格氏反應及應用解讀

1、格氏反應及應用1、格氏反應鹵代烴在無水乙醚或四氫呋喃中和金屬鎂作用生成烷基鹵化鎂RMgX,這種有機鎂化合物被 稱作格氏試劑(Grignard Reagent)。格氏試劑可以與醛、酮等化合物發(fā)生加成反應，經(jīng)水解 后生成醇，這類反應被稱作格氏反應(Grignard Reaction)。格氏試劑是有機合成中應用最 為廣泛的試劑之一，它是由法國化學家格林尼亞(V. Grignard)發(fā)明的。1871年，格林尼亞生于法國塞堡(Cherbourg Frace)。當他在里昂(Lyons)大學學習時，曾 師從巴比亞(P. A. Barbier)教授。當時，巴比亞主要從事有機鋅化合物的研究，他以鋅和 碘甲烷反應

2、得到二甲基鋅，這種有機鋅化合物被用作甲基化試劑。后來，巴比亞又以金屬鎂 替代鋅來進行嘗試，也獲得相似的金屬有機化合物，不過反應條件比較苛刻。于是。巴比亞 便讓格林那繼續(xù)對有機鎂化合物的制備作深入研究。研究發(fā)現(xiàn)，用碘甲烷和金屬鎂在乙醚介 質中反應可以方便地得到新的化合物，不經(jīng)分離而直接加入醛或酮就會發(fā)生進一步反應，反 應產物經(jīng)水解后可以得到相應的醇。后來的研究表明，烷基鹵化鎂(即格氏試劑)可以用于許多反應，應用范圍極廣，因而很快成 為有機合成中最常用的試劑之一。格氏試劑的發(fā)明極大地促進了有機合成的發(fā)展，格林尼亞因此而獲得1912年諾貝爾化學獎。 通常，各種鹵代烴和鎂反應都可以生成格氏試劑。不過，

3、不同的鹵代烴與鎂反應活性有差異。 一般來講，當烷基相同時，碘代烷最易反應，氟代烴活性最差(實際上還沒有人用氟代烴制 RIRBrRCIRF當鹵素原子不變時，芐基鹵代烴和烯丙基鹵代烴活性最高，乙烯基鹵代烴活性最低：ArCH2X、 CH2=CHCH2X 30RX 20RX10RX CH2=CHX格氏試劑對水十分敏感。事實上，凡是具有活潑氫的化合物都可以和格氏試劑反應，例如醇、 末端炔烴、伯胺及羧酸等。因此，在制備格氏試劑時，應該使用無水試劑和干燥的儀器。 此外，格氏試劑與空氣中的氧也會發(fā)生反應，如：2RMgX+O22ROMgX不過，在以乙醚作溶劑的格氏反應中，由于乙醚的蒸氣壓較大，反應液被乙醚氣氛所

4、包圍， 因而空氣中的氧對反應影響不明顯。在格氏試劑制備中，溶劑的選擇也是個關鍵。通常選用 絕對乙醚作溶劑。這是由于乙醚分子中的氧原子具有孤對電子，它可以和格氏試劑形成可溶 于溶劑的配合物：若使用其他溶劑，如烷烴，反應生成物會因不溶于溶劑而覆蓋在金屬鎂表面，從而使反應終 止。除了乙醚外，四氫呋喃也是進行格氏反應的良好溶劑。尤其是當某些鹵代烴，如氯乙烯、氯 苯等在乙醚中難以和鎂反應，若以四氫呋喃替代乙醚作溶劑，則可以順利地發(fā)生反應。由于 四氫呋喃的沸點比乙醚高，因而以四氫呋喃作溶劑進行格氏反應比用乙醚要安全一些。2、格氏反應通法無水乙醚的制備首先取少量待處理的乙醚，加入等體積2%碘化鉀溶液并滴入幾

5、滴稀鹽酸，振搖后若使淀粉 溶液呈紫色，即表明乙醚中含有過氧化物(也可用淀粉-碘化鉀試紙檢驗過氧化物)。除去過 氧化物的方法如下：將乙醚轉入分液漏斗，加入相當于乙醚體積1/5的硫酸亞鐵溶液，劇烈 振搖，靜置分層，除去水相。然后，將除去過氧化物的乙醚分餾兩次，每次都收集33C 37C餾分。乙醚須保存在棕色玻璃瓶中，壓入鈉絲，蓋上帶有毛細管的瓶蓋，以便讓產生的氫氣逸出。 當壓入的鈉絲表面仍具有光澤，或溶劑中不再冒泡，表明溶劑可以用于格氏反應。注意：除去過氧化物的乙醚，久置后仍然會產生過氧化物，而且乙醚很容易吸收空氣中的水 分。因此，處理后的乙醚應及早使用，不可久置。（2）格氏試劑制備在250mL三口

6、燒瓶上，配置攪拌器、恒壓滴液漏斗和帶有CaCl2燥管的回流冷凝管。向三 口燒瓶中置人2.9g（0.12mo1）鎂屑，用20mL無水乙醚浸沒。攪拌下，先滴入5mL 25%鹵代烴乙醚溶液（由0.12mol鹵代烴和無水乙醚配制而成）。如果反 應液呈現(xiàn)混濁狀并且溫度上升，表明反應已經(jīng)開始。如果沒有產生上述現(xiàn)象，則需要加入1 2小粒碘晶，并微微加熱。片刻，碘的顏色開始漸漸消褪，溶液變混濁，反應即開始，停止 加熱。將余下的鹵代烴溶液滴入反應瓶中，滴速以維持反應液平穩(wěn)沸騰為宜。加畢，用溫水 浴加熱回流約半小時，使反應完全，即得格氏試劑乙醚溶液。注釋：不論何時都不要將乙醚蒸干。所用儀器均需干燥。溶劑和試劑都必

7、須經(jīng)過干燥處理?？捎脽崴〖訜?，切不可用明火加熱?？諝庵械难鯐c格氏試劑發(fā)生緩慢的氧化，格氏試劑的乙醚溶液在暗室里會發(fā)出美麗的 光，就是這個緣故。因此，格氏試劑不可久置，通常隨制隨用。格氏世試劑制備生產經(jīng)驗水分（或是活潑質子）的影響是關鍵，也就是對原輔料的質量控制，和設備的干燥處 理，在投料前沒有將這些準備措施做好，將直接影響反應的進行，特別是反應的引發(fā)。本來 是已經(jīng)引發(fā)好了的，但是當?shù)渭釉虾?，由于水分（或是活潑質子）的影響又將反應蓋滅了。 于是這個在不引起操作人員注意的時候，等滴加液累積到一定的量后，一旦引發(fā)再次進行， 將急劇反應放出大量的熱，輕則沖料引起物料損失，重則發(fā)生爆炸事故。在滴加

8、反應液前，必須十分肯定反應已經(jīng)引發(fā)，并且能順利將加下去的反應液反應掉。 否則既便不是很確定，就不能進行連續(xù)滴加操作，而且累積滴加的量最多不能超過總量的 10%。如果是由于水分的影響，使反應不能正常進行，現(xiàn)象會變成白色（或乳白色）渾濁， 就需十分注意，應加入較多的引發(fā)劑來保證接續(xù)的操作不會被阻斷。如果處理時由于操作失誤已經(jīng)加入過多的物料，引發(fā)后放熱十分劇烈，可就得時刻關 注釜內的反應情況和溫度變化、回流流量的情況等，及時開夾套冷卻水降溫，可以適當?shù)臏p 少沖料產生的幾率。格氏制備活性基本上是IBrCl，但價格也是如此，所以生產上能選用Cl的原料制備， 就盡量選用Cl原料，引發(fā)劑可以選擇Br取代的物

9、料，這樣我們引發(fā)劑的用量可以適當?shù)脑?加，使反應能更順利的進行，而不會影響引發(fā)劑的殘留在產品中產生雜質。格氏制備好后都要求過濾除去未反應的鎂屑，這個鎂屑處理起來很麻煩，最好還是投回 去做格氏反應，他的表面已經(jīng)被活化了，更容易引發(fā)反應（1）芳鹵一般用THF做溶劑，因為在乙醚的沸點時候一般不能引發(fā)，需要升高溫度，烷 基鹵一般用乙醚，因為它在較低溫度下就可以引發(fā)，THF處理沒有乙醚方便，吸水厲害， 價格也高，并不是不能用！漠甲烷可以做，我曾經(jīng)做2-甲基-2-金剛烷醇的時候做過，很好做的，好象低溫下5-10 度就可以了請問不想用的格氏試劑怎么處理？總不能直接加水處理吧？醇好像也不行吧我做過很多次格氏試

10、劑反應，多余不要的肯定是要加水溶液猝滅掉的，就用飽和氯化 銨溶液，要在冰水浴下慢慢滴加進去，一下子加進去當然會很劇烈，但這樣就不會的。如果量少，一般用5%的鹽酸就可以為何不用丙酮與之反應來破壞呢?最后再加一些稀鹽酸.不引發(fā)怎么辦如果溶劑處理好了，看看鎂有沒有被氧化，將鎂用稀鹽酸處理、干燥后投料試試。如果 為了保險，也為了偷懶，有機化學網(wǎng)首頁不就有介紹紅鋁的嗎，紅鋁我們用來不是還原，而 是用來引發(fā)格式反應，它能將鎂表面氧化膜去除，還能去除溶劑中沒處理好的水分，從而非 常好的引發(fā)反應。聲明：我不是紅鋁的代言人，但我們用了確實還可以，有點貴，用來引發(fā)， 量小，不太涉及成本概念。加點1，2-二漠乙烷看

11、能不能引發(fā)。有關芳環(huán)上格氏試劑的制備及其應用已有不少報道，不過所列文獻很少有芳環(huán)上含有 帶氟取代基多鹵代芳烴制備格氏試劑的，哪位大蝦能給一些關于含氟芳基格氏試劑的制備以 及應用方面的文獻，謝謝了。我現(xiàn)在所存在的主要問題是氟取代基對芳環(huán)上格氏試劑的制備到底會產生什么樣的影 響，用含氟芳基的漠化物或碘化物能否和鎂直接制備格氏試劑，是否需要尋求其它的方法。格氏試劑的制備，用漠化物或氯化物更好一些，盡量不要用碘化物，芳基上的氟，只要 不在漠(或氯)的鄰位，格氏試劑的制備是沒問題的。而且，有氟的存在，格氏試劑的制備 會更容易。有一本外文書專門介紹格式試劑的，我看過其中幾章，好像溫度偏低一點(-30C )

12、能 抑制芳香環(huán)上漠的格式化，所以要想不發(fā)生氟上的反應，溫度不能高，只要漠格式反應能 進行就可以了。溶劑中好像提到要添加N一甲基嗎琳，更能選擇性格式化反應。由于有一段 時間沒做合成，文獻(該書)名給忘了，大體記得就是格式反應綜述之類的?？傊?，在做一 類反應前多看看有關的文獻是非常必要的，聽戰(zhàn)友們的意見也重要但還不夠。只要氟不在漠鄰位上，格氏的制備很容易，用THF或者乙醚做溶劑都可以，即使在回流 溫度下，氟也不會發(fā)生變化，收率很高的，3、4、5一三氟漠苯的格氏試劑都沒問題。直接用鎂和原料在溶劑中制備即可，引發(fā)很容易，只要格氏試劑的濃度不是很高的話， 基本沒有什么副產物。眾所周知,漠苯做做格氏試劑非

13、常容易，用THF回流，引發(fā)劑都不用加，還需要防止反應 過快，沖料.但是，氯苯用同樣的方法是實現(xiàn)不了的,一般做法是直接與鎂粉回流數(shù)小時，不加 入THF或Et).同時還要加入硝酸鹽或硝基物催化.制備格氏試劑主要困難是沒法進行監(jiān)控，但可以分析其影響因素:1漠代烷聽烴較容易 反應，加之環(huán)烷烴不穩(wěn)定，引發(fā)階段較難控制，溫度過高，容易發(fā)生副反應。2反應中回餾速度 的控制，不要太快,主要由遞加速度控制，否則，副反應發(fā)生。3鎂粉應該沒有太大的影響，鎂 是過量的，但比表面積越大越好。主要是要無水，還有要有引發(fā)的過程，攪拌自然要好了，不然的話鎂的接觸不好,還有盡 量用鎂粉,當然有些情況用鎂條，帶,絲也是可以的，溫

14、度的話要看具體的反應了，一般是保持 微微回流就可以了。怎樣減少做格氏試劑過程中的偶聯(lián)副反應溶劑量5-10倍，鎂過量0.1MOL，溫度不能太高。滴加速度保持反應體系溫度港能若回 流為宜。我覺得反應溫度是關鍵，反應引發(fā)起來后，滴加速度不能太快，溫度不能太高，用 手背感覺其反應瓶壁的溫度，稍稍有些燙手即可?？刂品磻旱渭铀俣?先用溶劑稀釋一定量.2.所用溶劑在20倍左右作保護.3.反應前用 氮氣排空氣，反應時控制正壓.4, 一般金屬鎂用量在1.2MOL,用之前去掉氧化鎂.5.反應溫度不 超過60*C（10）格氏試劑主要引發(fā)困難，一般采用無水THF作溶劑，用乙醚挺危險的，最好不要用， 其活性也沒有TH

15、F好，但THF要無水，水份越低越好，一般要在500ppm以下。而賣的無 水THF水份一般能達到200ppm左右。鎂屑也要注意，表面最好不要有氧化層，要發(fā)亮的 那種，而且比表面積越大越好，也就是表面越毛越好。引發(fā)劑用碘甲烷要比碘好一點。當 然了反應時能氮氣保護那最好了。一般做法是氮氣保護下加入THF，鎂屑，升溫到所要的 引發(fā)溫度，加入少量的鹵代物和引發(fā)劑，待引發(fā)反應后就可以滴加鹵代物了直到反應結束。 引發(fā)過程試鹵代物情況而定，有的時間長點，有的時間短點。（11）加入固體氫氧化鉀浸泡，使用前蒸餾。此法不如鈉除水徹底，但對工業(yè)應用已足夠。 用二苯甲酮顯色，若顯藍色，說明水已除。建議你改用甲基四氫呋喃

16、，可能做格式反應效果 會更好。工業(yè)生產中買回的四氫呋喃一般不用干燥的,因為水份都在200PPM以下。如果處 理時由于操作失誤已經(jīng)加入過多的物料，引發(fā)后放熱十分劇烈，可就得時刻關注釜內的反應 情況和溫度變化、回流流量的情況等，及時開夾套冷卻水降溫，可以適當?shù)臏p少沖料產生 的幾率。5.格氏制備活性基本上是IBrCl，但價格也是如此，所以生產上能選用Cl的原 料制備，就盡量選用Cl原料，引發(fā)劑可以選擇Br取代的物料，這樣我們引發(fā)劑的用量可 以適當?shù)脑黾樱狗磻芨樌倪M行，而不會影響引發(fā)劑的殘留在產品中產生雜質。 反應試劑的準備：Mg:盡量不要用鎂粉，一是反應太劇烈，二是鎂粉表面容易形成氧化膜，三

17、是鎂粉不容易純化。盡量用鎂屑，預處理方法：用百分之十的HCl的洗刷，立即抽濾，再用丙酮沖洗，真空干 燥，N2保護下保存，備用。鹵化物使用前最好純化。常用溶劑為THF或Ether，最好用THF:沸點比ether高。（可參見無水溶劑的處理）引發(fā)小弟做過：漠苯，碘甲烷，碘乙烷，異丙基等的grignard reagents.溫度：碘甲烷RT就可以引發(fā)，漠苯在65度左右，碘乙烷，異丙基在40度左右，所以如 果在RT下不引發(fā)，可稍稍加熱，溫度不能過高，否則會發(fā)生偶聯(lián)反應，注：溫度對于引發(fā)非常重要。可加入碘，二漠乙烷等來引發(fā)?？捎靡郧白龀晒Φ膅rignard reagents來引發(fā)不易制備的grignard reagent.grignard reagents 的制備：引發(fā)后溫度會較高，容易發(fā)生偶聯(lián)，