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有机合成单元反应中的格式试剂参与

时间:2023-10-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:烯丙型及苯甲基型格氏试剂合成后会与尚未反应的卤代烃发生偶合,因而需要严格控制温度。为了保证格氏试剂不发生其他反应,反应一般在醚类溶剂里进行,常用的有乙醚或四氢呋喃。格氏试剂在有机合成中能起三种不同的功能。与具有极性的双键反应格氏试剂可与具有极性的双键发生加成。如格氏试剂与羰基发生加成常用于接长碳链或合成醇类化合物,是有机合成的重要反应。

有机合成单元反应中的格式试剂参与

格氏试剂,又称格林尼亚试剂,是指烃基卤化镁(R⁃MgX)这一类有机金属化合物,是一种很好的亲核试剂,在有机合成和有机金属化学中有重要用途。此类化合物的发现者法国化学家维克多·格林尼亚(François Auguste Victor Grignard)因此而获得1912年诺贝尔化学奖。

格氏试剂一般由卤代烷与金属镁(为了增大表面积,一般为细丝或粉末)在无水乙醚四氢呋喃(THF)中反应制得。在乙醚中,格氏试剂生成由两个分子乙醚配位的配合物。乙醚可用100℃加热后减压蒸馏的方式除去,得到的格氏试剂可溶于石油醚、苯、或二甲苯溶剂中使用。高温合成时可用丁醚或戊醚代替乙醚。在四氢呋喃中,由于氧更显露,更容易生成错合物,许多不活泼的卤代烃也可发生反应。由于格氏试剂极为活泼,遇水即水解,遇羰基化合物即加成,因此在反应时,反应器皿中不能有水,也不能有二氧化碳。在封闭状态下格氏试剂溶液很稳定,可以制成商品出售。

由于碘代烷价格较高,一般用溴代烷合成。但由于氯、溴甲烷均为气体,使用不便,一般使用碘甲烷合成碘化甲基镁(CH3MgI)。乙烯型卤代烃要在四氢呋喃中方能生成格氏试剂。而氯代芳烃的生成除THF外,还须控制温度与压力。烯丙型及苯甲基型格氏试剂合成后会与尚未反应的卤代烃发生偶合,因而需要严格控制温度。

格氏试剂的制备如果较难引发,可以加一小粒碘引发,碘切不可加多,否则会有较多副产物出现。

由于镁原子直接和碳链相连,极化作用的结果是使邻近镁原子的那个碳原子呈负电性,使得这根C⁃Mg键极具反应活性。为了保证格氏试剂不发生其他反应,反应一般在醚类溶剂里进行,常用的有乙醚或四氢呋喃。格氏试剂实现了由碳正向碳负的转化,具有重要的意义。

格氏试剂在有机合成中能起三种不同的功能。一个是亲核试剂,这是最常见的功能;第二是作为碱使用,普通烷基卤化镁能产生相当于pKa≈30的碱性,常常作为一种易得的强碱使用,常作为烯胺拔氢用的碱;第三个功能是作为还原剂,这个功能的存在会造成副反应增多,产率下降(指在羰基加成反应里)。(www.xing528.com)

与具有极性的双键反应

格氏试剂可与具有极性的双键发生加成。如格氏试剂与羰基发生加成常用于接长碳链或合成醇类化合物,是有机合成的重要反应。它是通过与羰基化合物(醛、酮、酯)进行亲核加成反应实现的,这种反应又称作格林尼亚反应。以丙酮的格氏反应为例,机理如下:

选择不同的反应物可以得到不同的醇,例如:

实际上,研发这种试剂的初衷是找一种通过取代反应接长碳链的物质,然而反应速度很慢。后来它在加成反应上的作用被发现,才被广泛使用。格氏试剂也可与RCN 等发生加成:

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