Wagnerova reakcija: mehanizam, uloga u organskoj kemiji, primjena

Unatoč imenu, prvu Wagnerovu reakciju s alkenama izvršio je Markovnikov 1878. Dobio je alkohol, cikloheksandiol-1,2, iz cikloheksena, djelujući na njega s kalijevim permanganatom u vodenoj otopini na 0 ^° C. Kasnije je drugi ruski znanstvenik, Wagner, razvio i proučio ovaj postupak dobivanja dihidričnih alkohola. Smatra se da je datum otkrića reakcije 1888. godine, kada je objavljena njegova monografija "Prema reakciji oksidacije nezasićenih ugljikovih spojeva". Valja napomenuti da je Wagner provodio pokuse ne samo u neutralnoj vodi, nego iu kiselim i alkalnim medijima.

mehanizam

Bit reakcije leži u sinhidroksilaciji (istovremenom dodavanju dvije hidroksilne skupine) alkenske dvostruke veze. Reagens je kalijev permanganat Ako se radi o jakom oksidacijskom sredstvu, da bi se izbjeglo daljnje pretvaranje hidroksilne skupine u karboksilnu skupinu, potrebno je strogo pridržavati se kiselosti: optimalna vrijednost pH parametra je 8, tj. medij mora imati slabu alkalnu reakciju.

Wagner-ova reakcija prolazi kroz fazu stvaranja cikličkog manganskog estera, koji se zatim odmah hidrolizira u dihidrični diol. Intermedijerni spoj je zbog činjenice da su hidroksilne skupine u susjednom položaju - na različitim atomima ugljika. Sam intermedijarni spoj, intermedijer, nikada nije izoliran, ali njegovo prisustvo je potvrđeno istraživanjem: kada se koristi permanganat s obilježenim ionom kisika 18O kao reagensom, na izlazu se formira diol, u hidroksilnim skupinama od kojih se detektira željeni 18O. Kao posljedica toga, atomi kisika prelaze u alken ne iz vode, otapala, nego iz permanganata, oksidirajućeg agensa.

Ako se trans-izomer alkena uvede u Wagner-ovu reakciju, hidroksilne skupine postaju cis-položaj na izlazu, au slučaju cis-izomera alkena, formira se diol s funkcionalnim skupinama u trans položaju. Ti stereokemijski odnosi izvedeni su empirijski i također rade za reakcije adicije drugih reagensa na višestrukoj vezi.

vrijednost

Wagnerova oksidacijska reakcija kvalitativna je pri višestrukoj vezi zajedno s jakom oksidacijom nezasićenih ugljikovodika i bromiranja. Tijekom reakcije otopina kalija permanganata iz maline postaje bezbojna i nastaje netopljivi smeđi talog - mangan (IV) oksid. Produkti reakcije, dihidrični alkoholi, također se nazivaju glikoli. Najmanje praktično značenje imaju niži glikoli na bazi etilena, propilena i butilena, kao i visokomolekularni spojevi - polimeri na temelju njih, na primjer polietilen oksid.

primjena

Wagnerova reakcija, unatoč svojim ograničenjima, još uvijek se široko koristi u organskoj sintezi. To je zbog činjenice da alternativna reakcija sinhidroksilacije alkena koristi u procesu osmij oksid (VIII), koji je toksičan, teško pristupačan i skup reagens. Kasnije je predložena treća metoda sinhidroksilacije dvostruke veze - trostupanjski proces s jodom i srebrnim acetatom - ali Wagnerova reakcija je najstarija i još uvijek najpoznatija metoda oksidacije blage dvostruke veze.