CANIZZARO REACTION 실험

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론 및 배경
3. 장치 및 시약
4. 실험 방법
5. 참고 문헌

본문내용

실험 목적
강염기 존재 하에 벤조 알데히드의 자동 산화-환원 반응을 통해 벤조산과 벤질알콜을 합성 후, 이를 분리 정제한다.

실험 이론 및 배경
일반적으로 알데히드에 염기조건을 가하면 알돌 반응이 일어난다. 이 때, 알돌 반응이 일어나려면 알파위치에 음이온이 생겨서 enolate가 생성되어야 한다.

그러나 알파음이온이 생길 수 없는 경우가 있다. 그런 경우 들 중 대표적인 게 바로 알데히드, 즉, 벤즈알데히드이다. 포름알데히드 등 다른 것들도 물론 포함이 된다. 이런 경우는 알파수소가 제거될 수 없기 때문에 수산화 이온이 카보닐 탄소를 공격한 이후를 생각해야한다.
다음의 메커니즘을 보면

이런 과정이 진행된다. 맨 끝의 중간체는 음이온이 2가이다. C=O결합이 회복되면서 Hydride 이온()이 만들어져 곧바로 다른 알데히드 분자와 반응한다는 것이다. 그럼 당연히 원래 분자는 벤조산이 되고, 와 반응한 다른 분자는 환원되어 벤질알코올이 된다. 이 반응은 알파음이온이 생성될 수 없는 알데히드가 강염기 조건 하에 일으키는 불균등화 반응으로 설명할 수 있다.

(1) 카니차로 반응(Cannizzaro reaction)
알데하이드기(-CHO) 중의 카보닐기(-C=O)로 인해서 활성을 띠는 α-수소가 없는 알데하이드에 진한 알칼리를 작용시키면 알코올과 카르복실산이 동시에 생겨나는 자동 산화-환원 반응을 말한다.
이때 알코올이 환원생성물로 작용하고 카르복실산이 산화생성물로 작용한다.

(2) 반응 메커니즘(Reaction mechanism)
히드록시기가 친핵성 공격을 하게되면 바로 염기성 조건의 히드록시기가 바로 반응물의 형태가 되므로 NaOH조건이 필요하다. 이때 카르복실기의 이중결합이 열리면서 음의 하전이 카르복실기의 산소에 위치하게 된다. 그다음 음의하전이 다시 중앙의 탄소로 내려오면서 공격해 들어온 히드록시가를 이탈한다. 왜냐하면 이 반응계에서 히드록시기가 가장 안정한 리빙그룹으로 작용하기 때문이다. 그렇게 되면 출발물질과 동일한 형태의 알데히드가 되어버린다.

참고 자료

Strategic Applications of Named Reactions in Organic Synthesis by Laszlo Kurti 2005, p.74～75
Named Organic Reactions, 2Nd Ed by Thomas Laue and Andreas Plagens, p.50～52
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1109065&cid=200000000&categoryId=200000864
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1104628&cid=200000000&categoryId=200000864
http://ko.wiktionary.org/wiki/%EB%A7%88%EA%B0%9C
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1838858&mobile&cid=4621&categoryId=4621
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1249200&cid=200000000&categoryId=200000783
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=655569&cid=562&categoryId=562
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1276152&cid=200000000&categoryId=200000971
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1248004&cid=200000000&categoryId=200000783
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1139767&cid=200000000&categoryId=200001216
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1143924&cid=200000000&categoryId=200000864
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1178820&cid=200000000&categoryId=200000864
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=655046&cid=594&categoryId=594
http://www.scienceall.com/%eb%b2%a4%ec%a6%88%ec%95%8c%eb%8d%b0%ed%9e%88%eb%93%9cbenzaldehyde/