Dengan sebatian karbonil

Bahan uji Grignard bertindak balas dengan pelbagai derivatif karbonil .

Tindak balas reagen Grignard dengan karbonil

Penggunaan bahan uji Grignard yang paling biasa ialah dalam proses alkilasi aldehid dan keton, iaitu tindak balas Grignard: [15]

Tindak balas CH 3 C(=O)CH(OCH 3 ) 2 dengan H 2 C=CHMgBr

Satu perkara yang perlu dimaklumkan ialah fungsi asetal (karbonil terlindung) tidak bertindak balas di dalam tindak balas tersebut.

Tindak balas sedemikian biasanya melibatkan kerja berasid berair, walaupun langkah ini jarang ditunjukkan dalam skema tindak balas. Dalam kes di mana bahan uji Grignard menambah kepada aldehid atau keton prochiral, model Felkin-Anh atau Peraturan Cram biasanya boleh meramalkan stereoisomer yang akan terbentuk. Dengan terbentuknya 1,3- diketon yang mudah dinyahproton dan substrat berasid yang berkaitan, bahan uji Grignard RMgX hanya berfungsi sebagai bes, memberikan anion enolat dan membebaskan alkana RH.

Bahan uji Grignard ialah nukleofil dalam penggantian alifatik nukleofilik contohnya dengan alkil halida dalam langkah utama dalam pengeluaran Naproxen perindustrian:

Sintesis naproxen Tindak balas reagen Grignard dengan pelbagai elektrofil

Tindak balas sebagai bes

Bahan uji Grignard berfungsi sebagai bes untuk substrat protik (skim ini tidak menunjukkan keadaan kerja, yang biasanya termasuk air). Bahan uji Grignard adalah bes dan bertindak balas dengan alkohol, fenol, dll. untuk memberikan alkoksida (ROMgBr). Terbitan fenoksida mudah terdedah kepada pembentukan oleh paraformaldehid untuk menghasilkan salisiladehid.[16]

Alkilasi logam dan metaloid

Seperti sebatian organolitium, bahan uji Grignard berguna untuk membentuk ikatan karbon-heteroatom.

R 4 B − Et 2 O ⋅ BF 3   or   NaBF 4 ↑ Et 2 O ⋅ BF 3   or   NaBF 4 Ph 2 PR ← Ph 2 PCl RMgX → Bu 3 SnCl Bu 3 SnR B ( OMe ) 3 ↓ B ( OMe ) 3 RB ( OMe ) 2 {\displaystyle {\begin{matrix}{\ce {R4B-}}\\{\color {White}\scriptstyle {\ce {Et2O.BF3\ or\ NaBF4}}}{\Bigg \uparrow }\scriptstyle {\ce {Et2O.BF3\ or\ NaBF4}}\\{\ce {Ph2PR<-[{\ce {Ph2PCl}}]RMgX->[{\ce {Bu3SnCl}}]Bu3SnR}}\\{\color {White}\scriptstyle {\ce {B(OMe)3}}}{\Bigg \downarrow }\scriptstyle {\ce {B(OMe)3}}\\{\ce {RB(OMe)2}}\end{matrix}}}

Bahan uji Grignard bertindak balas dengan banyak elektrofil yang berasaskan logam. Sebagai contoh, mereka menjalani transmetallation dengan kadmium klorida (CdCl2) untuk memberikan dialkylcadmium : [17]

2 RMgX + CdCl2 → R2Cd + 2 Mg(X)Cl

Keseimbangan Schlenk

Kebanyakan tindak balas Grignard dijalankan dalam pelarut halus, terutamanya dietil eter dan THF. Bahan uji Grignard bertindak balas dengan 1,4-dioksana untuk memberikan sebatian diorganomagnesium dan polimer koordinasi tidak larut MgX2(dioksana)2 dan (R = kumpulan organik, X = halida):

2 RMgX + dioksana ⇌ R2Mg + MgX2(dioksana)2

Tindak balas ini mengeksploitasi keseimbangan Schlenk, memacunya ke arah kanan di dalam persamaan tadi.

Prekursor kepada magnesiat

Bahan uji Grignard bertindak balas dengan sebatian organolitium untuk memberikan kompleks makan (Bu = butyl): [18]

BuMgBr + 3 BuLi → LiMgBu3 + BuBr

Gandingan dengan halida organik

Bahan uji Grignard biasanya tidak bertindak balas dengan halida organik, berbeza dengan kereaktifan tinggi mereka dengan halida kumpulan utama yang lain. Walau bagaimanapun, dengan kehadiran pemangkin logam, bahan uji Grignard mengambil bahagian dalam tindak balas gandingan C-C. Sebagai contoh, nonylmagnesium bromide bertindak balas dengan metil p-chlorobenzoate untuk memberikan asid p-nonylbenzoik, dengan kehadiran Tris(acetylacetonato)ferum(III) (Fe(acac)3), selepas bekerja dengan NaOH untuk menghidrolisis ester, ditunjukkan seperti berikut. . Tanpa Fe(acac)3, reagen Grignard akan menyerang kumpulan ester ke atas aril halida.

Sintesis 4-nonylbenzoicacid menggunakan reagen grignard

Untuk gandingan aril halida dengan bahan uji aril Grignard, nikel klorida dalam tetrahydrofuran (THF) juga merupakan pemangkin yang baik. Selain itu, pemangkin berkesan untuk gandingan alkil halida ialah mangkin Gilman litium tetraklorokurat (Li2CuCl4), disediakan dengan mencampurkan litium klorida (LiCl) dan kuprum(II) klorida (CuCl2) dalam THF. Gandingan Kumada-Corriu memberikan akses kepada stirena [digantikan] .

Pengoksidaan

Rawatan bahan uji Grignard dengan oksigen memberikan organoperoksida magnesium. Hidrolisis bahan ini menghasilkan hidroperoksida atau alkohol. Tindak balas ini melibatkan perantaraan radikal .

R − MgX + O 2 ⟶   R ⋅ + O 2 ⋅ − + MgX + ⟶ R − O − O − MgX +   H 3 O + ⟶ R − O − O − H +   HO − MgX + H + ↓ R − MgX R − O − MgX +   H 3 O + ⟶ R − O − H +   HO − MgX + H + {\displaystyle {\begin{array}{lcrll}{\ce {{R-MgX}+ O2 ->}}\ {\color {Red}{\ce {{R.}+ O2^{.-}}}}+{\ce {MgX+ ->}}&{\ce {R-O-O-MgX}}&{\color {Gray}+\ {\ce {H3O+}}}&{\ce {-> {R-O-O-H}}}&{\color {Gray}+\ {\ce {{HO-MgX}+ H+}}}\\&{\Bigg \downarrow }{\ce {R-MgX}}\\&{\ce {R-O-MgX}}&{\color {Gray}+\ {\ce {H3O+}}}&{\ce {-> {R-O-H}}}&{\color {Gray}+\ {\ce {{HO-MgX}+ H+}}}\\\end{array}}}

Pengoksidaan mudah bahan uji Grignard untuk memberikan alkohol adalah sedikit kepentingan praktikal kerana hasil umumnya lemah. Sebaliknya, urutan dua langkah melalui borane (vide supra) yang kemudiannya dioksidakan kepada alkohol dengan hidrogen peroksida adalah kegunaan sintetik.

Utiliti sintetik pengoksidaan Grignard boleh ditingkatkan dengan tindak balas bahan uji Grignard dengan oksigen dengan kehadiran alkena kepada alkohol lanjutan etilena.[19] Pengubahsuaian ini memerlukan aril atau vinil Grignards. Menambah hanya Grignard dan alkena tidak menghasilkan tindak balas yang menunjukkan bahawa kehadiran oksigen adalah penting. Satu-satunya kelemahan ialah keperluan sekurang-kurangnya dua setara Grignard walaupun ini sebahagiannya boleh dielakkan dengan penggunaan sistem dwi Grignard dengan Grignard penurun murah seperti n-butilmagnesium bromida.

Contoh pengoksidaan oksigen Grignard

Penghapusan

Dalam sintesis olefin Boord, penambahan magnesium kepada β-haloeter tertentu boleh menghasilkan tindak balas penyingkiran kepada alkena. Tindak balas ini boleh mengehadkan kegunaan tindak balas bahan uji Grignard.

Sintesis olefin Boord, X = Br, I, M = Mg, Zn