ปฏิกิริยาของตัวกลางในปฏิกิริยาของกรดโครนิกคืออะไร?

ในฐานะผู้จัดหากรดโครนิกฉันมักจะถูกถามเกี่ยวกับปฏิกิริยาตัวกลางที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาของกรดโครนิก ในโพสต์บล็อกนี้ฉันจะเจาะลึกลงไปในตัวกลางปฏิกิริยาต่าง ๆ ที่มีบทบาทสำคัญในปฏิกิริยาทางเคมีที่แตกต่างกันของกรดโครนิก

1. การแนะนำทั่วไปเกี่ยวกับกรดโครนิก

กรด Crotonic ที่มีสูตรเคมีC₄h₆o₂เป็นกรดคาร์บอกซิลิกที่ไม่อิ่มตัว มันมีอยู่ในสองรูปทรงเรขาคณิต: CIS - กรด Crotonic (หรือที่เรียกว่ากรด angelic) และกรดทรานส์ - กรด (หรือที่เรียกว่ากรด tiglic) กรดทรานส์ - กรดโครนิกเป็นรูปแบบที่เสถียรและพบได้ทั่วไป กรด Crotonic ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการสังเคราะห์สารเคมีต่าง ๆ โพลีเมอร์และยาเนื่องจากกลุ่มพันธะคู่ปฏิกิริยาและกลุ่มการทำงานของกรดคาร์บอกซิลิก

2. ปฏิกิริยาตัวกลางในปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชัน

หนึ่งในปฏิกิริยาที่พบบ่อยที่สุดของกรดโครนิกคือเอสเทอริฟิเคชันซึ่งมันทำปฏิกิริยากับแอลกอฮอล์ต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยากรดเพื่อสร้างเอสเตอร์และน้ำ กลไกการเกิดปฏิกิริยาเกี่ยวข้องกับหลายขั้นตอนและตัวกลาง

ขั้นตอนแรกคือการโปรตอนของออกซิเจนคาร์บอนิลของกรดโครนิกโดยตัวเร่งปฏิกิริยากรด โปรตอนนี้ทำให้คาร์บอนิลคาร์บอนอิเล็กโทรฟิลมากขึ้นช่วยอำนวยความสะดวกในการโจมตีนิวคลีโอฟิลิกโดยแอลกอฮอล์ ระดับกลางที่เกิดขึ้นในขั้นตอนนี้คือกรดคาร์บอกซิลิกโปรตอน

-
\ mhathm {ch_3ch = chcooh + h ^ + ^ +} _2 ^ +}
-

ขั้นตอนต่อไปคือการโจมตีนิวเคลียสของแอลกอฮอล์ในคาร์บอนคาร์บอนิลโปรตอน รูปแบบนี้เป็นตัวกลาง tetrahedral ซึ่งเป็นปฏิกิริยาที่สำคัญกลางใน esterification

-
\ mathrm {ch_3ch = chc (oh) _2^ + + roh \ rightleftharpoons ch_3ch = chc (OH) (หรือ) OH}
-

Tetrahedral Intermediate จากนั้นสูญเสียโมเลกุลน้ำและโปรตอนเพื่อสร้างเอสเตอร์

-
\ mathrm {ch_3ch = chc (oh) (หรือ) oh \ rightleftharpoons ch_3ch = chcoor + h_2o}
-

ตัวกลางเหล่านี้มีความสำคัญเนื่องจากกำหนดอัตราและการเลือกสรรของปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชัน ตัวอย่างเช่นเสถียรภาพของ tetrahedral intermediate สามารถมีอิทธิพลต่อความสมดุลของปฏิกิริยา

3. ปฏิกิริยาตัวกลางในปฏิกิริยานอกจากนี้

พันธะคู่ในกรดโครนิกสามารถรับปฏิกิริยาเพิ่มเติมกับรีเอเจนต์ต่างๆ ยกตัวอย่างเช่นในปฏิกิริยากับไฮโดรเจนเฮไลด์ (HX) เช่น HCl หรือ HBR ปฏิกิริยาจะดำเนินการผ่านคาร์โบไฮเดรตระดับกลาง

ขั้นตอนแรกคือโปรตอนของพันธะคู่โดยไฮโดรเจนเฮไลด์ รูปแบบนี้เป็นคาร์โบไฮเดรตระดับกลาง

-
\ mathrm {ch_3ch = chcooh + hx \ rightleftharpoons ch_3ch^ + ch_2cooh + x^-}
-

จากนั้น carbocation intermediate จะถูกโจมตีโดย Halide ion เพื่อสร้างผลิตภัณฑ์เพิ่มเติม

-
\ mhathm {ch_3ch ^ + ch_2cooh + x \ - \ \ rightlechoons ch_3chxch_2coh_2cooh
-

ความเสถียรของคาร์โบไฮเดรตระดับกลางมีบทบาทสำคัญในการ regioselectivity ของปฏิกิริยา ตามกฎของ Markovnikov โปรตอนจะเพิ่มอะตอมคาร์บอนของพันธะคู่ที่มีอะตอมไฮโดรเจนมากขึ้นส่งผลให้คาร์บอเลชั่นที่มีเสถียรภาพมากขึ้น

นอกเหนือจากไฮโดรเจนเฮไลด์แล้วกรดโครนิกยังสามารถทำปฏิกิริยากับอิเล็กโทรไลต์อื่น ๆ เช่นโบรมีน (br₂) ปฏิกิริยากับโบรมีนจะดำเนินการผ่าน Bromonium ion Intermediate

โมเลกุลของโบรมีนเข้าใกล้พันธะคู่และก่อตัวเป็นวงกลมของ Bromonium Ion Intermediate

-
\ mathrm {ch_3ch = chcooh + br_2 \ rightleftharpoons ch_3ch (br^ +) ch (br) cooh}
-

จากนั้น Bromonium ion Intermediate จะถูกโจมตีโดยโบรไมด์ไอออนจากด้านตรงข้ามของวงแหวนส่งผลให้ผลิตภัณฑ์ต่อต้าน - เพิ่มเติม

-
\ mathrm {ch_3ch (br^ +) ch (br) cooh + br^- \ rightleftharpoons ch_3chbrchbrcooh}
-

4. ปฏิกิริยาตัวกลางในปฏิกิริยาออกซิเดชัน

กรดโครนิกสามารถออกซิไดซ์ได้โดยสารออกซิไดซ์ต่างๆ ตัวอย่างเช่นในปฏิกิริยากับโพแทสเซียม permanganate (kmno₄) ในตัวกลางอัลคาไลน์ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นผ่านแมงกานีสเอสเตอร์วัฏจักรกลาง

พันธะคู่ของกรดโครนิกแรกทำปฏิกิริยากับไอออนเปอร์แมงกาเนตเพื่อสร้างแมงกานีสเอสเตอร์อินเตอร์กลาง

-
\ mathrm {ch_3ch = chcooh + mno_4^- \ rightleftharpoons \ text {Cyclic Manganate Ester Intermediate}}
-

Manganate Ester ระดับกลางจากนั้นผ่านการไฮโดรไลซิสเพื่อสร้าง diol

-
\ text {Cyclic Manganate Ester Intermediate} + \ mathrm {h_2o} \ rightleftharpoons \ mathrm {ch_3ch (OH) CH (OH) COOH + MNO_2}
-

ปฏิกิริยานี้เป็นวิธีที่มีประโยชน์สำหรับการสังเคราะห์ vicinal diols จากกรดคาร์บอกซิลิกที่ไม่อิ่มตัว

5. ความเกี่ยวข้องของปฏิกิริยาตัวกลางในการสังเคราะห์ยา

การทำความเข้าใจกับปฏิกิริยาตัวกลางของกรดโครนิกเป็นสิ่งสำคัญในการสังเคราะห์ยา ตัวกลางยาจำนวนมากถูกสังเคราะห์โดยใช้กรดโครนิกเป็นวัสดุเริ่มต้น ตัวอย่างเช่น,3 - Pyridinecarbonitrile, 6 - (1H - Pyrazol - 1 - YL)และ1H - pyrazole - 3 - carboxylicacid, 1 - methyl - 5 - propyl -อาจเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาของกรดโครนิกหรืออนุพันธ์ในเส้นทางการสังเคราะห์ ความรู้เกี่ยวกับตัวกลางของปฏิกิริยาช่วยในการเพิ่มประสิทธิภาพเงื่อนไขการเกิดปฏิกิริยาปรับปรุงผลผลิตและเพิ่มการเลือกสรรของการสังเคราะห์

6. บทสรุปและเรียกร้องให้ดำเนินการ

โดยสรุปปฏิกิริยาของตัวกลางในปฏิกิริยาของกรดโครนิกนั้นมีความหลากหลายและมีบทบาทสำคัญในการกำหนดผลลัพธ์ของปฏิกิริยาทางเคมีต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นเอสเทอริฟิเคชันการเพิ่มหรือปฏิกิริยาออกซิเดชันการทำความเข้าใจตัวกลางเหล่านี้สามารถนำไปสู่กระบวนการสังเคราะห์ที่มีประสิทธิภาพและเลือกได้มากขึ้น

ในฐานะผู้จัดหากรด Crotonic ฉันมุ่งมั่นที่จะให้กรดโครนิกคุณภาพสูงสำหรับความต้องการการสังเคราะห์ทางเคมีของคุณ หากคุณมีความสนใจในการซื้อกรด Crotonic หรือมีคำถามใด ๆ เกี่ยวกับปฏิกิริยาและแอพพลิเคชั่นโปรดติดต่อฉันสำหรับการอภิปรายการจัดซื้อจัดจ้าง ฉันมาที่นี่เพื่อช่วยคุณในการค้นหาวิธีแก้ปัญหาที่ดีที่สุดสำหรับข้อกำหนดเฉพาะของคุณ

การอ้างอิง

1. Carey, FA, & Sundberg, RJ (2007) เคมีอินทรีย์ขั้นสูง: ส่วน A: โครงสร้างและกลไก สปริงเกอร์
2. มีนาคม, J. (1992) เคมีอินทรีย์ขั้นสูง: ปฏิกิริยากลไกและโครงสร้าง ไวลีย์
3. Smith, MB, & March, J. (2007) เคมีอินทรีย์ขั้นสูงของเดือนมีนาคม: ปฏิกิริยากลไกและโครงสร้าง ไวลีย์