우르츠 반응

우르츠 반응
이름을 따서 명명됨	찰스 아돌프 우르츠
반응형	커플링 반응
식별자
유기화학포털	우르츠슈

찰스 아돌프 우르츠(Charles Adolpe Wurtz)의 이름을 딴 우르츠 반응은 유기화학, 유기측정화학, 그리고 최근 무기질 주군 고분자에서의 결합 반응으로, 두 알킬 할로겐이 건조한 에테르 용액에서 나트륨 금속과 반응하여 더 높은 알칸을 형성한다. 이 반응에서 알킬 할로겐은 더 높은 알칸을 생산하기 위해 건조한 etheral(수분이 없는) 용액에서 나트륨 금속으로 처리된다. 또한 고른 수의 탄소 원자를 함유한 더 높은 알칸의 준비에도 사용된다.

2 R−X + 2 Na → R−R + 2 Na⁺X⁻

다른 금속들 또한 우르츠 커플링에 영향을 미치기 위해 사용되었는데, 그 중 은, 아연, 철, 활성 구리, 인듐 그리고 망간과 염화 구리 혼합물이 그것이다.^[1] 아릴 할리데스를 다루는 관련 반응을 우르츠-피티그 반응이라고 한다. 이것은 알켄을 주기 위한 자유 급진적 중간체의 형성과 그에 따른 불균형으로 설명될 수 있다. 우르츠 반응은 알켄 제품을 생산하는 측면 반응을 가능하게 하는 프리라디칼 메커니즘을 통해 발생한다.

메커니즘

반응은 핵 대체 반응에서 발생하는 탄소-탄소 결합 형성과 급진적 종 R·(그리니드 시약 형성과 유사한 방식으로)를 포함하는 금속-할로겐 교환으로 구성된다.

금속에서 한 전자가 할로겐으로 전달되어 금속 할라이드와 알킬 레디컬을 생산한다.

R-X + M → R·+ MX⁺⁻

알킬 라디칼은 다른 금속 원자로부터 전자를 받아 알킬 음이온을 형성한다.

R·+M → RM⁻⁺

이 중간은 몇 가지 사례에서 격리되었다.

알킬 음이온의 핵탄소는 S2_N 반응으로 할리드를 대체하여 새로운 탄소-탄소 공밸런트 결합을 형성한다.

R⁻M⁺ + R−X → R−R + M⁺X⁻

예제 및 반응 조건

몇 가지 한계로 인해 이 반응은 거의 사용되지 않는다. 예를 들어, 그것은 다양한 기능 그룹들을 견딜 수 없다. 그러나 우르츠 커플링은 특히 3mb의 작은 링을 닫는 데 유용하다. 자전거클로부탄은 1브로모-3-클로로시클로부탄에서 95%의 수율의 이런 방식으로 준비됐다. 이 반응은 환류 다이옥산(refluxing dioxane)에서 진행되는데, 온도에서 나트륨은 액체다. 이 반응은 여러 가지 제품 형성의 결과인 수율이 좋지 않다. (1,3), (1,4), (1,5), (1,6) 디할라이드의 경우, 주기적인 제품의 형성으로 이어진다. 치실 디할리드에서는 알케인을 형성하고 보석 디할리드에서는 알케인을 형성한다.^[2]

제한 사항

우르츠 반응은 부작용 때문에 거의 사용되지 않는다.^[3] 대칭 알칸의 합성에 제한적으로 사용된다. 만약 두 개의 서로 다른 알킬 할로겐을 반응제로 복용한다면, 그 제품은 제품들의 끓는점 사이의 차이가 일반적으로 매우 낮기 때문에 부분 증류에 의해 분리되기 어려운 알칸의 혼합물이다. 메탄은 이 방법으로 얻을 수 없다. 3차 할로겐화물의 경우 이런 종류의 반응은 실패한다. 또한, 그 반응은 자유 급진적인 종을 포함하기 때문에 알켄을 생성하기 위한 측면 반응이 일어난다. 할로겐 부착 탄소 원자에서 알킬 할로겐 할로겐이 부피일 때 이 측면 반응은 더욱 중요해진다.

참고 항목

• 우르츠-피티그 반응
• 울만 반응

참조

• Adolphe Wurtz (1855). "Sur une nouvelle classe de radicaux organiques". Annales de chimie et de physique. 44: 275–312.
• Adolphe Wurtz (1855). "Ueber eine neue Klasse organischer Radicale". Annalen der Chemie und Pharmacie. 96 (3): 364–375. doi:10.1002/jlac.18550960310.
• Organic-chemistry.org
• 유기화학, 모리슨과 보이드
• Graham Solomons와 Craig Fryhle, Wiley Publishes의 유기화학