Реакция Вюрца - Wurtz reaction

Реакция Вюрца
Названный в честь Чарльз Адольф Вюрц
Тип реакции Реакция сцепления
Идентификаторы
Портал органической химии Вюрц-реакция

Реакция Вюрца , названная в честь Чарльза Адольфа Вюрца , представляет собой реакцию сочетания в органической химии , металлоорганической химии и недавно появившихся неорганических полимерах основной группы , при которой два алкилгалогенида реагируют с металлическим натрием в растворе сухого эфира с образованием более высокого алкана. В этой реакции алкилгалогениды обрабатывают металлическим натрием в сухом эфирном (свободном от влаги) растворе для получения высших алканов. Он также используется для получения высших алканов, содержащих четное число атомов углерода:

2 R − X + 2 Na → R − R + 2 Na + X -

Другие металлы также использовались для осуществления связи Вюрца, среди них серебро , цинк , железо , активированная медь , индий и смесь марганца и хлорида меди . Связанная с этим реакция с арилгалогенидами называется реакцией Вюрца – Фиттига . Это можно объяснить образованием свободнорадикального интермедиата и его последующим диспропорционированием с образованием алкена. Реакция Вюрца происходит по свободнорадикальному механизму, который делает возможными побочные реакции с образованием алкеновых продуктов.

Механизм

Реакция состоит из обмена металл-галоген с участием радикалов R · (аналогично образованию реактива Гриньяра ) с образованием углерод-углеродной связи, происходящим в реакции нуклеофильного замещения .

Один электрон металла передается галогену с образованием галогенида металла и алкильного радикала:

R − X + M → R · + M + X -

Затем алкильный радикал принимает электрон от другого атома металла с образованием алкиланиона:

R · + M → R - M +

Это промежуточное соединение было выделено в нескольких случаях.

Затем нуклеофильный углерод алкиланиона замещает галогенид в реакции S N 2 , образуя новую ковалентную связь углерод-углерод:

R - M + + R − X → R − R + M + X -

Примеры и условия реакции

Из-за ряда ограничений эта реакция используется редко. Например, он не переносит ряд функциональных групп . Однако сочетание Вюрца полезно для замыкания небольших, особенно трехчленных, колец. Бициклобутан получали таким образом из 1-бром-3-хлорциклобутана с выходом 95%. Реакция проводится в кипящем с обратным холодильником диоксане, при которой натрий находится в жидком состоянии. Эта реакция имеет низкий выход, что является следствием образования множества продуктов. В случае дигалогенидов (1,3), (1,4), (1,5), (1,6) это приводит к образованию циклических продуктов. В вицинальных дигалогенидах он образует алкены, а в геминальных дигалогенидах - алкины.

Реакция Вюрца Бициклобутановый синтез.svg

Ограничения

Реакция Вюрца используется редко из-за побочных реакций. Он имеет ограниченное применение для синтеза симметричных алканов. Если в качестве реагентов используются два разнородных алкилгалогенида, то продукт представляет собой смесь алканов, которую часто трудно разделить фракционной перегонкой, поскольку разница между температурами кипения продуктов обычно очень мала. Метан этим методом получить нельзя. В случае третичных галогенидов такая реакция не проходит. Кроме того, поскольку в реакции участвуют свободные радикалы, происходит побочная реакция с образованием алкена . Эта побочная реакция становится более значительной, когда алкилгалогениды являются объемными у атома углерода, присоединенного к галогену.

Смотрите также

использованная литература

  • Адольф Вюрц (1855). "Sur une nouvelle classe de radicaux organiques" . Анналы химии и тела . 44 : 275–312.
  • Адольф Вюрц (1855). "Ueber eine neue Klasse Organischer Radicale" . Annalen der Chemie und Pharmacie . 96 (3): 364–375. DOI : 10.1002 / jlac.18550960310 .
  • Organic-chemistry.org
  • Органическая химия , Моррисон и Бойд
  • Органическая химия , Грэм Соломонс и Крейг Фрайл, Wiley Publications