武兹反应

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武兹反应(Wurtz reaction)
这是一种与有机化学、有机金属化学与最近的无机主族元素聚合物相关的偶联反应,即利用两种卤代烃与钠反应产生新的C-C 键,以合成更长的碳链:
2R-X + 2Na → R-R + 2NaX
另外其他的金属被发现也能参与反应,比如铁、银、锌。

由铟、铜催化或者是锰和氯化铜催化.与卤代芳香烃合成相关的反应则称为武兹-费提希反应。

机理
参与反应的自由基为R•。

钠的一个电子转移到卤素,产生一个卤化钠和一个烷基。

R-X + Na → R• + NaX
烷基从另一个钠元子接受一个电子变成带负电的烷基阴离子,而钠则形成阳离子。

R• + Na → R−Na
最后,烷基阴离子在SN2反应中取代卤素,形成一个新的C-C 共价键。

R−Na + R-X → R-R + NaX
范例
将碘甲烷和氯乙烷与钠金属粉末放置于无水醚中反应。

反应后的烷烃的碳链会比反应前加倍,例如碘甲烷形成乙烷,氯乙烷形成正丁烷。

反应使用的溶剂,包括上述的例子,都必需是无水的,因为烷基阴离子是碱性的(烷基质子的pKa是48–50),因此,他们会倾向将水去质子化形成氢氧离子(OH−),而产生醇,如此会降低预期烷烃的产出量。

因为很多限制,这个反应非常少的用于合成,尤其是当合成的目标烷烃在天然来源很容易获得的时候。

比如说原油,或是很多能够从脂肪酸来转化过来的条件。

然而,Wurtz偶连在关很多小分子环的时候相当有用,特别是三元环。

比如二环丁烷就是通过1-氯-3-溴环丁烷和钠来合成的,并且可以得到95%的高收率。

限制
武兹反应只限制于对称烷烃的合成。

如果将两种不同的卤烷放在一起反应,结果将会产生两种不同的烷链,并混合在一起,通常将它们分离出来是很难的。

当反应包含自由基时,副反应也会产生烯烃。

科尔-休斯-帕斯纳反应(Corey-House-Posner-Whitesides reaction)在烷烃合成反应中具有可选择路径(alternative route),因此排除了武兹反应的一些限制。

其他
武兹反应还导致了另一个极有用的试剂的发明,即格林纳试剂。

法国人巴比尔指导研究生格利雅研究用镁来代替钠做武兹反应,结果反应没有成功,却导致了格利雅试剂的发明。