Os reagentes de Grignard , também conhecidos como organomagnésio misto , são uma classe de produtos químicos comumente usados em síntese orgânica , particularmente em química fina , como na indústria farmacêutica . Eles são halogenetos de organomagnésio da fórmula genérica R Mg X , onde R representa um resíduo orgânico , geralmente alquil ou aril , e X representa um halogênio , geralmente bromo ou cloro, às vezes iodo e excepcionalmente flúor . Eles foram descobertos no final do XIX ° século pelo químico francês Victor Grignard , que recebeu o Prêmio Nobel de Química em 1912 por esta descoberta, porque eles podem se ligar uma grande variedade de blocos de construção de moléculas orgânicas. A inserção do átomo de magnésio entre o halogênio e a cadeia de carbono gera um carbanião neste último, que assim adquire uma atividade nucleófila para provavelmente reagir com o átomo carbono eletrófilo dos grupos carbonila , que 'chamamos de reação de Grignard .
Os reagentes de Grignard são produzidos pela reação de haletos orgânicos com magnésio metálico em solução em um éter perfeitamente anidro . Esta reação ocorre na superfície do metal, que geralmente é isolada do solvente por uma camada de óxido de magnésio (MgO): o início da reação consiste em quebrar essa camada de passivação por ação mecânica - sonicação , raspagem do magnésio. por uma haste - ou produto químico - por exemplo, adicionando algumas gotas de iodo (I 2), iodometano (CH 3 I) ou 1,2-diiodoetano (ICH 2 CH 2 I); o 1,2-dibromoetano (BrCH 2 CH 2 Br) é particularmente prático porque sua ação pode ser seguida pela observação de bolhas de etileno (CH 2 = CH 2), enquanto o brometo de magnésio MgBr 2 é formado, sem efeito na reação:
Mg + BrC 2 H 4 Br→ C 2 H 4+ MgBr 2.A quantidade de magnésio consumida por esses agentes ativadores é geralmente insignificante. Uma pequena quantidade de cloreto de mercúrio (II) (HgCl 2) forma um amálgama na superfície do magnésio, permitindo que ele reaja. Os dados empíricos também sugerem que a reação ocorre na superfície do metal. Envolve transferências monoeletrônicas, sendo a primeira etapa semelhante a uma reação de Sandmeyer , durante a qual um elétron é transferido do magnésio para um haleto de arila . Durante a reação para formar reagentes de Grignard, os radicais podem ser convertidos em carbânions por uma segunda transferência de elétrons.
É então possível usar o reagente de Grignard assim formado para transferir seu magnésio para um haleto orgânico, que abre o caminho para a formação de uma grande variedade de tais reagentes; uma reação bem conhecida deste tipo envolve cloreto de isopropilmagnésio ((CH 3 ) 2 CH - MgCl) Com brometos ou cloretos em arila .
Na indústria, os reagentes de Grignard são preparados in situ para uso direto. Normalmente, um resíduo de uma produção anterior é usado para iniciar a reação para produzir a próxima entrega. A formação dos reagentes de Grignard é exotérmica , o que requer medidas especiais em escala industrial.
A taxa dessa reação diminui do iodo para o cloro , o último dando um rendimento melhor do que o do bromo ou do iodo. Os fluoretos alquil ou aril geralmente não reagem para dar reagentes de Grignard, exceto com magnésio especialmente ativado ( metal Rieke ); em geral, o magnésio de Rieke resolve o problema representado pela passivação com óxido de magnésio. Compostos muito reativos, como iodetos , podem sofrer reações colaterais , como uma reação de Wurtz . Esta reação é realizada em solventes nucleofílicos desprovidos de átomos de hidrogênio ativos, ou seja, em particular sem vestígios de água , como éter dietílico ou éteres superiores, como éter dibutílico , anisol. , Tetrahidrofurano (THF), ou mesmo 2-metiltetrahidrofurano (2-MeTHF). Duas moléculas de éter dão, cada uma, um dupleto de elétrons em cada molécula de Grignard para complementar o átomo de magnésio estabilizador de bytes , que assim adota uma geometria mais ou menos tetraédrica .
Certos reagentes de Grignard sofrem uma reação de redistribuição em contato com certos solventes, como 1,4-dioxano para dar diorganomagnésio R 2 Mg( Equilíbrio de Schlenk ):
2 R Mg X + dioxano R 2 Mg + MgX 2 ( dioxano ).Muitos reagentes de Grignard estão disponíveis no mercado em solução em éter dietílico , tetrahidrofurano (THF) ou mesmo 2-metiltetrahidrofurano (2-MeTHF). Eles permitem a introdução de vários blocos de construção na síntese orgânica , desde os mais simples, como o metil (por exemplo, cloreto –Cl, brometo –Br e iodeto –I de metilmagnésio CH 3Mg–) para moléculas mais complexas, como cloreto de trimetilsililmetilmagnésio (CH 3 ) 3 SiCH 2Brometos de MgCl e p- tolilmagnésio CH 3 (C 6 H 4 )MgBr e naftilmagnésio , passando por substituintes insaturados, como brometos de vinilmagnésio CH 2 = CHMgBr, alilmagnésio CH 2 = CH - CH 2MgBr ou propinilmagnésio CH 3 –C≡CMgBr.
Devido à alta sensibilidade desses reagentes à umidade e oxigênio, diversos métodos foram desenvolvidos para testar a qualidade dos produtos antes de seu uso. Esses testes são geralmente baseados na titulação com reagentes próticos anidros que podem ser pesados, como mentol na presença de um indicador colorido; uma mudança de cor também é observada pela reação de um reagente de Grignard com, por exemplo, fenantrolina .