---
title: "Organomagnesiumreagentia"
book: "Universitaire scheikunde — jaar 1"
subject: chemistry
language: nl
chapter: 21
exercises: 12
source: https://one-course.com/books/chemistry/2/nl/chapter/21-organomagnesiumreagentia
license: CC-BY-NC-SA-4.0
credit: "One Chemistry Book, One Course (one-course.com)"
---

# Hoofdstuk 21 — Organomagnesiumreagentia

De meeste nuttige organische moleculen hebben meer koolstofatomen dan welke goedkope uitgangsstof ook, en het centrale probleem van de synthese is twee koolstofskeletten te verbinden via een nieuwe C–C-binding. In een koolstofverbinding is koolstof bijna altijd de elektronenarme partner van een binding — met zuurstof, met een halogeen — en twee elektronenarme koolstofatomen reageren niet met elkaar. Rond de eeuwwisseling naar de twintigste eeuw draaide een reagens dat in één kolf uit een halogeenalkaan en magnesium gemaakt wordt dit om: zijn koolstofatoom is elektronenrijk, een [nucleofiel](https://one-course.com/books/chemistry/2/nl/chapter/18-elektronische-effecten-en-reactieve-intermediairen#def-b1-electronic-effects-nucleophile) dat het koolstofatoom van een carbonylgroep aanvalt. Daarmee kunnen alcoholen met bijna elk skelet uit kleinere stukken opgebouwd worden. Dit hoofdstuk toont hoe het reagens bereid wordt, waarom het een volkomen droge kolf nodig heeft, waaraan het addeert, en hoe je er een synthese mee plant.

**Wat je al weet.**

[Elektronegativiteit](https://one-course.com/books/chemistry/2/nl/chapter/2-periodiciteit#def-b1-periodicity-electronegativity) ([Hoofdstuk 2](https://one-course.com/books/chemistry/2/nl/chapter/2-periodiciteit#ch-b1-periodicity)); [lewiszuren](https://one-course.com/books/chemistry/2/nl/chapter/3-lewisstructuren-resonantie-en-vsepr#def-b1-lewis-resonance-vsepr-lewis-acid) en -basen en de [datieve binding](https://one-course.com/books/chemistry/2/nl/chapter/3-lewisstructuren-resonantie-en-vsepr#def-b1-lewis-resonance-vsepr-lewis-acid) ([Hoofdstuk 3](https://one-course.com/books/chemistry/2/nl/chapter/3-lewisstructuren-resonantie-en-vsepr#ch-b1-lewis-resonance-vsepr)); [nucleofielen](https://one-course.com/books/chemistry/2/nl/chapter/18-elektronische-effecten-en-reactieve-intermediairen#def-b1-electronic-effects-nucleophile), [elektrofielen](https://one-course.com/books/chemistry/2/nl/chapter/18-elektronische-effecten-en-reactieve-intermediairen#def-b1-electronic-effects-nucleophile), [gebogen pijlen](https://one-course.com/books/chemistry/2/nl/chapter/18-elektronische-effecten-en-reactieve-intermediairen#def-b1-electronic-effects-curly-arrow) en de $\mathrm{p}K_a$-schaal van organische deeltjes ([Hoofdstuk 18](https://one-course.com/books/chemistry/2/nl/chapter/18-elektronische-effecten-en-reactieve-intermediairen#ch-b1-electronic-effects)); de klasse van een alcohol (primair, secundair, tertiair) volgt die van zijn koolstofatoom.

## 21.1 Een grignardreagens bereiden

**Definitie 21.1 (Organometaalverbinding, grignardreagens).**

Een *organometaalverbinding* bevat minstens één koolstof-metaalbinding. Een *organomagnesiumverbinding* heeft een C–Mg-binding; het *grignardreagens* $\ce{RMgX}$ (X = Cl, Br, I), bereid uit een halogeenalkaan of halogeenareen en magnesium in een ether, $\ce{R-X + Mg -> R-MgX}$, is de gangbaarste.

Het magnesium dringt de C–X-binding binnen. De ether is geen onschuldig oplosmiddel: magnesium in $\ce{RMgX}$ heeft maar vier [valentie-elektronen](https://one-course.com/books/chemistry/2/nl/chapter/1-kwantumgetallen-en-elektronenconfiguraties#def-b1-quantum-numbers-configuration) om zich heen, en twee ethermoleculen geven het hun [vrije paren](https://one-course.com/books/chemistry/2/nl/chapter/3-lewisstructuren-resonantie-en-vsepr#def-b1-lewis-resonance-vsepr-lewis), wat zijn octet voltooit en het reagens in oplossing houdt.

![Een grignardreagens in ethoxyethaan (diethylether). De datieve bindingen tussen zuurstof en magnesium verklaren waarom het reagens zich alleen in een ether of een vergelijkbare lewisbase vormt.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-2/b1-organomagnesium/fig-2fefaecaac43.svg)

*Een [grignardreagens](#def-b1-organomagnesium-organometallic) in ethoxyethaan (diethylether). De [datieve bindingen](https://one-course.com/books/chemistry/2/nl/chapter/3-lewisstructuren-resonantie-en-vsepr#def-b1-lewis-resonance-vsepr-lewis-acid) tussen zuurstof en magnesium verklaren waarom het reagens zich alleen in een ether of een vergelijkbare [lewisbase](https://one-course.com/books/chemistry/2/nl/chapter/3-lewisstructuren-resonantie-en-vsepr#def-b1-lewis-resonance-vsepr-lewis-acid) vormt.*

**Methode 21.2 (Een grignardreagens bereiden).**

1. Droog al het glaswerk in een droogoven; zet een droogbuis met calciumchloride op de koeler; gebruik een watervrije ether.
2. Breng de magnesiumkrullen en een beetje ether in een driehalskolf met koeler, druppeltrechter en roerder.
3. Voeg een kleine portie van het halogenide toe; wanneer de reactie op gang komt (troebeling, zacht koken van de ether), voeg dan de rest druppelsgewijs toe, met een snelheid die een zachte reflux onderhoudt.
4. Gebruik de oplossing meteen, in dezelfde droge opstelling.

![Opstelling voor een grignardreactie: alles wat de lucht kan bereiken, is gedroogd. De waterdamp van de lucht wordt door de droogbuis tegengehouden; de koeler stuurt de kokende ether terug naar de kolf.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-2/b1-organomagnesium/fig-958184de1cbc.svg)

*Opstelling voor een grignardreactie: alles wat de lucht kan bereiken, is gedroogd. De waterdamp van de lucht wordt door de droogbuis tegengehouden; de koeler stuurt de kokende ether terug naar de kolf.*

**In het laboratorium — Een reactie die op gang moet komen.**

Een grignardbereiding weigert soms op gang te komen: het magnesium is bedekt met een oxidefilm. Een krul met een glazen staaf fijndrukken, een [kristal](https://one-course.com/books/chemistry/2/nl/chapter/5-kristallen-i-het-perfecte-kristal-en-de-metalen#def-b1-crystals-metals-crystal) jood toevoegen of de kolf plaatselijk verwarmen legt vers metaal bloot. Eenmaal op gang is de reactie exotherm en kookt de ether vanzelf; de toevoeging wordt dan vertraagd zodat hij niet overkookt. Ethoxyethaan kookt bij $35\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ en zijn damp is zeer ontvlambaar: nergens in het laboratorium een vlam, en een ijsbad binnen handbereik.

## 21.2 Een sterke base en een nucleofiel

**Definitie 21.3 (Polariteitsinversie).**

De [elektronegativiteit](https://one-course.com/books/chemistry/2/nl/chapter/2-periodiciteit#def-b1-periodicity-electronegativity) van magnesium (1.31) is veel lager dan die van koolstof (2.55): in $\ce{R-MgX}$ is de C–Mg-binding gepolariseerd met het negatieve uiteinde op koolstof, dat zich als een [carbanion](https://one-course.com/books/chemistry/2/nl/chapter/18-elektronische-effecten-en-reactieve-intermediairen#def-b1-electronic-effects-intermediates) gedraagt. In het halogenide $\ce{R-X}$ was hetzelfde koolstofatoom positief (X: 2.96 voor Br). Een [elektrofiel](https://one-course.com/books/chemistry/2/nl/chapter/18-elektronische-effecten-en-reactieve-intermediairen#def-b1-electronic-effects-nucleophile) koolstofatoom omzetten in een [nucleofiel](https://one-course.com/books/chemistry/2/nl/chapter/18-elektronische-effecten-en-reactieve-intermediairen#def-b1-electronic-effects-nucleophile) is een *polariteitsinversie*.

**Propositie 21.4 (Grignardreagentia worden vernietigd door zure waterstofatomen).**

Een [grignardreagens](#def-b1-organomagnesium-organometallic) reageert [kwantitatief](https://one-course.com/books/chemistry/2/nl/chapter/7-een-chemisch-systeem-beschrijven-voortgang-activiteiten-q-en-k#def-b1-extent-q-and-k-quantitative) met water, alcoholen, carbonzuren, aminen met N–H-bindingen en eindstandige alkynen, waarbij het alkaan $\ce{R-H}$ ontstaat: $\ce{RMgX + H2O -> R-H + Mg(OH)X}$.

**Bewijs.** Het carbanionachtige koolstofatoom is de base van het koppel $\ce{R-H}$/$\ce{R^-}$, en alkanen zijn verreweg de zwakste zuren van de organische chemie: van geen enkel proton kan gemeten worden dat het hen in water verlaat, waar hydroxide de sterkste base is die kan bestaan ([Hoofdstuk 10](https://one-course.com/books/chemistry/2/nl/chapter/10-zuur-base-evenwichten-en-de-methode-van-de-predominante-reactie#ch-b1-predominant-reaction), nivellering). Elk zuur van de lijst is veel sterker, en de protonoverdracht naar $\ce{R^-}$ heeft een enorme constante: ze is volledig en snel. ∎

Dat is de reden voor de droge opstelling: één druppel water vernietigt een gelijke hoeveelheid reagens. Als voordeel benut plaatst $\ce{CH3CH2MgBr + D2O}$ een deuteriumatoom precies waar het broom zat.

## 21.3 Addities aan carbonylverbindingen en koolstofdioxide

Het koolstofatoom van een C=O-groep is [elektrofiel](https://one-course.com/books/chemistry/2/nl/chapter/18-elektronische-effecten-en-reactieve-intermediairen#def-b1-electronic-effects-nucleophile) ([Hoofdstuk 18](https://one-course.com/books/chemistry/2/nl/chapter/18-elektronische-effecten-en-reactieve-intermediairen#ch-b1-electronic-effects)). Het [grignardreagens](#def-b1-organomagnesium-organometallic) addeert zijn R-groep eraan, waarbij het $\pi$-paar van C=O naar zuurstof gaat; een zure opwerking protoneert daarna het alkoxide.

![Additie van een grignardreagens aan een keton (of een aldehyde, R'' = H): het C–Mg-paar vormt de nieuwe C–C-binding, terwijl het π-paar van C=O naar zuurstof gaat; het magnesiumalkoxide wordt in een afzonderlijke stap door verdund zuur geprotoneerd.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-2/b1-organomagnesium/fig-8bb5525036eb.svg)

*Additie van een [grignardreagens](#def-b1-organomagnesium-organometallic) aan een keton (of een aldehyde, $\mathrm{R''} = \mathrm{H}$): het C–Mg-paar vormt de nieuwe C–C-binding, terwijl het $\pi$-paar van C=O naar zuurstof gaat; het magnesiumalkoxide wordt in een afzonderlijke stap door verdund zuur geprotoneerd.*

**Propositie 21.5 (Alcoholen uit carbonylverbindingen).**

Na zure opwerking geeft een [grignardreagens](#def-b1-organomagnesium-organometallic) $\ce{RMgX}$: met methanal een primaire alcohol $\ce{RCH2OH}$; met een ander aldehyde $\mathrm{R'CHO}$ een secundaire alcohol $\mathrm{RR'CHOH}$; met een keton $\mathrm{R'COR''}$ een tertiaire alcohol $\mathrm{RR'R''COH}$. De nieuwe C–C-binding verbindt R met het vroegere carbonylkoolstofatoom.

**Bewijs.** Het carbonylkoolstofatoom houdt zijn twee substituenten en krijgt R en een OH erbij (uit het zuurstofatoom van het alkoxide): methanal brengt twee H mee, een aldehyde één H en één koolstofgroep, een keton twee koolstofgroepen. De klasse van de alcohol is het aantal koolstofgroepen op dat koolstofatoom: één, twee of drie. ∎

**Propositie 21.6 (Carbonzuren uit koolstofdioxide).**

Een [grignardreagens](#def-b1-organomagnesium-organometallic) dat op vast koolstofdioxide gegoten wordt, geeft na aanzuren het carbonzuur $\ce{RCOOH}$ met één koolstofatoom meer: $\ce{RMgX + CO2 -> RCOOMgX}$, daarna $\ce{RCOOMgX + H3O+ -> RCOOH + Mg^2+ + X- + H2O}$.

**Bewijs.** $\ce{CO2}$ is een carbonylverbinding waarvan het koolstofatoom aangevallen wordt zoals dat van een keton; het gevormde carboxylaat is onder deze omstandigheden te weinig reactief om een tweede R-groep te adderen (een negatief geladen carbonyl is een slecht [elektrofiel](https://one-course.com/books/chemistry/2/nl/chapter/18-elektronische-effecten-en-reactieve-intermediairen#def-b1-electronic-effects-nucleophile)). Zuur protoneert het. ∎

## 21.4 Koolstofskeletten opbouwen

**Methode 21.7 (Een alcohol plannen).**

1. Zoek het koolstofatoom dat de OH draagt in de beoogde alcohol.
2. Kies een van zijn koolstofgroepen als R (die komt van het [grignardreagens](#def-b1-organomagnesium-organometallic) , bereid uit $\ce{R-Br}$ ); de rest van het molecuul, met dat koolstofatoom als C=O, is de carbonylpartner.
3. Som de mogelijke keuzes op (één per koolstofgroep) en geef de voorkeur aan die met eenvoudige, beschikbare reagentia.
4. Controleer dat geen van beide partners een zuur waterstofatoom of een tweede carbonylgroep draagt die ook zou reageren.

**Voorbeeld 21.8 (2-Fenylbutaan-2-ol).**

Het koolstofatoom dat de OH draagt, heeft een fenyl-, een methyl- en een ethylgroep. Drie keuzes: fenylmagnesiumbromide met butaan-2-on; methylmagnesiumbromide met 1-fenylpropaan-1-on; ethylmagnesiumbromide met 1-fenylethaan-1-on (acetofenon). Alle drie werken; de laatste gebruikt twee van de gangbaarste reagentia.

**Geschiedenis — Victor Grignard.**

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-2/b1-organomagnesium/img-ba34b837cace.jpg)

Het reagens draagt de naam van Victor Grignard, die als promovendus rond de eeuwwisseling naar de twintigste eeuw ontdekte dat magnesium oplost in een etheroplossing van een halogeenalkaan en dat de oplossing aan carbonylverbindingen addeert. Door zijn eenvoud — één metaal, één oplosmiddel, één kolf — werd het de meest gebruikte reactie om koolstof-koolstofbindingen te vormen van de eeuw, en het leverde zijn ontdekker een Nobelprijs voor Scheikunde op. (Foto, publiek domein, Wikimedia Commons.)

## 21.5 Oefeningen

**Oefening 21.1 ★.**

Schrijf de bereiding op van ethylmagnesiumbromide en van fenylmagnesiumbromide. Geef de polarisatie van de C–Br-binding en van de C–Mg-binding, met de [elektronegativiteiten](https://one-course.com/books/chemistry/2/nl/chapter/2-periodiciteit#def-b1-periodicity-electronegativity).

**Oplossing van Oefening 21.1.**

$\ce{CH3CH2Br + Mg -> CH3CH2MgBr}$; $\ce{C6H5Br + Mg -> C6H5MgBr}$ (in droge ether). C–Br: Br (2.96) is elektronegatiever dan C (2.55), koolstof is positief. C–Mg: Mg (1.31) is minder elektronegatief, koolstof is negatief.

**Oefening 21.2 ★.**

Wat geeft methylmagnesiumjodide met: water; ethanol; ethaanzuur; deuteriumoxide $\ce{D2O}$? Schrijf de reactievergelijkingen op.

**Oplossing van Oefening 21.2.**

Water: $\ce{CH3MgI + H2O -> CH4 + Mg(OH)I}$. Ethanol: $\ce{CH3MgI + CH3CH2OH -> CH4 + CH3CH2OMgI}$. Ethaanzuur: $\ce{CH3MgI + CH3COOH -> CH4 + CH3COOMgI}$. Deuteriumoxide: $\ce{CH3MgI + D2O -> CH3D + Mg(OD)I}$.

**Oefening 21.3 ★.**

Geef het product (na zure opwerking) van ethylmagnesiumbromide met methanal, ethanal, propanon, benzaldehyde en koolstofdioxide. Geef de klasse van elke alcohol.

**Oplossing van Oefening 21.3.**

Methanal: propaan-1-ol (primair). Ethanal: butaan-2-ol (secundair). Propanon: 2-methylbutaan-2-ol (tertiair). Benzaldehyde: 1-fenylpropaan-1-ol (secundair). Koolstofdioxide: propaanzuur.

**Oefening 21.4 ★.**

Waarom mag 4-broombutaan-1-ol niet gebruikt worden om een [grignardreagens](#def-b1-organomagnesium-organometallic) te bereiden?

**Oplossing van Oefening 21.4.**

Zijn OH-groep is zuur genoeg om het reagens te vernietigen zodra het ontstaat: het molecuul zou zichzelf (of zijn buren) protoneren; zo ontstaat het magnesiumalkoxide van butaan-1-ol, $\ce{CH3(CH2)3OMgBr}$, en dat is geen bruikbaar reagens. De OH moet eerst beschermd worden ([Hoofdstuk 23](https://one-course.com/books/chemistry/2/nl/chapter/23-carbonylverbindingen-nucleofiele-addities-acetalen-en-bescherming#ch-b1-acetals-protection) toont het idee voor een aldehyde).

**Oefening 21.5 ★★.**

Schrijf het mechanisme op van de additie van methylmagnesiumbromide aan ethanal en van de opwerking, met [gebogen pijlen](https://one-course.com/books/chemistry/2/nl/chapter/18-elektronische-effecten-en-reactieve-intermediairen#def-b1-electronic-effects-curly-arrow). Is het product [chiraal](https://one-course.com/books/chemistry/2/nl/chapter/16-stereochemie-verdiept#def-b1-stereochemistry-in-depth-stereocentre)? Wordt het als één enkel [enantiomeer](https://one-course.com/books/chemistry/2/nl/chapter/16-stereochemie-verdiept#def-b1-stereochemistry-in-depth-enantiomers) verkregen? Waarom?

**Oplossing van Oefening 21.5.**

Het C–Mg-paar valt het carbonylkoolstofatoom van ethanal aan, waarbij het $\pi$-paar van C=O naar O gaat: $\ce{CH3CH(CH3)O^-}$ met $\ce{MgBr+}$; daarna geeft $\ce{H3O+}$ een proton aan de zuurstof: propaan-2-ol. Propaan-2-ol draagt twee methylgroepen op het carbinolkoolstofatoom: het is [achiraal](https://one-course.com/books/chemistry/2/nl/chapter/16-stereochemie-verdiept#def-b1-stereochemistry-in-depth-stereocentre). (Met een andere R, bijvoorbeeld ethylmagnesiumbromide op ethanal, is het product butaan-2-ol [chiraal](https://one-course.com/books/chemistry/2/nl/chapter/16-stereochemie-verdiept#def-b1-stereochemistry-in-depth-stereocentre) maar racemisch: het vlakke carbonyl wordt even gemakkelijk aan beide zijden aangevallen.)

**Oefening 21.6 ★★.**

Stel twee manieren voor om 3-methylpentaan-3-ol te bereiden uit een [grignardreagens](#def-b1-organomagnesium-organometallic) en een keton.

**Oplossing van Oefening 21.6.**

Het carbinolkoolstofatoom draagt één methyl- en twee ethylgroepen: ethylmagnesiumbromide met butaan-2-on, of methylmagnesiumbromide met pentaan-3-on.

**Oefening 21.7 ★★.**

Hoe zou je 2-methylpropaanzuur bereiden uit 2-broompropaan? Bereken de massa zuur die verkregen wordt uit $12.3\,\mathrm{g}$ bromide bij een [rendement](https://one-course.com/books/chemistry/2/nl/chapter/7-een-chemisch-systeem-beschrijven-voortgang-activiteiten-q-en-k#def-b1-extent-q-and-k-fractional-extent) van $70\,\%$ ($M$: $\ce{C3H7Br}$ $123.0\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$, $\ce{C4H8O2}$ $88.0\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$).

**Oplossing van Oefening 21.7.**

Bereid $\ce{(CH3)2CHMgBr}$ uit 2-broompropaan en magnesium in droge ether, giet het op vast $\ce{CO2}$, en zuur daarna aan: $\ce{(CH3)2CHCOOH}$. $n = 12.3/123.0 = 0.100$ mol; $0.100 \times 0.70 \times 88.0 = 6.2\,\mathrm{g}$.

**Oefening 21.8 ★★.**

Een onvoorzichtige student bereidt fenylmagnesiumbromide uit $0.0500\,\mathrm{mol}$ broombenzeen in ether die $0.18\,\mathrm{g}$ water bevat. Welke fractie van het reagens wordt vernietigd? Welk product ontstaat?

**Oplossing van Oefening 21.8.**

$0.18/18.0 = 0.010\,\mathrm{mol}$ water vernietigt $0.010\,\mathrm{mol}$ reagens: $20\,\%$; er ontstaat benzeen, $\ce{C6H5MgBr + H2O -> C6H6 +
Mg(OH)Br}$.

**Oefening 21.9 ★★.**

Bifenyl, $\ce{C6H5-C6H5}$, is een bijproduct van de bereiding van fenylmagnesiumbromide. Stel voor hoe het ontstaat, en waarom een trage toevoeging van broombenzeen aan een overmaat magnesium het beperkt.

**Oplossing van Oefening 21.9.**

Het reagens, een [nucleofiel](https://one-course.com/books/chemistry/2/nl/chapter/18-elektronische-effecten-en-reactieve-intermediairen#def-b1-electronic-effects-nucleophile), reageert met broombenzeen dat nog aanwezig is: in totaal $\ce{C6H5MgBr + C6H5Br -> C6H5-C6H5 + MgBr2}$. Het bromide langzaam toevoegen aan een overmaat magnesium houdt zijn concentratie laag: het ontmoet eerder vers metaal dan reagens dat al gevormd is.

**Oefening 21.10 ★★★.**

Plan twee syntheses van 1-fenylethaan-1-ol uit een [grignardreagens](#def-b1-organomagnesium-organometallic), en een synthese van 2-fenylpropaan-2-ol. Benoem telkens het halogenide dat het reagens levert.

**Oplossing van Oefening 21.10.**

1-Fenylethaan-1-ol: $\ce{CH3MgBr}$ (uit broommethaan) met benzaldehyde, of $\ce{C6H5MgBr}$ (uit broombenzeen) met ethanal. 2-Fenylpropaan-2-ol: $\ce{C6H5MgBr}$ met propanon, of $\ce{CH3MgBr}$ met 1-fenylethaan-1-on.

**Oefening 21.11 ★★★.**

Leg uit waarom het [grignardreagens](#def-b1-organomagnesium-organometallic) en de carbonylverbinding gemengd moeten worden in de volgorde die in het probleem hieronder gekozen is, en waarom de opwerking gebeurt met koud verdund zuur in plaats van met alleen water.

**Oplossing van Oefening 21.11.**

Het keton wordt aan het reagens toegevoegd, zodat het reagens, bereid in de droge kolf, die nooit verlaat en de warmte die elke portie vrijmaakt door de kokende ether opgenomen wordt. Alleen water zou het geleiachtige basische zout $\ce{Mg(OH)Br}$ geven, dat het product insluit; koud verdund zuur lost het op als $\ce{Mg^2+}$, en de koude beperkt nevenreacties van de tertiaire alcohol in zuur milieu.

**Oefening 21.12 ★★★.**

Een [grignardreagens](#def-b1-organomagnesium-organometallic), gemaakt uit $0.100\,\mathrm{mol}$ van een bromide, wordt getitreerd: een deel wordt in een overmaat water gegoten, en het gevormde basische magnesiumzout wordt getitreerd met zoutzuur: omgerekend naar de hele oplossing is $0.088\,\mathrm{mol}$ zuur nodig. Leg het principe uit en geef het [rendement](https://one-course.com/books/chemistry/2/nl/chapter/7-een-chemisch-systeem-beschrijven-voortgang-activiteiten-q-en-k#def-b1-extent-q-and-k-fractional-extent) van de bereiding.

**Oplossing van Oefening 21.12.**

Elke mol reagens geeft met water één mol basisch magnesiumzout, $\ce{RMgBr + H2O -> RH + Mg(OH)Br}$, waarvan de $\ce{OH-}$ door het zuur getitreerd wordt: de hoeveelheid reagens is gelijk aan het verbruikte zuur, $0.088\,\mathrm{mol}$, een [rendement](https://one-course.com/books/chemistry/2/nl/chapter/7-een-chemisch-systeem-beschrijven-voortgang-activiteiten-q-en-k#def-b1-extent-q-and-k-fractional-extent) van $88\,\%$.

## 21.6 Probleem: trifenylmethanol

**Probleem 21.1.**

Weekendprobleem — de bereiding van fenylmagnesiumbromide, de additie ervan aan benzofenon, de opwerking, en het rendement aan trifenylmethanol

In een droge driehalskolf geven $0.535\,\mathrm{g}$ magnesium en $3.14\,\mathrm{g}$ broombenzeen in watervrij ethoxyethaan fenylmagnesiumbromide. Daarna wordt druppelsgewijs een oplossing van $3.28\,\mathrm{g}$ benzofenon, $\ce{(C6H5)2CO}$, in dezelfde ether toegevoegd. Na opwerking met koud verdund zwavelzuur, extractie en herkristallisatie wordt $3.75\,\mathrm{g}$ zuiver trifenylmethanol, $\ce{(C6H5)3COH}$, verkregen, en wordt $0.15\,\mathrm{g}$ bifenyl afgescheiden. Molaire massa’s ($\mathrm{g}/\mathrm{mol}$): Mg 24.3, $\ce{C6H5Br}$ 156.9, $\ce{C13H10O}$ 182.0, $\ce{C19H16O}$ 260.0, $\ce{C12H10}$ 154.0, $\ce{C7H6O2}$ 122.0.

**Deel I — Fenylmagnesiumbromide.**

1. Schrijf de reactievergelijking van de bereiding op.
2. Bereken de hoeveelheden magnesium en broombenzeen. Welke is in overmaat?
3. Waarom moet de opstelling droog zijn? Schrijf de reactie met water op.
4. Wat is de rol van de droogbuis?
5. Waarom is de ether onmisbaar, naast het oplossen van de reagentia?
6. Bifenyl komt van de reactie van het reagens met broombenzeen. Schrijf die op en bereken de hoeveelheid broombenzeen die daardoor verloren gaat.

**Deel II — De additie.**

7. Bereken de hoeveelheid benzofenon.
8. Schrijf het mechanisme van de additie op met [gebogen pijlen](https://one-course.com/books/chemistry/2/nl/chapter/18-elektronische-effecten-en-reactieve-intermediairen#def-b1-electronic-effects-curly-arrow) .
9. Welk reagens beperkt de vorming van trifenylmethanol? Houd rekening met Deel I.
10. Is trifenylmethanol [chiraal](https://one-course.com/books/chemistry/2/nl/chapter/16-stereochemie-verdiept#def-b1-stereochemistry-in-depth-stereocentre) ? Verantwoord.
11. Waarom wordt het benzofenon aan het reagens toegevoegd, en niet omgekeerd?
12. Wat zou een spoor water in de benzofenonoplossing doen?

**Deel III — Opwerking.**

13. Schrijf de protonering van het alkoxide op.
14. Waarom koud verdund zuur gebruiken en niet alleen water?
15. Waar bevinden trifenylmethanol en de magnesiumzouten zich na extractie met ether?
16. Hoe wordt bifenyl van trifenylmethanol gescheiden? (Bifenyl is veel beter oplosbaar in koude petroleumether.)
17. Welke test bevestigt de zuiverheid van de [kristallen](https://one-course.com/books/chemistry/2/nl/chapter/5-kristallen-i-het-perfecte-kristal-en-de-metalen#def-b1-crystals-metals-crystal) ?
18. Trifenylmethanol overleeft koud verdund zuur, maar lost op in geconcentreerd zwavelzuur tot een diepgeel [carbokation](https://one-course.com/books/chemistry/2/nl/chapter/18-elektronische-effecten-en-reactieve-intermediairen#def-b1-electronic-effects-intermediates) . Schrijf de vorming ervan op en verklaar zijn stabiliteit (vergelijk met [Hoofdstuk 18](https://one-course.com/books/chemistry/2/nl/chapter/18-elektronische-effecten-en-reactieve-intermediairen#ch-b1-electronic-effects) ).

**Deel IV — [Rendement](https://one-course.com/books/chemistry/2/nl/chapter/7-een-chemisch-systeem-beschrijven-voortgang-activiteiten-q-en-k#def-b1-extent-q-and-k-fractional-extent), en een ander product.**

19. Bereken de verkregen hoeveelheid trifenylmethanol.
20. Bereken het [rendement](https://one-course.com/books/chemistry/2/nl/chapter/7-een-chemisch-systeem-beschrijven-voortgang-activiteiten-q-en-k#def-b1-extent-q-and-k-fractional-extent) ten opzichte van het beperkende reagens.
21. Geef twee mogelijke oorzaken van verlies.
22. Welk product zou ontstaan als het reagens van Deel I (gecorrigeerd voor het bifenyl) in plaats daarvan op vast koolstofdioxide gegoten was?
23. Bereken de theoretische massa van dat product.
24. Schrijf de reactievergelijking van die carboxylering op.
25. Geef het [rendement](https://one-course.com/books/chemistry/2/nl/chapter/7-een-chemisch-systeem-beschrijven-voortgang-activiteiten-q-en-k#def-b1-extent-q-and-k-fractional-extent) aan trifenylmethanol, in procent.

**Oplossing van Probleem 21.1.**

**1.** $\ce{C6H5Br + Mg -> C6H5MgBr}$. **2.** Mg $0.535/24.3 = 0.0220\,\mathrm{mol}$; $\ce{C6H5Br}$ $3.14/156.9 =
0.0200\,\mathrm{mol}$: magnesium in lichte overmaat. **3.** Water vernietigt het reagens: $\ce{C6H5MgBr + H2O -> C6H6 +
Mg(OH)Br}$. **4.** Ze houdt de waterdamp van de lucht tegen, die anders via de koeler binnenkomt. **5.** De ether geeft [vrije paren](https://one-course.com/books/chemistry/2/nl/chapter/3-lewisstructuren-resonantie-en-vsepr#def-b1-lewis-resonance-vsepr-lewis) aan magnesium ([lewisbase](https://one-course.com/books/chemistry/2/nl/chapter/3-lewisstructuren-resonantie-en-vsepr#def-b1-lewis-resonance-vsepr-lewis-acid)): zonder ether ontstaat het reagens niet of blijft het niet in oplossing. **6.** $\ce{C6H5MgBr + C6H5Br -> C6H5-C6H5 + MgBr2}$; bifenyl $0.15/154.0 = 9.7 \times 10^{-4}\,\mathrm{mol}$, dat $9.7 \times 10^{-4}\,\mathrm{mol}$ broombenzeen en evenveel reagens verbruikt heeft: in totaal $1.9 \times 10^{-3}\,\mathrm{mol}$ broombenzeen verloren. **7.** $3.28/182.0 = 0.0180\,\mathrm{mol}$. **8.** Het C–Mg-paar valt het carbonylkoolstofatoom aan, het $\pi$-paar gaat naar zuurstof: $\ce{(C6H5)3C-O^-}$ $\ce{MgBr+}$. **9.** Hoogstens beschikbaar reagens $0.0200 - 0.0019 = 0.0181\,\mathrm{mol}$; benzofenon $0.0180\,\mathrm{mol}$: benzofenon is beperkend, net. **10.** Nee: het carbinolkoolstofatoom draagt drie identieke fenylgroepen. **11.** Het reagens blijft in zijn droge kolf, en de warmte van elke portie keton wordt door de kokende ether opgenomen. **12.** Het zou een deel van het reagens vernietigen (benzeen) en benzofenon onomgezet laten. **13.** $\ce{(C6H5)3COMgBr + H3O+ -> (C6H5)3COH + Mg^2+ + Br- + H2O}$. **14.** Het zuur lost de basische magnesiumzouten op die alleen water zou laten neerslaan; de koude beperkt de vorming van het [carbokation](https://one-course.com/books/chemistry/2/nl/chapter/18-elektronische-effecten-en-reactieve-intermediairen#def-b1-electronic-effects-intermediates) van vraag 18. **15.** Trifenylmethanol en bifenyl in de etherlaag; de magnesiumzouten in de waterlaag. **16.** De vaste stof wassen (of fijnwrijven) met koude petroleumether: bifenyl lost op, trifenylmethanol blijft achter. **17.** Een scherp smeltpunt gelijk aan het getabelleerde (of één enkele vlek bij dunnelaagchromatografie). **18.** $\ce{(C6H5)3COH + H+ -> (C6H5)3C+ + H2O}$: een tertiair [carbokation](https://one-course.com/books/chemistry/2/nl/chapter/18-elektronische-effecten-en-reactieve-intermediairen#def-b1-electronic-effects-intermediates) waarvan de lading door resonantie over drie benzeenringen gespreid is, zeer stabiel, en gekleurd door die uitgebreide conjugatie. **19.** $3.75/260.0 = 0.0144\,\mathrm{mol}$. **20.** $0.0144/0.0180 = 80\,\%$. **21.** Verliezen bij het overgieten en de herkristallisatie; reagens vernietigd door sporen vocht; onvolledige reactie. **22.** Benzoëzuur, $\ce{C6H5COOH}$, na aanzuren. **23.** $0.0181 \times 122.0 = 2.21\,\mathrm{g}$. **24.** $\ce{C6H5MgBr + CO2 -> C6H5COOMgBr}$, daarna $\ce{C6H5COOMgBr + H3O+ -> C6H5COOH + Mg^2+ + Br- + H2O}$. **25.** **$80\,\%$**.