格氏反應(yīng)及應(yīng)用解讀

1、格氏反應(yīng)及應(yīng)用1、格氏反應(yīng)鹵代烴在無(wú)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(jī)鎂化合物被 稱(chēng)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(yīng)，經(jīng)水解 后生成醇，這類(lèi)反應(yīng)被稱(chēng)作格氏反應(yīng)(Grignard Reaction)。格氏試劑是有機(jī)合成中應(yīng)用最 為廣泛的試劑之一，它是由法國(guó)化學(xué)家格林尼亞(V. Grignard)發(fā)明的。1871年，格林尼亞生于法國(guó)塞堡(Cherbourg Frace)。當(dāng)他在里昂(Lyons)大學(xué)學(xué)習(xí)時(shí)，曾 師從巴比亞(P. A. Barbier)教授。當(dāng)時(shí)，巴比亞主要從事有機(jī)鋅化合物的研究，他以鋅和 碘甲烷反應(yīng)

2、得到二甲基鋅，這種有機(jī)鋅化合物被用作甲基化試劑。后來(lái)，巴比亞又以金屬鎂 替代鋅來(lái)進(jìn)行嘗試，也獲得相似的金屬有機(jī)化合物，不過(guò)反應(yīng)條件比較苛刻。于是。巴比亞 便讓格林那繼續(xù)對(duì)有機(jī)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(zhì)中反應(yīng)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(huì)發(fā)生進(jìn)一步反應(yīng)，反 應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)水解后可以得到相應(yīng)的醇。后來(lái)的研究表明，烷基鹵化鎂(即格氏試劑)可以用于許多反應(yīng)，應(yīng)用范圍極廣，因而很快成 為有機(jī)合成中最常用的試劑之一。格氏試劑的發(fā)明極大地促進(jìn)了有機(jī)合成的發(fā)展，格林尼亞因此而獲得1912年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。 通常，各種鹵代烴和鎂反應(yīng)都可以生成格氏試劑。不過(guò)，

3、不同的鹵代烴與鎂反應(yīng)活性有差異。 一般來(lái)講，當(dāng)烷基相同時(shí)，碘代烷最易反應(yīng)，氟代烴活性最差(實(shí)際上還沒(méi)有人用氟代烴制 RIRBrRCIRF當(dāng)鹵素原子不變時(shí)，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(duì)水十分敏感。事實(shí)上，凡是具有活潑氫的化合物都可以和格氏試劑反應(yīng)，例如醇、 末端炔烴、伯胺及羧酸等。因此，在制備格氏試劑時(shí)，應(yīng)該使用無(wú)水試劑和干燥的儀器。 此外，格氏試劑與空氣中的氧也會(huì)發(fā)生反應(yīng)，如：2RMgX+O22ROMgX不過(guò)，在以乙醚作溶劑的格氏反應(yīng)中，由于乙醚的蒸氣壓較大，反應(yīng)液被乙醚氣氛所

4、包圍， 因而空氣中的氧對(duì)反應(yīng)影響不明顯。在格氏試劑制備中，溶劑的選擇也是個(gè)關(guān)鍵。通常選用 絕對(duì)乙醚作溶劑。這是由于乙醚分子中的氧原子具有孤對(duì)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(yīng)生成物會(huì)因不溶于溶劑而覆蓋在金屬鎂表面，從而使反應(yīng)終 止。除了乙醚外，四氫呋喃也是進(jìn)行格氏反應(yīng)的良好溶劑。尤其是當(dāng)某些鹵代烴，如氯乙烯、氯 苯等在乙醚中難以和鎂反應(yīng)，若以四氫呋喃替代乙醚作溶劑，則可以順利地發(fā)生反應(yīng)。由于 四氫呋喃的沸點(diǎn)比乙醚高，因而以四氫呋喃作溶劑進(jìn)行格氏反應(yīng)比用乙醚要安全一些。2、格氏反應(yīng)通法無(wú)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(guò)氧化物(也可用淀粉-碘化鉀試紙檢驗(yàn)過(guò)氧化物)。除去過(guò) 氧化物的方法如下：將乙醚轉(zhuǎn)入分液漏斗，加入相當(dāng)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(guò)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(xì)管的瓶蓋，以便讓產(chǎn)生的氫氣逸出。 當(dāng)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(yīng)。注意：除去過(guò)氧化物的乙醚，久置后仍然會(huì)產(chǎn)生過(guò)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(yīng)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(wú)水乙醚浸沒(méi)。攪拌下，先滴入5mL 25%鹵代烴乙醚溶液（由0.12mol鹵代烴和無(wú)水乙醚配制而成）。如果反 應(yīng)液呈現(xiàn)混濁狀并且溫度上升，表明反應(yīng)已經(jīng)開(kāi)始。如果沒(méi)有產(chǎn)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(kāi)始漸漸消褪，溶液變混濁，反應(yīng)即開(kāi)始，停止 加熱。將余下的鹵代烴溶液滴入反應(yīng)瓶中，滴速以維持反應(yīng)液平穩(wěn)沸騰為宜。加畢，用溫水 浴加熱回流約半小時(shí)，使反應(yīng)完全，即得格氏試劑乙醚溶液。注釋?zhuān)翰徽摵螘r(shí)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(guò)干燥處理?？捎脽崴〖訜?，切不可用明火加熱?？諝庵械难鯐?huì)與格氏試劑發(fā)生緩慢的氧化，格氏試劑的乙醚溶液在暗室里會(huì)發(fā)出美麗的 光，就是這個(gè)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(chǎn)經(jīng)驗(yàn)水分（或是活潑質(zhì)子）的影響是關(guān)鍵，也就是對(duì)原輔料的質(zhì)量控制，和設(shè)備的干燥處 理，在投料前沒(méi)有將這些準(zhǔn)備措施做好，將直接影響反應(yīng)的進(jìn)行，特別是反應(yīng)的引發(fā)。本來(lái) 是已經(jīng)引發(fā)好了的，但是當(dāng)?shù)渭釉虾?，由于水分（或是活潑質(zhì)子）的影響又將反應(yīng)蓋滅了。 于是這個(gè)在不引起操作人員注意的時(shí)候，等滴加液累積到一定的量后，一旦引發(fā)再次進(jìn)行， 將急劇反應(yīng)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(yīng)液前，必須十分肯定反應(yīng)已經(jīng)引發(fā)，并且能順利將加下去的反應(yīng)液反應(yīng)掉。 否則既便不是很確定，就不能進(jìn)行連續(xù)滴加操作，而且累積滴加的量最多不能超過(guò)總量的 10%。如果是由于水分的影響，使反應(yīng)不能正常進(jìn)行，現(xiàn)象會(huì)變成白色（或乳白色）渾濁， 就需十分注意，應(yīng)加入較多的引發(fā)劑來(lái)保證接續(xù)的操作不會(huì)被阻斷。如果處理時(shí)由于操作失誤已經(jīng)加入過(guò)多的物料，引發(fā)后放熱十分劇烈，可就得時(shí)刻關(guān) 注釜內(nèi)的反應(yīng)情況和溫度變化、回流流量的情況等，及時(shí)開(kāi)夾套冷卻水降溫，可以適當(dāng)?shù)臏p 少?zèng)_料產(chǎn)生的幾率。格氏制備活性基本上是IBrCl，但價(jià)格也是如此，所以生產(chǎn)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(dāng)?shù)脑?加，使反應(yīng)能更順利的進(jìn)行，而不會(huì)影響引發(fā)劑的殘留在產(chǎn)品中產(chǎn)生雜質(zhì)。格氏制備好后都要求過(guò)濾除去未反應(yīng)的鎂屑，這個(gè)鎂屑處理起來(lái)很麻煩，最好還是投回 去做格氏反應(yīng)，他的表面已經(jīng)被活化了，更容易引發(fā)反應(yīng)（1）芳鹵一般用THF做溶劑，因?yàn)樵谝颐训姆悬c(diǎn)時(shí)候一般不能引發(fā)，需要升高溫度，烷 基鹵一般用乙醚，因?yàn)樗谳^低溫度下就可以引發(fā)，THF處理沒(méi)有乙醚方便，吸水厲害， 價(jià)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(shí)候做過(guò)，很好做的，好象低溫下5-10 度就可以了請(qǐng)問(wèn)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(guò)很多次格氏試

10、劑反應(yīng)，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(jìn)去，一下子加進(jìn)去當(dāng)然會(huì)很劇烈，但這樣就不會(huì)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(yīng)來(lái)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(méi)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(xiǎn)，也為了偷懶，有機(jī)化學(xué)網(wǎng)首頁(yè)不就有介紹紅鋁的嗎，紅鋁我們用來(lái)不是還原，而 是用來(lái)引發(fā)格式反應(yīng)，它能將鎂表面氧化膜去除，還能去除溶劑中沒(méi)處理好的水分，從而非 常好的引發(fā)反應(yīng)。聲明：我不是紅鋁的代言人，但我們用了確實(shí)還可以，有點(diǎn)貴，用來(lái)引發(fā)， 量小，不太涉及成本概念。加點(diǎn)1，2-二漠乙烷看

11、能不能引發(fā)。有關(guān)芳環(huán)上格氏試劑的制備及其應(yīng)用已有不少報(bào)道，不過(guò)所列文獻(xiàn)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(guān)于含氟芳基格氏試劑的制備以 及應(yīng)用方面的文獻(xiàn)，謝謝了。我現(xiàn)在所存在的主要問(wèn)題是氟取代基對(duì)芳環(huán)上格氏試劑的制備到底會(huì)產(chǎn)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(méi)問(wèn)題的。而且，有氟的存在，格氏試劑的制備 會(huì)更容易。有一本外文書(shū)專(zhuān)門(mén)介紹格式試劑的，我看過(guò)其中幾章，好像溫度偏低一點(diǎn)(-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(yīng)，溫度不能高，只要漠格式反應(yīng)能 進(jìn)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(yīng)。由于有一段 時(shí)間沒(méi)做合成，文獻(xiàn)(該書(shū))名給忘了，大體記得就是格式反應(yīng)綜述之類(lèi)的?？傊?，在做一 類(lèi)反應(yīng)前多看看有關(guān)的文獻(xiàn)是非常必要的，聽(tīng)?wèi)?zhàn)友們的意見(jiàn)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(huì)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(méi)問(wèn)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(méi)有什么副產(chǎn)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(yīng) 過(guò)快，沖料.但是，氯苯用同樣的方法是實(shí)現(xiàn)不了的,一般做法是直接與鎂粉回流數(shù)小時(shí)，不加 入THF或Et).同時(shí)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(méi)法進(jìn)行監(jiān)控，但可以分析其影響因素:1漠代烷聽(tīng)烴較容易 反應(yīng)，加之環(huán)烷烴不穩(wěn)定，引發(fā)階段較難控制，溫度過(guò)高，容易發(fā)生副反應(yīng)。2反應(yīng)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(yīng)發(fā)生。3鎂粉應(yīng)該沒(méi)有太大的影響，鎂 是過(guò)量的，但比表面積越大越好。主要是要無(wú)水，還有要有引發(fā)的過(guò)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(dāng)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(yīng)了，一般是保持 微微回流就可以了。怎樣減少做格氏試劑過(guò)程中的偶聯(lián)副反應(yīng)溶劑量5-10倍，鎂過(guò)量0.1MOL，溫度不能太高。滴加速度保持反應(yīng)體系溫度港能若回 流為宜。我覺(jué)得反應(yīng)溫度是關(guān)鍵，反應(yīng)引發(fā)起來(lái)后，滴加速度不能太快，溫度不能太高，用 手背感覺(jué)其反應(yīng)瓶壁的溫度，稍稍有些燙手即可?？刂品磻?yīng)液滴加速度,先用溶劑稀釋一定量.2.所用溶劑在20倍左右作保護(hù).3.反應(yīng)前用 氮?dú)馀趴諝猓磻?yīng)時(shí)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(yīng)溫度不 超過(guò)60*C（10）格氏試劑主要引發(fā)困難，一般采用無(wú)水THF作溶劑，用乙醚挺危險(xiǎn)的，最好不要用， 其活性也沒(méi)有TH

15、F好，但THF要無(wú)水，水份越低越好，一般要在500ppm以下。而賣(mài)的無(wú) 水THF水份一般能達(dá)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(diǎn)。當(dāng) 然了反應(yīng)時(shí)能氮?dú)獗Ｗo(hù)那最好了。一般做法是氮?dú)獗Ｗo(hù)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(yīng)后就可以滴加鹵代物了直到反應(yīng)結(jié)束。 引發(fā)過(guò)程試鹵代物情況而定，有的時(shí)間長(zhǎng)點(diǎn)，有的時(shí)間短點(diǎn)。（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(duì)工業(yè)應(yīng)用已足夠。 用二苯甲酮顯色，若顯藍(lán)色，說(shuō)明水已除。建議你改用甲基四氫呋喃

16、，可能做格式反應(yīng)效果 會(huì)更好。工業(yè)生產(chǎn)中買(mǎi)回的四氫呋喃一般不用干燥的,因?yàn)樗荻荚?00PPM以下。如果處 理時(shí)由于操作失誤已經(jīng)加入過(guò)多的物料，引發(fā)后放熱十分劇烈，可就得時(shí)刻關(guān)注釜內(nèi)的反應(yīng) 情況和溫度變化、回流流量的情況等，及時(shí)開(kāi)夾套冷卻水降溫，可以適當(dāng)?shù)臏p少?zèng)_料產(chǎn)生 的幾率。5.格氏制備活性基本上是IBrCl，但價(jià)格也是如此，所以生產(chǎn)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(dāng)?shù)脑黾?，使反?yīng)能更順利的進(jìn)行，而不會(huì)影響引發(fā)劑的殘留在產(chǎn)品中產(chǎn)生雜質(zhì)。 反應(yīng)試劑的準(zhǔn)備：Mg:盡量不要用鎂粉，一是反應(yīng)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(yù)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(hù)下保存，備用。鹵化物使用前最好純化。常用溶劑為T(mén)HF或Ether，最好用THF:沸點(diǎn)比ether高。（可參見(jiàn)無(wú)水溶劑的處理）引發(fā)小弟做過(guò)：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(guò)高，否則會(huì)發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)，注：溫度對(duì)于引發(fā)非常重要。可加入碘，二漠乙烷等來(lái)引發(fā)?？捎靡郧白龀晒Φ膅rignard reagents來(lái)引發(fā)不易制備的grignard reagent.grignard reagents 的制備：引發(fā)后溫度會(huì)較高，容易發(fā)生偶聯(lián)，