格氏试剂的制备及其在有机合成中的应用

格氏试剂的制备及其在有机合成中的应用余伟勇09化本090900017【摘要】:格氏试剂是有机合成化学中最有价值最多能的化学试剂之一。格氏试剂应用相当广泛,可以制备许多类型的有机化合物，本文讨论了格氏试剂的制备及其在有机合成中的应用．【关键词】:有机合成化学;最有价值最多能;化学试剂;格氏试剂;制备;应用。【正文】1、格氏试剂的制备格氏试剂是法国化学家格利尼亚(Grignard.V)于1901年研究发现的,它是由金属镁与卤代烷(RX),在无水乙醚(又叫绝对乙醚,干醚)介质中作用,加热回流生成烷基卤化镁(通式为RMgX)。烷基卤化镁叫格利雅试剂,又称为格氏试剂。格氏试剂是有机金属化合物中最重要的一类化合物，也是有机合成上非常重要的试剂之一。但没有市售的格氏试剂，应用时必须临时制备，即制即用，其制备反直可用通式表示为:生成的RMgX溶解在醚中，可不经分离直接应用。所有的一卤代烃都能生成Grignard试剂，但起反应的难易程度随着卤代烃类型的不同而有差异。烯丙基式卤代烃活性最高，己烯式卤代烃活性最低，后者在乙醚中不能生成格氏试剂，但在四氢呋喃或其它高沸点醚溶剂中可以得到相应格氏试剂。例如：诺曼特试剂广泛用于不饱和化合物的合成。不管是用乙醚,还是用四氢呋喃或其他醚等作为溶剂都不能有水有醇,原因是格氏试剂与水、醇发生反应。络合物为:.含同一烷基的卤代烃生成格氏试剂的速度为RlRBrRc。如：.2、格氏试剂在有机合成中的应用格氏试剂与含“活泼”氢化合物反应生成烃，其中水解反应是制备烃类的方法之一，是间接还原卤代烃的一种方法，产率高。这类反应在合成烃中实际意义不大，但下列反应很有用。甲基碘化镁与含“活泼”氢化合物试样反应，通过测量产物甲烷体积，能够计算出被测试样中所含“活泼”氢的数目。一个甲烷分子相当于一个“活泼”氢。称Zerevitinov活性氢定量法，反应式可表示如下：常用乙基演化镁与乙炔或烷基乙炔反应生成炔基卤化镁：上述反应的难易和炔烃分子中R取代基的结构有关。吸电子的原子团增高—cH的酸性，因而有利于反应进行．反之R为排斥电子的原子团不利于反应进行。炔基卤化镁像其它格氏试剂一样进行各类反应合成各种炔类化合物甲基卤化镁与吡咯作用得N一吡咯卤化镁，后者与酰氯反应发生酰基化作用。吲哚亦能发生此反应：吲哚发生此反应时．酰基取代在3-位；芳基酰氯具有较大的反应性这个方法广泛用于吲哚酮酸的合成，然后还原为吲哚烷基羧酸B一氨基酸酯用格氏试剂处理则环化形成取代的Ｂ一内酰胺。上述反应的产率随形成的B一内酰胺环上的取代基数目的减少而显著降低．例如：苯乙酸钠用稍过量的异丙基卤化镁的醚溶液处理得到苯乙酸的有机镁化台物(I)，它可能以烯醇式的盐(I)存在：化合物(I)和醛类或不对称酮作用得到羟基羧酸。例如与苯甲醛作用生成2，3一二苯基一3羟基丙酸(Ⅱ)，分离了这个羟基酸的两个非对映立体异构物：格氏试剂与卤原子活性较大的卤代烃反应得到碳原子数较多的烷烃、烯烃等，例如：格氏试剂与SO2、CO2、CS2、HCN.(CN2)及腈类等反应生成醇、硫醇、羧酸，硫羟羰酸、亚磺酸及醛酮等．格氏试剂与CO2反应合成羧酸是增长一个碳原子合成羧酸的常用方法格氏试剂与甲醛或其它醛酮类化合物反应得到不同结构的伯、仲、叔醇，是合成醇并增长碳链的常见方法。与甲醛反应得到增长一个碳原子的伯醇，与环氧乙烷反应最终得到增长两个碳原子的伯醇：芳甲基卤化镁和甲醛作用得到邻甲基芳基甲醇，在反应过程中发生烯丙基重排，反应中心沿共轭体系发生转移：利用环氧乙烷，苯甲醛、苯甲酸乙酯、酰氯和酸酐能发生类似上述甲醛的反应。例如吡啶盐和苯甲基氯化镁作用发生类似上述反应得到化合物(c)：羧酸酯与苯基溴化镁作用得到一个三级醇(D)，然后用乙酸酐脱水得烯(E)，(E)用铬酸氧化得到比原来少一个碳原于的羧酸(F)。这反应称为Barbier-wie1and降解反应，常用于天然化合物的结构与合成的研究。类似上述反应过程一次能得到比原来羧酸减少三个碳原子的醛或酮，称为Miescher羧酸降解：芳基烷基酮肟(含有n一氢原子)和两分子格氏试剂作用得到氮环烷的衍生物(G)，它用稀醇水解得到a一氮基醇类(H)：酮或醛和乙氧基乙炔溴化镁作用，得到炔醇的衍生物，利用林德拉尔(Lindlar)催化剂部分氢化，然后水解得a，S一不饱和醛类(比原来羰基化合物的碳链增长两个碳原子)：甲氧基丙酮和炔基卤化镁作用，得到的产物经部分还原使叁键转变成双键，再用对甲苯磺酸脱水．最后用酸水解得到a一取代的a，B一不饱和醛：过量的格氏试剂与碳酸乙酯反应得到对称的叔醇：上述反应产物除叔醇外．尚有酸及酮，视两种反应物分子比例及R基团的性质而定。格氏试剂与无水甲酸，甲酸酯，原甲酸酯，取代甲酰胺作用得增长一个碳原子的醛。这类反应一般必须控制格氏试剂使用量．否则可能起第二次反应得到混合物，RMgX中．R基团愈大，醛的产率愈高。格氏试剂与其它羧酸，羧酸盐，酯．酰胺．酰氯作用得到不同结构的醇、酮等。总之，格氏试剂是金属有机化合物中最多能的试剂，在有机合成上建造分子结构的过程中有非常广泛的应用。从上面列举的反应也可以看出格氏试剂在有机合成中的所占的重要地位和作用,尽管如此,它在有机合成中还有一些新的应用,这还有待于人们不断地发现开拓,从而为有机合成化学做出更大贡献。参考文献：【1】曾昭琼、李景宁主编.有机化学（第四版）.高等教育出版社.2004；【2】范成有．香料及其应用．北京：化学工业出版社．1990：181【3】许戈文、李布青主编．合成香料产品技术手册．北京：中国商业出版社．1996:168【4】方珍发编有机化学实验．南京：南京大学出睡社1992:194【5】曾昭琼主编．有机化学宴验(第二版)．北京：高等教育出版社．1987：196【6】俞善信、株端才、李善吉、张尚、张鲁西合成化学1997、5(4)：46【7】丁养军、刘永军.化学试剂．199618(2)：119【8】陆绍荣、李跃辉广西化工．199827(1)16【9】刑其毅、徐瑞秋、周政、裴伟伟．基础有机化学(第二版)．上册．北京：高等教育出版社．1998:481【10】[美]莫里森R.J．博伊德R.X著.复旦大学有机化学教研组译.有机化学(上册)科学出版社-1960:72【11】南方大学化学系有机化学教研室编．有机化学(上册)人民教育出版社.]978：154【12】顾可权编著重要有机化学反应(第2版．上海科学技术出版社：．1983：402【13】俞凌和编．有机化学中的反应.科学出版社-1984,402【14】SluckyG．RundleRE-JAmcr．ChcmSoc-lg54·85：4363【15】GuggenbergerIJ．Rund[cRE．JAmerChems0c·1964·85：5344【16】邢毅等编基础有机化学，人民教育出版社-1980：290