In questo articolo ti illustrerò i reattivi di Grignard. Ti parlerò di cosa sono, come si preparano e come si possono sfruttare per sintetizzare i più svariati composti organici (come ad esempio acidi carbossilici o alcoli).

Prepara carta e penna che si inizia.

 

Cosa sono i Reattivi di Grignard

I Reattivi di Grignard sono dei composti organometallici, ovvero c’è una parte organica (carboni, idrogeni, ecc) legata ad un metallo, che può essere il Magnesio Metallico oppure il Litio (questi ultimi si chiameranno proprio litiorganici).

Sai qual’è la particolarità?

Generalmente, nella chimica organica – il carbonio lega atomi che si trovano alla sua destra (nella tavola periodica), come l’ossigeno, l’azoto o gli alogeni. Idrogeno escluso ovviamente.  Quindi, risulta essere sempre l’atomo meno elettronegativo.

Ma cosa succede se invece lo lego ad atomi che (nella tavola periodica) si trovano alla sua sinistra (magnesio e litio)? Che diventerà proprio il carbonio l’atomo più elettronegativo, con conseguenze interessantissime che ti farò vedere tra poco. Ma prima è interessante comprendere come si ottengono.

 

Sintesi dei Reattivi di Grignard

Si fa reagire un alogenuro alchilico con un atomo di magnesio. Ti faccio l’esempio con il bromoetano.

primo step della Sintesi dei reattivi di Grignard

Avviene un trasferimento mono-elettronico, ricorda quindi che si indica con metà freccia (come nelle reazioni dei radicali). L’alogenuro diventa un radicale anionico, perché ha un elettrone disponibile al legame e complessivamente ha una carica negativa. Visto che si tratta di una specie instabile, l’alogeno diventa il gruppo uscente e “prende con sé” i due elettroni di legame.

Sintesi dei Grignard secondo meccanismo con la rottura dell'anione radicalico

A questo punto c’è il bromo che è un anione ed il magnesio che è un catione, quindi si forma il sale, ed in particolare il radicale sale di magnesio.

l'anione bromuro ed il catione al magnesio formano un sale

Infine, reagiscono i due radicali, per formare il reattivo di Grignard, e più precisamente questo si chiamerà etilmagnesiobromuro.

Reazione dei radicali con la formazione del reattivo di Grignard

 

Ora che l’ho preparato, ti mostro come puoi farlo reagire per sintetizzare numerose sostanze. Ma prima voglio dirti una cosa molto importante.

Cosa?

Che i Grignard sono nucleofili molto forti (e basi forti), per questo motivo,  possono reagire con numerose sostanze, per l’appunto con reazioni: di addizione nucleofila o acido/base. Ricorda inoltre che si fanno reagire utilizzando come solvente l’etere dietilico o tetraidrofurano che puoi scrivere semplicemente THF, anidri (ovvero senza la presenza di acqua) a zero gradi centigradi.

In particolare ti illustrerò:

 

Carbonatazione (reazione con la CO2)

La carbonatazione consiste nel far reagire un Grignard con una molecola di CO2, per ottenere un acido carbossilico.

Il meccanismo della reazione è tremendamente semplice, perché quest’addizione nucleofila consiste in soli 2 step. Nel primo passaggio si fa reagire il grignard con la CO2, il carbonio non può fare 5 legami e deve per forza di cose cedere gli elettroni del doppio legame all’ossigeno (che di conseguenza assumerà la carica negativa). A questo punto faccio l’idrolisi acida et voilà, otterrò il mio acido carbossilico.

Crabonatazione con i Grignard facendoli reagire con una molecola di co2

 

Sintesi degli Alcoli da Aldeidi e Chetoni

I composti organometallici permettono di sintetizzare gli alcoli, reagendo con aldeidi oppure chetoni. Fai molta attenzione, perché se si forma un centro chirale, può essere sia (S) che (R). Di conseguenza otterrai una miscela racemica.

Ecco un esercizio con l’aldeide, in questo caso ho utilizzato l’Etanale (Acetaldeide):

Reattivo di Grignard ed un aldeide (etanale) per sintetizzare un alcol

Nel prossimo esercizio invece, utilizzerò l’1-feniletanone (acetofenone). Perché uso un composto aromatico? Per mostrarti che l’addizione nucleofila avviene esattamente nello stesso modo.

Reazione con un Chetone per sintetizzare un alcol

P.S. Ricorda che la sigla Ph indica il benzene (come sostituente).

P.S.2 Se non sai come si assegna il nome iupac all’alcol che ottieni, ti consiglio di leggere questa pagina… 

Probabilmente aggiornerò questa pagina con nuovi esercizi e reazioni a breve, nel frattempo ti consiglio di dare un’occhiata alla pagina che contiene diversi tipi di reazioni.