Quelltext der Seite Grignard-Verbindungen

[[Datei:Viktor-grignard (cropped).jpg|mini|[[Victor Grignard]]]]
Eine '''Grignard-Verbindung''' [{{IPA|ɡriˈɲaːr-}}] ist ein [[Organometallverbindungen|metallorganisches Reagenz]], welches nach [[Victor Grignard]] benannt wurde. Für diese Entdeckung bekam er 1912 den [[Nobelpreis für Chemie]]. Grignard-Verbindungen entstehen, wenn ein [[Alkylhalogenid]] (z.&nbsp;B. Brommethan, BrCH<sub>3</sub>) oder ein [[Arylhalogenid]] (z.&nbsp;B. [[Chlorbenzol]] C<sub>6</sub>H<sub>5</sub>Cl) in Anwesenheit von [[Lösungsmittel]]n mit metallischem [[Magnesium]] reagiert. Die [[Grignard-Reaktion]], die mit Hilfe dieser Reagenzien durchgeführt wird, ist eine wichtige [[Namensreaktion]] in der [[Organische Chemie|Organischen Chemie]].

== Bildung ==
Diese Reaktion spielt sich auf der Oberfläche des Metalls ab.<ref name="Brückner">[[Reinhard Brückner (Chemiker)|Reinhard Brückner]]: ''Reaktionsmechanismen.'' 3. korrigierte Auflage. Spektrum Akademischer Verlag, 2007, ISBN 978-3-8274-1579-0, S. 774.</ref> Das Magnesium-Atom fügt sich in die [[Kohlenstoff]]-[[Halogen]]-Bindung ein. Im Folgenden wird das Halogen [[Brom]] benutzt, wobei auch eines der Halogene [[Chlor]] oder [[Iod]] verwendet werden können. Im ersten Schritt der Synthese der Magnesium-organischen Verbindung, welcher analog der [[Sandmeyer-Reaktion]] ist, wird ein Elektron von dem Metall auf das Alkyl- bzw. Arylhalogenid übertragen, wobei ein Radikalanion entsteht. Wegen der schwachen Kohlenstoff-Halogen-Bindung zerfällt das Radikalanion zu einem Organylradikal R• und dem Halogenid. Im letzten Schritt entsteht die Grignard-Verbindung:

[[Datei:Grignard Verbindung Bildung3.svg|zentriert|rahmenlos|hochkant=3.7|Bildung der Grignard-Verbindung]]

Diese Reaktion wird in nukleophilen Lösungsmitteln, die keinen aktiven Wasserstoff besitzen, wie wasserfreiem [[Diethylether]] oder höheren Ethern (Dibutylether, [[Anisol]], [[Tetrahydrofuran]]) durchgeführt. Je zwei freie [[Elektronenpaar]]e von diesen Ethermolekülen sind komplex an das [[Magnesium]] gebunden und stellen das zur Stabilität notwendige [[Elektronenoktett]] her, was in der Literatur,<ref name="Organikum">Heinz G. O. Becker, Werner Berger, Günter Domschke, [[Egon Fanghänel]], Jürgen Faust, Mechthild Fischer, Fritjof Gentz, Karl Gewald, Reiner Gluch, [[Roland Mayer]], Klaus Müller, Dietrich Pavel, Hermann Schmidt, Karl Schollberg, Klaus Schwetlick, Erika Seiler, Günter Zeppenfeld: ''Organikum.'' 19. Auflage. Barth, 1993, ISBN 3-335-00343-8, S. 564.</ref> hier am Beispiel des Tetrahydrofurans, so präsentiert werden kann:

[[Datei:Grignard Verbindung Lösungsmittel2.svg|zentriert|rahmenlos|hochkant=0.7|Grignard-Verbindung in Lösungsmittel (Tetrahydrofuran)]]

Lösungen von Grignard-Reagenzien können zahlreiche andere Spezies enthalten, die über labile Gleichgewichte miteinander in Beziehung stehen.<ref name="Greenwood">N. N. Greenwood, A. Earnshaw: ''Chemie der Elemente.'' 1988, ISBN 3-527-26169-9, S.&nbsp;162–169.</ref>

== Schlenk-Gleichgewicht ==
{{Hauptartikel|Schlenk-Gleichgewicht}}
Das Schlenk-Gleichgewicht, welches nach [[Wilhelm Schlenk]] benannt wurde, beschreibt die molekulare Zusammensetzung der Grignard-Verbindung in Abhängigkeit vom Lösungsmittel. Je nach Lösungsmittel, welches die Grignard-Verbindung in einem [[Komplexchemie|Komplex]] stabilisiert, werden unterschiedliche Strukturen der Grignard-Verbindungen ausgebildet.

== Eigenschaften ==
Die Grignard-Verbindung hat die allgemeine Formel '''RMgX''', wobei X für die Halogene Chlor, [[Brom]] oder Iod steht. Dabei fällt die Reaktionsgeschwindigkeit vom Iodid zum Chlorid. Mit Chlorid erhält man eine bessere Ausbeute als mit Bromid oder Iodid.<ref>{{Literatur |Autor=K. Schwetlick |Hrsg= |Titel=''Organikum'' |Sammelwerk= |Auflage=23. |Verlag=Wiley-VCH Verlag |Ort=Weinheim |Datum=2009 |ISBN=978-3-527-32292-3 |Seiten=563–572}}</ref> Alkyl- bzw. Arylfluoride reagieren normalerweise nicht zu einer Grignard-Verbindung. Sehr reaktive Verbindungen, wie Iodide, können Nebenreaktionen unterliegen, z.&nbsp;B. der [[Wurtzsche Synthese|Wurtz-Kupplung]].

In der Grignard-Verbindung trägt das Magnesium eine positive [[Partialladung]] und das benachbarte Kohlenstoffatom eine negative Partialladung. Diese Polarisierung ist so stark, dass z.&nbsp;B. ein [[Nucleophil|nucleophiler]] Angriff an einem positiv polarisierten C-Atom stattfinden kann. Man kann die Stärke der [[Polarität (Chemie)|Polarität]] durch den Ionencharakter ausdrücken, welcher 35 % beträgt. Somit verhält es sich ähnlich wie ein [[Carbanion]] und kann somit auch als Resonanzformel dargestellt werden, welche eine ionische Bindung mit Ladungstrennung besitzt.<ref>{{Literatur |Autor=K. P. C. Vollhardt, N. E. Schore |Hrsg=H. Butenschön |Titel=Organische Chemie |Auflage=4. |Verlag=Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA |Ort=Weinheim |Datum=2005 |ISBN=3-527-31380-X |Seiten=348–349}}</ref>

Grignard-Verbindungen reagieren mit Substanzen, welche aktiven Wasserstoff besitzen, wie z.&nbsp;B. [[Wasser]], [[Alkohole]], [[Phenole]], [[Carbonsäuren]], [[Thiole|Thiol]] oder [[Amine|Amin]]-Gruppen. Dies liegt daran, dass Grignard-Verbindungen stark basisch reagieren. In folgender Abbildung wird die Grignard-Verbindung zum entsprechenden Alkan und Metallhalogenidhydroxid (Mischsalz) hydrolysiert.

[[Datei:Grignard Verbindung mit Wasser2.svg|zentriert|rahmenlos|hochkant=2.1|Hydrolyse der Grignard-Verbindung]]

== Verwendung der Grignard-Verbindungen ==
{{Hauptartikel|Grignard-Reaktion}}

Bei der Grignard-Reaktion handelt es sich um eine [[Namensreaktion]] in der Organischen Chemie, welche nach ihrem Entdecker [[Victor Grignard]] benannt wurde. Diese [[Organometallchemie|metallorganische]] [[chemische Reaktion]], bei der Alkyl- oder Aryl-Magnesiumhalogenide (Grignard-Verbindung) als [[Nucleophil]] an elektrophile Gruppen wie z.&nbsp;B. [[Carbonylgruppe]]n reagieren, dient zum Aufbau von [[Kohlenstoff]]-Kohlenstoff-Einfachbindungen.<ref>{{Literatur |Autor=V. Grignard |Titel=Sur quelques nouvelles combinaisons organométalliques du magnèsium et leur application à des synthèses d’alcools et d’hydrocarbures |Sammelwerk=CR Hebd. Séances Acad. Sci., Ser. C |Band=130 |Datum=1900 |Seiten=1322–1324 |Kommentar=frz.; dt. ''Über einige neue metallorganische Verbindungen von Magnesium und deren Anwendung auf Synthesen von Alkoholen und Kohlenwasserstoffen'' |Online={{Gallica|ID= bpt6k3086n|Seite=1322}}}}</ref>

[[Datei:Grignard Reaktion Übersicht2.svg|zentriert|rahmenlos|hochkant=2.5|Übersicht der Grignard-Reaktion]]

Die Bedeutung der Grignard-Verbindungen liegt darin, dass sie sehr gute [[Nukleophilie|Nukleophile]] sind. Sie reagieren unter der neuen Bildung einer [[Kohlenstoff]]-Kohlenstoff-Bindung mit [[Elektrophilie|Elektrophilen]], wie beispielsweise mit [[Ketone]]n, [[Aldehyde]]n, [[Ester]]n und [[Nitrile]]n.
Grignard-Verbindungen reagieren mit [[Kohlenstoffdioxid]] zu Magnesium-Salzen von [[Carbonsäuren]]. Analog reagieren Grignard-Verbindungen mit [[Schwefelkohlenstoff]]. Die Hydrolyse der Umsetzungsprodukte mit Kohlendioxid liefert Carbonsäuren, R–CO<sub>2</sub>H, bzw. Dithiocarbonsäuren, R-CS<sub>2</sub>H. Bei der Reaktion von Grignard-Verbindungen mit elementarem [[Selen]] bilden sich durch eine [[Insertionsreaktion]] Substanzen des Typs RSeMgX; deren [[Hydrolyse]] liefert unter Sauerstoffausschluss [[Selenole]], in Gegenwart von Luft[[sauerstoff]] entstehen durch Oxidation der Selenole [[Diselenide]]. Eine Methode, um [[CH-Acidität|CH-acide]] Verbindungen in einer Probe mit Grignard-Reagenzien quantitativ zu bestimmen, ist die [[Zerewitinow-Reaktion]].

== Technische Bedeutung ==
Früher hatte eine [[Elektrochemie|elektrochemische]] Variante der Grignard-Reaktion, also die Reaktionen von Grignard-Verbindungen eine Bedeutung bei der Herstellung von [[Tetraethylblei]], einer dem [[Motorenbenzin|Benzin]] zur Erhöhung der [[Klopffestigkeit]] zugesetzten [[Organische Bleiverbindungen|organischen Bleiverbindung]]. In der Synthese von [[Arzneistoff]]en und anderen Feinchemikalien wird die Grignard-Reaktion häufig angewandt.

== Siehe auch ==

* [[Hauserbasen]]
*[[Turbo-Hauserbasen|''Turbo''-Hauserbasen]]

== Literatur ==
* [[Heinz G. O. Becker]], [[Werner Berger (Chemiker)|Werner Berger]], [[Günter Domschke]]: ''Organikum''. 22. Auflage. Wiley-VCH, Weinheim 2004, ISBN 3-527-31148-3.

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Normdaten|TYP=s|GND=4158201-9}}

[[Kategorie:Stoffgruppe]]
[[Kategorie:Magnesiumorganische Verbindung| Grignard-Verbindungen]]