne podejście do reakcji Wurtza
Aby przezwyciężyć wiele procesów ubocznych, zaproponowano zastosowanie bardziej selektywnych i nowoczesnych metod. Prowadzone są główne prace nad wykorzystaniem metali innych niż sód. Srebro, cynk, żelazo i ołów piroforyczny są używane do przeprowadzenia reakcji Wurtza. Ten ostatni odczynnik umożliwia przeprowadzenie reakcji w obecności grupy karboksylowej.
Wewnątrzcząsteczkowa reakcja Wurtza
W latach 90. XIX wieku. Freund i Gustavson zaproponowali wariant wewnątrzcząsteczkowy. Tak więc 1,3-dibromopropan można z powodzeniem przekształcić w cyklopropan poprzez działanie cynku w obecności jodku sodu jako aktywatora. Tą drogą można było otrzymać bisspirocyklopropan i bicyklobutan. Później zaproponowano wygenerowanie związków pośrednich Grignarda, które następnie prowadzą do wewnątrzcząsteczkowego sprzężenia krzyżowego w wyniku działania trifluorooctanu srebra. Ta metoda nie ma zastosowania do uzyskiwania średnich cykli.
Spinki do mankietów
Fundacja Wikimedia. 2010 .
Zobacz, czym jest „reakcja Wurtza” w innych słownikach:
Reakcja Wurtza lub metoda syntezy Wurtza do syntezy symetrycznych węglowodorów nasyconych przez działanie metalicznego sodu na halogenki alkilowe (zwykle bromki lub jodki): 2RBr + 2Na → R R + 2NaBr Reakcję Wurtza odkrył S. A. Wurtz (1855). P. Fittig ... ... Wikipedia
Metoda syntezy węglowodorów nasyconych przez działanie metalicznego sodu na halogenki alkilowe (najczęściej bromki lub jodki): 2RBr + 2Na → R R + 2NaBr. bp odkryta przez SA Wurtza. (1855). P. Fittig rozprowadził V. r. na… … Wielka radziecka encyklopedia
Kondensacja halogenków alkilowych pod działaniem Na (rzadziej Li lub K) z utworzeniem nasyconych węglowodorów: 2RHal + 2Na > RHR + 2NaHal, gdzie Hal to zwykle Br lub I. powstają halogenki alkilowe (RHal i RHal) ... ... Encyklopedia chemiczna
- ... Wikipedii
synteza org. związki przy użyciu magniorg. halogenki RMgHal (odczynniki Grignarda). Te ostatnie podaje się zazwyczaj w porcji: RHal + Mg > RMgHal. W tym przypadku p p RHal w eterze dietylowym dodaje się powoli, mieszając, do zawiesiny Mg w tym samym p ... Encyklopedia chemiczna
Zobacz reakcję Wurtza... Encyklopedia chemiczna
Otrzymywanie estrów b hydroksykarboksylowych z oddziaływaniem t. aldehydy lub ketony z estrami halogenokarboksylowymi w obecności. Zh (tzw. klasyczny P.p.): Diff. aldehydy i ketony (nasycone lub nienasycone, aromatyczne, ... ... Encyklopedia chemiczna
W chemii organicznej istnieje ogromna liczba reakcji, które noszą imię naukowca, który odkrył lub zbadał tę reakcję. Często w nazwie reakcji pojawiają się nazwiska kilku naukowców: mogą to być autorzy pierwszej publikacji (na przykład ... ... Wikipedia
Ten artykuł dotyczy związków chemicznych. Informacje na temat kanadyjskiej firmy aluminiowej można znaleźć w Rio Tinto Alcan… Wikipedia
Charles Adolphe Würtz Charles Adolphe Würtz ... Wikipedia
Książki
- Życie niezwykłych urządzeń, Kuramshin Arkady Iskanderovich, Jak stać się sławnym chemikiem? Bardzo prosta! Jego imieniem można nazwać odkrytą przez niego reakcję, nową substancję, a nawet odczynnik! Ale jeśli to nie wystarczy, to taki naukowiec ma jeszcze jeden ... Kategoria: Nauki chemiczne Seria: Naukowy pop Runet Wydawca: AST,
- Życie niezwykłych urządzeń, Kuramshin A., Jak zostać sławnym chemikiem? Bardzo prosta! Jego imieniem można nazwać odkrytą przez niego reakcję, nową substancję, a nawet odczynnik! Ale jeśli to nie wystarczy, to taki naukowiec ma jeszcze jeden… Kategoria:
REAKCJA WURZA– reakcja chemiczna, która umożliwia otrzymanie najprostszych związków organicznych - węglowodorów nasyconych.
Sama reakcja Wurtza polega na kondensacji halogenków alkilowych pod działaniem metalicznego Na, Li lub rzadziej K:
2RHal + 2Na®R-R + 2NaHal.
Czasami jest to interpretowane jako interakcja RNa lub RLi z R „Hal.
Reakcja została odkryta przez francuskiego chemika organicznego Charlesa Wurtza (1817-1884) w 1855 roku podczas próby uzyskania etylowo-sodowego z chlorku etylu i metalicznego sodu.
Pomimo tego, że reakcja Wurtza prowadzi do powstania nowego wiązania węgiel-węgiel, nie jest często stosowana w syntezie organicznej. Zasadniczo służy do otrzymywania węglowodorów nasyconych o długim łańcuchu węglowym, jest szczególnie przydatny do otrzymywania pojedynczych węglowodorów o dużej masie cząsteczkowej, a jak widać z powyższego schematu, do uzyskania danego halogenku należy przyjąć tylko jeden halogenek alkilu węglowodór, ponieważ po kondensacji dwóch halogenków alkilowych otrzymuje się mieszaninę wszystkich trzech możliwych kombinacji produktów. Dlatego, jeśli stosuje się halogenek alkilu i sód, w reakcji Wurtza można otrzymać tylko węglowodory o parzystej liczbie atomów węgla. Reakcja Wurtza przebiega najskuteczniej z pierwszorzędowymi jodkami alkilowymi. Bardzo niskie wydajności docelowego produktu uzyskuje się metodą Wurtza dla drugorzędowych halogenków alkilowych. Reakcję zwykle prowadzi się w eterze dietylowym. Zastosowanie węglowodorów jako rozpuszczalników zmniejsza selektywność reakcji.
Jeśli jednak stosuje się wstępnie przygotowany związek metaloorganiczny, taki jak alkilolit, można również uzyskać niesymetryczne produkty kondensacji:
RLi + R"Hal® R – R" + LiHal
W obu przypadkach reakcji towarzyszy powstawanie dużej liczby produktów ubocznych w wyniku procesów ubocznych. Ilustruje to przykład interakcji etylolitu z 2-bromotanem:
W tym przypadku jako produkt reakcji Wurtza powstaje 3-metylononan i szereg produktów ubocznych we wskazanych stosunkach molowych.
Oprócz sodu w reakcji Wurtza zastosowano metale, takie jak srebro, cynk, żelazo, miedź i ind.
Reakcja Wurtza została z powodzeniem wykorzystana do wewnątrzcząsteczkowych kondensacji do budowy układów karbocyklicznych. Tak więc cyklopropan można otrzymać z 1,3-dibromopropanu pod działaniem metalicznego cynku i jodku sodu (jako promotora reakcji):
Można również skonstruować inne napięte układy karbocykliczne. Na przykład z 1,3-dibromoadamantanu, stosując stop sodowo-potasowy, można otrzymać 1,3-dehydroadamantan:
A interakcja 1-bromo-3-chloro-cyklobutanu z sodem prowadzi do bicyklobutanu:
Znanych jest wiele odmian reakcji Wurtza, które otrzymały własne nazwy. Są to reakcja Wurtza-Fittiga i reakcja Ullmanna. Pierwszym z nich jest kondensacja halogenku alkilu i arylu pod działaniem sodu z wytworzeniem pochodnej alkiloaromatycznej. W przypadku reakcji Ullmanna do kondensacji wprowadza się zwykle jodki arylu, a zamiast sodu stosuje się świeżo przygotowaną miedź, reakcja ta umożliwia otrzymanie z dużą wydajnością różnych pochodnych biarylowych, w tym niesymetrycznych zawierających podstawnik w jednym z jądra aromatyczne:
Uważa się, że mechanizm reakcji Wurtza składa się z dwóch głównych etapów:
1) tworzenie pochodnej metaloorganicznej (jeśli używany jest metal, a nie wstępnie przygotowany związek metaloorganiczny):
RHal + 2Na ® R–Na + NaHal,
2) oddziaływanie utworzonego, w tym przypadku, organicznego związku sodu z inną cząsteczką halogenku alkilu:
RHal + R–Na® RR + NaHal.
W zależności od charakteru R i warunków reakcji drugi etap procesu może przebiegać według mechanizmu jonowego lub rodnikowego.
Władimir Korołkow
, kondensacja halogenków alkilowych pod działaniem Na (rzadziej - Li lub K) z tworzeniem nasyconych węglowodorów:2RHal + 2Na -> R-R + 2NaHal,
gdzie Hal to zwykle Br lub I. Gdy jest używany w dekompozycji dystryktu. halogenki alkilowe (RHal i R"Hal) tworzą trudną do rozdzielenia mieszaninę wszystkich możliwych produktów (R-R, R"-R", R"-R).
V r. płynie łatwo, jeśli halogenek alkilu ma duży mol. masa, a halogen jest związany z pierwszorzędowym atomem C. Proces prowadzi się w niskich temperaturach w solwatujących p-rozpuszczalnikach. Tak więc w THF reakcja przebiega szybko iz dobrą wydajnością nawet w temperaturze -80°C.
Przyjmuje się, że mechanizm p-tion obejmuje powstawanie rodnikowych jonów i rodników:
Jednak fakt odwrócenia konfiguracji niektórych optycznie czynnych halogenków alkilowych (np. 2-chlorooktanu w p-tionie z Na) nie wyklucza możliwości heterolizy. mechanizm.
Reakcję odkrył S. Wurtz w 1855 roku i stosuje się ją głównie do otrzymywania węglowodorów o długim łańcuchu węglowym. W innych przypadkach, zwłaszcza przy otrzymywaniu niesymetrycznych alkanów, dec. Modyfikacje rzeki V. omówione poniżej.
Do syntezy tłuszczów aromatycznych. połączenie użyj modyfikacji Fittiga (dzielnica Wurtz-Fittig):
ArHal + RHal + 2Na -> Ar-R + 2NaHal
reakcja została odkryta przez R. Fittiga w 1855 r. Alkany często powstają z dobrą wydajnością przy użyciu odczynnika Grignarda, na przykład:
Asymetryczne węglowodory nasycone otrzymuje się za pomocą mediorg. połączenie:
R-tion, podobnie jak V. p., służy do syntezy elementoorg. połączenie i bicykliczny. połączenie, na przykład:
Oświetlony.: Reakcje związków metaloorganicznych jako procesy redoks, M., 1981, s. 16-38. NP. Ter-Gabriel.
Przydatne zasoby internetowe:
REAKCJA WURZA– reakcja chemiczna, która umożliwia otrzymanie najprostszych związków organicznych - węglowodorów nasyconych. Sama reakcja Wurtza polega na kondensacji halogenków alkilowych pod działaniem metalicznego Na, Li lub rzadziej K: 2RHal + 2Na = R–R + 2NaHal.Czasami jest to interpretowane jako interakcja RNa lub RLi z R „Hal.
Reakcję odkrył francuski chemik organiczny Charles Wurtz (Wurtz Charles (1817–1884) w 1855 r., próbując otrzymać etylosod z chlorku etylu i sodu metalicznego. Pomimo faktu, że reakcja Wurtza prowadzi do powstania nowego węgla- wiązanie węglowe, jest rzadko stosowane Stosowany jest głównie do otrzymywania węglowodorów nasyconych o długim łańcuchu węglowym, jest szczególnie przydatny w otrzymywaniu pojedynczych węglowodorów o dużej masie cząsteczkowej oraz, jak widać z powyższego schematu, tylko jednego halogenku alkilu należy przyjąć, aby otrzymać dany węglowodór, ponieważ podczas kondensacji dwóch halogenków alkilowych otrzymuje się mieszaninę wszystkich trzech możliwych produktów sprzęgania.
Dlatego, jeśli stosuje się halogenek alkilu i sód, w reakcji Wurtza można otrzymać tylko węglowodory o parzystej liczbie atomów węgla. Reakcja Wurtza przebiega najskuteczniej z pierwszorzędowymi jodkami alkilowymi. Bardzo niskie wydajności docelowego produktu uzyskuje się metodą Wurtza dla drugorzędowych halogenków alkilowych. Reakcję zwykle prowadzi się w eterze dietylowym. Zastosowanie węglowodorów jako rozpuszczalników zmniejsza selektywność reakcji.
Jeśli jednak stosuje się wstępnie przygotowany związek metaloorganiczny, taki jak alkilolit, można również uzyskać niesymetryczne produkty kondensacji:
RLi + R"Hal = R - R" + LiHal
W obu przypadkach reakcji towarzyszy powstawanie dużej liczby produktów ubocznych w wyniku procesów ubocznych. Ilustruje to przykład interakcji etylolitu z 2-bromotanem:
.
W tym przypadku jako produkt reakcji Wurtza powstaje 3-metylononan i szereg produktów ubocznych we wskazanych stosunkach molowych.
Oprócz sodu w reakcji Wurtza użyto metali takich jak srebro, cynk, żelazo, miedź i ind.
Reakcja Wurtza została z powodzeniem wykorzystana do wewnątrzcząsteczkowych kondensacji do budowy układów karbocyklicznych. Tak więc cyklopropan można otrzymać z 1,3-dibromopropanu pod działaniem metalicznego cynku i jodku sodu (jako promotora reakcji):
Można również skonstruować inne napięte układy karbocykliczne. Na przykład z 1,3-dibromoadamantanu, stosując stop sodowo-potasowy, można otrzymać 1,3-dehydroadamantan:
.
A interakcja 1-bromo-3-chloro-cyklobutanu z sodem prowadzi do bicyklobutanu:
.
Znanych jest wiele odmian reakcji Wurtza, które otrzymały własne nazwy. Są to reakcja Wurtza-Fittiga i reakcja Ullmanna. Pierwszym z nich jest kondensacja halogenku alkilu i arylu pod działaniem sodu z wytworzeniem pochodnej alkiloaromatycznej. W przypadku reakcji Ullmanna do kondensacji wprowadza się zwykle jodki arylu, a zamiast sodu stosuje się świeżo przygotowaną miedź, reakcja ta umożliwia otrzymanie z dużą wydajnością różnych pochodnych biarylowych, w tym niesymetrycznych zawierających podstawnik w jednym z jądra aromatyczne:
.
Uważa się, że mechanizm reakcji Wurtza składa się z dwóch głównych etapów:
1) tworzenie pochodnej metaloorganicznej (jeśli używany jest metal, a nie wstępnie przygotowany związek metaloorganiczny):
RHal + 2Na = R–Na + NaHal,
2) oddziaływanie powstałego w tym przypadku związku sodowo-organicznego z inną cząsteczką halogenku alkilu:
RHal + R-Na = RR + NaHal.
W zależności od charakteru R i warunków reakcji drugi etap procesu może przebiegać według mechanizmu jonowego lub rodnikowego.
Źródła: Zasoby internetowe
http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/himiya/REAKTSIYA_VYURTSA.html