Reacción de Grignard con alcohol, cetona y aldehído
Definición de reacción de Grignard
Las reacciones que forman un enlace carbono-carbono son importantes porque son la forma en que se forman las cadenas más largas. La reacción de Grignard es una reacción que utiliza un organometálico para crear este enlace carbono-carbono. Estas reacciones se denominan reacciones de Grignard en honor a Francois Auguste Victor Grignard, cuyo trabajo desarrollando esta reacción le llevó a ser galardonado con el Premio Nobel de Química.
Un organometálico es un carbono que está unido a un metal. Dado que el carbono es más electronegativo que el metal, el carbono puede alejar electrones del metal. Esto deja una carga negativa parcial en el carbono. Una vez que el metal se siente atraído por otra carga negativa fuerte, en forma de haluros como el bromo, este compuesto puede actuar como un carbanión. Un carbanión es un carbono con carga negativa. Los reactivos de Grignard utilizan magnesio como metal.
La carga negativa del carbono puede reaccionar con los carbones que tienen una carga positiva parcial. Un carbono puede tener un positivo parcial si está unido a un elemento que es más electronegativo de lo que es (normalmente se usa oxígeno).
Descripción de la reacción de Grignard
La reacción de Grignard ocurre con el carbono adherido al aldehído o cetona. Luego, después de agregar agua, terminamos con una cadena de carbono más larga unida a un alcohol.
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En este ejemplo, vemos que el grupo “R” rojo del reactivo de Grignard se une al aldehído o cetona.
Reacción de Grignard con aldehído
Un aldehído es una cadena de carbono, y el último carbono de la cadena está doblemente unido a un oxígeno. Dado que este carbono está doblemente unido a un oxígeno, tiene una carga positiva parcial. Este es el lugar perfecto para que reaccione el carbanión del reactivo de Grignard.
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Aquí, vemos que el carbón rojo del reactivo de Grignard ataca al carbón carbonilo negro. Esos electrones ahora pueden saltar al carbono electronegativo. Una vez que se agrega agua, el hidrógeno azul se une al oxígeno. Así que terminamos con los tres carbonos negros originales, tres carbonos rojos del reactivo de Grignard y el alcohol (el oxígeno negro original y el nuevo hidrógeno azul).
Es importante tener en cuenta que el agua debe agregarse después de que el reactivo de Grignard haya terminado de reaccionar con el aldehído. Si el agua se agrega antes de que el reactivo de Grignard haya reaccionado con el aldehído, la reacción no ocurrirá. Discutiremos por qué sucede esto más adelante en esta lección.
Reacción de Grignard con cetonas
La reacción de Grignard con cetonas es muy similar a la reacción con aldehídos, excepto que terminamos con un alcohol terciario en lugar de un alcohol secundario. Un alcohol terciario es cuando el carbono al que está unido no está unido a ningún hidrógeno (el resto de los enlaces están llenos de carbonos). Un alcohol secundario es cuando el carbono al que está unido el alcohol está unido a un solo hidrógeno. Luego también están los alcoholes primarios donde el carbono está unido a dos hidrógenos.
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En las reacciones de Grignard con cetonas, los carbonos deben contarse cuidadosamente. En la cetona original hay cuatro carbonos. Dos de los carbonos (los carbonos negros) vienen antes del carbonilo y uno (el verde) viene después. En el producto final, todavía tenemos los cuatro carbonos originales, así como los tres nuevos carbonos. Observe que los carbonos negro, verde y rojo están todos unidos al mismo carbón en el que se encuentra el alcohol. Dado que hay tres carbonos unidos a este carbono y no hay hidrógenos, es un alcohol terciario.
Reacción de Grignard con alcoholes
Si hay alcoholes en una cadena de carbono, entonces el reactivo de Grignard reaccionará con el hidrógeno del alcohol antes de que reaccione con el carbono carbonílico. Esto evita que la reacción se produzca correctamente ya que ahora el carbono ya no tiene una carga negativa parcial; todo está lleno de hidrógenos.
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Lo mismo ocurre si se agrega agua a la reacción antes de que el reactivo de Grignard haya reaccionado con el aldehído / cetona. El reactivo de Grignard tomará el hidrógeno del agua antes de que ataque con el carbono carbonilo, lo que también evitará que ocurra la reacción.
Resumen de la lección
Repasemos lo que hemos aprendido aquí. La reacción de Grignard es una reacción que utiliza un organometálico para crear una cadena de enlaces carbono-carbono. Recuerde que un organometálico es un carbono que está unido a un metal. Un reactivo de Grignard es una cadena de carbono unida al magnesio. Esto crea un negativo parcial en el átomo de carbono, haciéndolo actuar como un carbanión , que es un carbono con carga negativa. Este carbanión puede reaccionar con los carbonos de las cetonas y los aldehídos , que son cadenas de carbono, y el último carbono de la cadena está doblemente unido a un oxígeno, ya que tienen una carga parcial positiva. Se puede evitar que ocurra la reacción si el agua o un alcohol reaccionan con el reactivo de Grignard antes de que pueda reaccionar con el carbono carbonílico.