Značilnosti reakcije Cannizzaro, mehanizmi, primeri

The Cannizzaro reakcija To je samoidacija-zmanjšanje, ki ga v močno osnovnem okolju utrpijo nevzalni aldehidi. Lahko rečemo, da gre za alternativno reakcijo na aldolno kondenzacijo in je običajno nezaželena, ko gre za organsko sintezo, kjer sodeluje formaldehid.

To reakcijo je odkril italijanski kemik Stanislao Cannizzaro, ki je leta 1853 pomešal benzaldehid s Potasso, K₂Co₃, Pridobivanje benzilnega alkohola in kalijevega benzoata. Potem smo ponovili isto reakcijo, vendar uporaba še več osnovnih snovi, kot sta natrij in kalijevi hidroksidi.

Enačba in mehanizem za reakcijo Cannizzaro benzaldehida. Vir: Krishnavedala / javna domena

Vrhunska slika prikazuje reakcijo Cannizzaro za benzaldehid, najpreprostejši od vseh aromatičnih aldehidov. Dva molekula benzaldehida v močno osnovnem okolju, da povzročita mešanico ionov benzoata in benzil alkohola. To pomeni, da reakcija povzroči mešanico soli karboksilne kisline in primarnega alkohola.

Zato je načeloma reakcijski pridelek 50%, ker je polovica sestavljena iz ene soli, druga polovica. Vendar je ta 100 -odstotni donos obsega, ko gre za križarsko reakcijo Cannizzaro; To je tisto, ki se pojavlja med dvema različnima aldehidama.

[TOC]

Značilnosti in pogoji

Odsotnost alfas vodikov

Tako da je možna reakcija Cannizzaro, da zadevni aldehid nima alfa vodika. To pomeni, da atom ogljika, ki meji na karbonilno skupino, ne bi smel imeti nobene povezave z atomom vodika: R₃C-C = O.

V primeru benzaldehida, če opazimo vez C-kriz.

Vam lahko služi: elastični materiali

Basicy

Reakcija Cannizzaro poteka v močno osnovnih medijih, ki jih na splošno zagotavljata natrijev in kalijev hidroksidi v vodnih ali alkoholnih raztopinah.

Temperatura

Reakcija Cannizzaro za formaldehid poteka pri sobni temperaturi. Vendar je za vse druge aldehide potrebno segreti reakcijsko mešanico. Tako se lahko temperatura giblje med 50-70 ° C, odvisno od raztopine in aldehida.

Zmanjšanje avtoksidacije

Aldehid v reakciji Cannizzaro trpi samo -Xidacijo -zmanjšanje. To pomeni, da se molekula aldehida oksidira, hkrati pa zmanjšuje drugo molekulo soseda. Rezultat tega je, da sam aldehid sam nesorazmerno povzroči sol karboksilne (oksidirane) kisline in primarnega (zmanjšanega) alkohola (zmanjšano).

Mehanizmi

Splošni mehanizem za reakcijo Cannizzaro. Vir: Roshan220195 v angleški Wikipediji / javni domeni

Na prvi sliki za reakcijo Benzaldehida Cannizzaro se je pokazal njen mehanizem. Ta razdelek bo razložil dva bistvena koraka tega mehanizma, ki temeljijo na reakciji za vse aldehide na splošno (Superior Slika).

Korak 1

Oh ioni^- Iz osnovnega okolja izvajajo nukleofilni napad na molekulo aldehida. Pri tem se oblikuje tetraedrski posrednik (desno od prve vrstice). Ta prvi korak je reverzibilen, zato se lahko posrednik znova znebi začetnih reagentov.

2. korak

Drugi korak mehanizma vključuje tako imenovano zmanjšanje avtoksidacije. V posredniku 1. koraka se na ceno selitve hidridnega iona oblikuje povezava C = O, h^-, Do druge molekule aldehida. Tako se prva molekula oksidira, medtem ko druga zmaga na tem h^-, to pomeni, da se zmanjša.

Vam lahko služi: zakon več razsežnosti

Tukaj že imamo karboksilno kislino in alcoksid (desna druga vrsta). Med njimi ionske izmenjave hshes⁺, Karboksilna kislina in alkohol.

Tako imamo na koncu karboksilatni anion, ki deluje z osnovnimi kationi, da tvori sol karboksilne kisline. In imamo tudi primarni alkohol.

Križarski pohod

Do zdaj se je govorilo o reakciji Cannizzaro med dvema molekulama istega aldehida. Ta reakcija lahko prehaja tudi med dvema različnima molekulama aldehidov; še posebej, če je eden od njih sestavljen iz formaldehida. Nato govorimo o reakciji Cruzade Cannizzaro, katere splošna kemična enačba je spodaj:

Archo + Hcho → Arch₂OH + HCOO^-Na⁺

Reakcija Cruzada Cannizzaro je med aromatičnim aldehidom, lokom.

Spodaj je primer za reakcijo Cruzade Cruzada del Anisaldehide:

Enačba za reakcijo Cruzada Cruzada del Anisaldehide. Vir: Gabriel Bolívar prek Chemssketch.

Upoštevajte, da bo oblikovalski ion vedno oblikovan, saj izhaja iz mravljinske kisline, hcooh, najšibkejše kisline in zato tistega, ki se pojavlja pretežno. Ta reakcija predstavlja sintetično pot za sintezo aromatičnih alkoholov iz aromatičnih aldehidov, ne da bi bilo treba uporabiti reducirajoča sredstva.

Primeri

Naslednje in končno več primerov reakcije Cannizzaro.

Primer 1

Kemična enačba za reakcijo Cannizzaro v formaldehidu. Vir: Gabriel Bolívar prek Chemssketch.

Dva molekula formaldehida nesorazmerna, da nastaneta in metanol iona. Ta reakcija se pojavi pri sobni temperaturi, zato formaldehida ne smemo mešati z močno osnovno raztopino, če je namenjena uporabi za sintezo.

Vam lahko služi: 10 primerov ne -polarnih kovalentnih povezav

Primer 2

Enačba za reakcijo Cannizzaro M-klorobenzaldehida. Vir: Gabriel Bolívar prek Chemssketch.

V tej reakciji dve molekuli m-Klorobenzaldehid so nesorazmerno v mešanici m-klorobenzoat, karboksilna kislina sol in alkohol m-Klorobenzen, primarni alkohol.

Pričakuje se, da ta reakcija zahteva več temperature in traja nekoliko dlje, ker so večje molekule kot tiste pri formaldehidu.

Primer 3

Enačba za reakcijo Cannizzaro 3,4-dimetoksibenzaldehida. Vir: Gabriel Bolívar prek Chemssketch.

3,4-dimetoksibenzaldehid. Upoštevajte, da ta reakcija potrebuje temperaturo 65 ° C. Ne pozabite, da bo aromatičen alkohol vedno oblikovan v primeru reakcije Cruzada Cannizzaro s formaldehidom.

Primer 4

Enačba za reakcijo Cannizzaro P-nitrobenzaldehida. Vir: Gabriel Bolívar prek Chemssketch.

Dve molekuli str-Nitrobenzaldehid so nesorazmerni, da izvirajo v mešanici alkohola str-nitrobencyl in sol str-Natrijev nitrobenzoat. Spet ta reakcija predstavlja sintetično pot za pridobitev omenjenega aromatičnega primarnega alkohola.

Prvi primer, ki je Benzaldehid, je najbolj znan v učnih laboratorijih organske kemije, saj se uporablja za uvajanje koncepta reakcije Cannizzara na študente.

Vendar je razvidno, da so možni primeri lahko nešteti, če upoštevamo kakršen koli aromatični aldehid. Ali kateri koli drug aldehid brez vodikov alfas.

Reference

1. Morrison, r. T. in Boyd, r, n. (1987). Organska kemija. 5^ta Izdaja. Uredništvo Addison-Wesley Interamerican.
2. Carey f. (2008). Organska kemija. (Šesta izdaja). MC Graw Hill.
3. Graham Solomons t.W., Craig b. Fryhle. (2011). Organska kemija. (10^thIzdaja.). Wiley Plus.
4. Wikipedija. (2020). Reakcija Canizzaro. Pridobljeno iz: v.Wikipedija.org
5. Laura Foist. (2020). Reakcija Canizzaro: mehanizem in primer. Študij. Okrevano od: študij.com
6. Elsevier b.V. (2020). Reakcija Canizzaro. Znanstveno. Pridobljeno iz: SCINCEDIRECT.com
7. Čelada, Anne Marie, ph.D. (11. februar 2020). Reakcija Cannizzaro v organski kemiji. Okreval od: Thoughtco.com