Abstract
The effect of ferric ion on the reaction of CH_3$MgI with benzylbromide was investigated by determining the product ratio between cross-coupling product, ethylbenzene (A) and homocoupling product, bibenzyl (B) in the presence of ferric ion. When CH_3$MgI prepared with pure magnesium was used, the ratio of A to B was 22 to 78 and with reagent grade magnesium, the ratio became 33 to 67 indicating that metallic impurities in magnesium affect the reaction mechanism to lead less homocoupling product, B. The ratio changes became significant when ferric chloride was added in the reaction mixture in catalytic amounts and the ratio of A to B reached to 80 to 20 at maximum. The reaction in the presence of ferric ion seems to follow mainly an ionic mechanism which involves iron-benzyl bromide ${\pi}$-complex formation. The complex formation is expected to be able to enhance ionic attack of CH_3$MgI on benzyl carbon to give more A.
Grignard 시약,CH_3$MgI와 브로모벤질과의 반응은 전자전달과정(SET)과 라디칼 이온쌍 중간체를 거쳐 생성되는 동종짝지음 생성물 bibenzyl을 주생성물로 이온성 공격에 의해 생성되는 교차짝지음 생성물, 에틸벤젠을 부생성물로 생성시키며 전이금속 불순물이 거의 제거된 순수 금속 Mg으로 CH_3$MgI을 제조하였을 때 그 비는 78:22이었다. 그러나 실험실용 금속 Mg을 사용하였을 때 그 비는 감소하여 67:33이었으며 이 비는 촉매량으로 첨가시킨 $FeCl_3$ 양의 증가로 더욱 감소되어 최고 20:80 비로 Fe 이온은 이온성 교차생성물, 에틸벤젠을 주생성물로 유도하였으며 이러한 반응결과는 좋은 수소원자주게로 디이소프로필 에테르를 디에틸 에테르 대신 용매를 사용하였을 때에도 큰 변화가 관찰되지 않았다. 이러한 관찰은 Grignard 시약과 유기할로겐 화합물이나 카르보닐 화합물과의 반응에서 촉매 양의 전이금속염이 전자전달과정 속도를 증가시켜 동종짝지음 이합체 생성물의 증가를 일으키는 보고와 반대의 경향을 보인다. 이러한 촉매량의 $FeCl_3$ 첨가가 CH_3$MgI의 이온성 공격의 증가와 그에 따른 교차짝지음 생성물의 증가로 유도하는 것은 브로모벤질과 반응 중 생성된 Fe 종과의 착화합물 형성에 의해 벤질탄소-브롬 결합이 CH_3$MgI의 탄소음이온 공격에 대해 반응성이 증가되는 것으로 설명하였다. 이러한 설명은 2-페닐-1-브로모에탄의 CH_3$MgI와의 반응연구에서 관찰된 반응성 결여가 뒷받침하고 있다.
