格氏試劑的制備及其在有機合成中的應(yīng)用

1、格氏試劑的制備及其在有機合成中的應(yīng)用余偉勇 09化本 090900017【摘要】：格氏試劑是有機合成化學(xué)中最有價值最多能的化學(xué)試劑之一。格氏試 劑應(yīng)用相當廣泛，可以制備許多類型的有機化合物，本文討論了格氏試劑的制備 及其在有機合成中的應(yīng)用.【關(guān)鍵詞】：有機合成化學(xué)；最有價值最多能;化學(xué)試劑；格氏試劑；制備；應(yīng)用?！菊摹?、格氏試劑的制備格氏試劑是法國化學(xué)家格利尼亞(Grignard. V)于1901年研究發(fā)現(xiàn)的，它是由金屬 鎂與鹵代烷(RX),在無水乙醚(又叫絕對乙醚,十醚)介質(zhì)中作用，加熱回流生成烷 基鹵化鎂(通式為RMgX)。烷基鹵化鎂叫格利雅試劑，又稱為格氏試劑。格氏試 劑是有機金屬化

2、合物中最重要的一類化合物，也是有機合成上非常重要的試劑之 一。但沒有市售的格氏試劑，應(yīng)用時必須臨時制備，即制即用，其制備反直可用 通式表示為：生成的RMgX溶解在醚中，可不經(jīng)分離直接應(yīng)用。所有的一鹵代烴都能生成 Grignard試劑，但起反應(yīng)的難易程度隨著鹵代烴類型的不同而有差異。烯丙基 式鹵代烴活性最高，己烯式鹵代烴活性最低，后者在乙醚中不能生成格氏試劑， 但在四氫吠喃或其它高沸點醚溶劑中可以得到相應(yīng)格氏試劑。例如： I/ = C X飛頑= C -M&X樣曼持試葡|)諾曼特試劑廣泛用于不飽和化合物的合成。不管是用乙醚，還是用四氫吠喃或其他醚等作為溶劑都不能有水有醇，原因是格氏ch3 ch2

3、o ch2 ch3JR MgX試劑與水、醇發(fā)生反應(yīng)。絡(luò)合物為：.含同一烷基的鹵代烴生成格氏試劑的速度為RlRBrRc。如：2、格氏試劑在有機合成中的應(yīng)用格氏試劑與含“活潑”氫化合物反應(yīng)生成烴，其中水解反應(yīng)是制備烴類的方法 之一，是間接還原鹵代烴的一種方法，產(chǎn)率高。這類反應(yīng)在合成烴中實際意義不 大，但下列反應(yīng)很有用。甲基碘化鎂與含“活潑”氫化合物試樣反應(yīng)，通過測量 產(chǎn)物甲烷體積，能夠計算出被測試樣中所含“活潑”氫的數(shù)目。一個甲烷分子相 當于一個“活潑”氫。稱Zerevitinov活性氫定量法，反應(yīng)式可表示如下：雙毗呢RHa + nCHJMgRMgl） + nCHt f常用乙基演化鎂與乙快或烷基乙

4、快反應(yīng)生成快基鹵化鎂：RC2H - CH3CH2MgBr - CH3C：H3 + RCFM&Bi上述反應(yīng)的難易和快烴分子中R取代基的結(jié)構(gòu)有關(guān)。吸電子的原子團增高一cH 的酸性，因而有利于反應(yīng)進行.反之R為排斥電子的原子團不利于反應(yīng)進行?？旎u化鎂像其它格氏試劑一樣進行各類反應(yīng)合成各種快類化合物甲基鹵化鎂與毗咯作用得N一毗咯鹵化鎂，后者與酰氯反應(yīng)發(fā)生酰基化作用。吲哚亦能發(fā)生此反應(yīng):吲哚發(fā)生此反應(yīng)時.酰基取代在3-位；芳基酰氯具有較大的反應(yīng)性這個方法 廣泛用于吲哚酮酸的合成，然后還原為吲哚烷基羧酸B 一氨基酸酯用格氏試劑處 理則環(huán)化形成取代的B 一內(nèi)酰胺。R N CHRr - CHRW COOC.

5、HJ RN CHR.it=h,烷基 tcjLXH,cjb,等 j上述反應(yīng)的產(chǎn)率隨形成的B 一內(nèi)酰胺環(huán)上的取代基數(shù)目的減少而顯著降低.例 如：化合物FCH：- CH- C一。tFLCH.COme1 i1 1i iiCH.MCH.CEI.C H- XC ELCHl-C1LMH產(chǎn)率（）944Q11&林苯乙酸鈉用稍過量的異丙基鹵化鎂的醚溶液處理得到苯乙酸的有機鎂化臺物(I),它可能以烯醇式的鹽(I)存在：OMgBr TOC o 1-5 h z f 盹七 yCH-H2OOMg&C，MBr)MBr(I :( I化合物(I)和醛類或不對稱酮作用得到羥基羧酸。例如與苯甲醛作用生成2, 3一二苯基一 3羥基丙酸

6、(II)，分離了這個羥基酸的兩個非對映立體異構(gòu)物：PhEl_必rVC Q + -CH - COMgEr/ c-OOH 36 知Ih*|PhJHV cEI忻）hoh 、Ph格氏試劑與鹵原子活性較大的鹵代烴反應(yīng)得到碳原子數(shù)較多的烷烴、烯烴等，例 如：C7ILCIJ - CH.8祁噪乙酸(一種檢物激長素)格氏試劑與SO2、 CO2、 CS2、 HCN. (CN2)及腈類等反應(yīng)生成醇、硫醇、羧酸，硫羥羰 酸、亞磺酸及醛酮等.格氏試劑與CO2反應(yīng)合成羧酸是增長一個碳原子合成羧酸 的常用方法格氏試劑與甲醛或其它醛酮類化合物反應(yīng)得到不同結(jié)構(gòu)的伯、仲、叔醇，是合成 醇并增長碳鏈的常見方法。與甲醛反應(yīng)得到增長一

7、個碳原子的伯醇，與環(huán)氧乙烷 反應(yīng)最終得到增長兩個碳原子的伯醇：/、一+ CH2 CIL芳甲基鹵化鎂和甲醛作用得到鄰甲基芳基甲醇，在反應(yīng)過程中發(fā)生烯丙基重排， 反應(yīng)中心沿共軛體系發(fā)生轉(zhuǎn)移：CILMgX公 CH MgXa 淄會. au 一己 CIL. CH,八 fILR XH k羅*0項 HQM&X京 CH.OMgXV CH：QHX = UGjR = H .烷基,OCH3)利用環(huán)氧乙烷，苯甲醛、苯甲酸乙酯、酰氯和酸酎能發(fā)生類似上述甲醛的反應(yīng)。例如毗啶鹽和苯甲基氯化鎂作用發(fā)生類似上述反應(yīng)得到化合物(c):羧酸酯與苯基漠化鎂作用得到一個三級醇(D)，然后用乙酸酎脫水得烯(E)，(E) 用銘酸氧化得到比

8、原來少一個碳原于的羧酸(F)。這反應(yīng)稱為Barbier-wieland 降解反應(yīng)，常用于天然化合物的結(jié)構(gòu)與合成的研究。OHphPJPh(E)口pwm二 /ikii= /Ph(二)Ph十。=/H十、Ph(F)類似上述反應(yīng)過程一次能得到比原來羧酸減少三個碳原子的醛或酮，稱為 Miescher羧酸降解：RCH;(?H;CH;CO(3H 瑋土 RCH.CH.CH.COOCH,照耍 RCHHH-ph OHPl】竺冷RCHBC乩Ph 竺 RCHfHYH =Ph 岑BrPhPhRCH=CH-CH CI3h *RCHO芳基烷基酮肟(含有n 一氫原子)和兩分子格氏試劑作用得到氮環(huán)烷的衍生物(G)，它用稀醇水解得

9、到a 一氮基醇類(H):Ar ?咒OH NH,CH)酮或醛和乙氧基乙快漠化鎂作用，得到快醇的衍生物，利用林德拉爾(Lindlar) 催化劑部分氫化，然后水解得a，S 一不飽和醛類(比原來羰基化合物的碳鏈增長 兩個碳原子)：甲氧基丙酮和快基鹵化鎂作用，得到的產(chǎn)物經(jīng)部分還原使叁鍵轉(zhuǎn)變成雙鍵，再用 對甲苯磺酸脫水.最后用酸水解得到a 一取代的a，B 一不飽和醛：LAIH, 或 H/Mndlm過量的格氏試劑與碳酸乙酯反應(yīng)得到對稱的叔醇:CHQ。上 H：OC.Ha+ RM 心Hgcji-nR,C YMgX-OH3slH A L上述反應(yīng)產(chǎn)物除叔醇外.尚有酸及酮，視兩種反應(yīng)物分子比例及R基團的性質(zhì)而 定。格

10、氏試劑與無水甲酸，甲酸酯，原甲酸酯，取代甲酰胺作用得增長一個碳 原子的醛。這類反應(yīng)一般必須控制格氏試劑使用量.否則可能起第二次反應(yīng)得到 混合物，RMgX中.R基團愈大，醛的產(chǎn)率愈高。格氏試劑與其它羧酸，羧酸鹽， 酯.酰胺.酰氯作用得到不同結(jié)構(gòu)的醇、酮等?？傊?，格氏試劑是金屬有機化合 物中最多能的試劑，在有機合成上建造分子結(jié)構(gòu)的過程中有非常廣泛的應(yīng)用。從 上面列舉的反應(yīng)也可以看出格氏試劑在有機合成中的所占的重要地位和作用，盡 管如此，它在有機合成中還有一些新的應(yīng)用，這還有待于人們不斷地發(fā)現(xiàn)開拓，從 而為有機合成化學(xué)做出更大貢獻。參考文獻:【1】曾昭瓊、李景寧主編.有機化學(xué)（第四版）.高等教育出版

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