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金属有机反应 (1)


C6H5CH=CHCOC6H5
C6H5MgX (C H ) CHCH COC H 6 5 2 2 6 5 C6H5Li
(1,4-加成) (1,2-加成)
C6H5CH=CH-C-(C6H5)2 OH
5. 活泼的烷基锂在乙醚或四氢呋喃溶液中与卤 化亚铜反应,生成加合产物二烷基铜理,并溶 于醚中:
2RLi + CuX
与活泼氢化物的反应 与氧、二氧化碳的反应 与卤代烃的偶联反应 与环氧化合物的反应 与醛酮的反应 与羧酸衍生物的反应 与硫(硒、碲),二氧化硫的反应 与B,Si,P,Sn的反应 与过渡金属的卤化物的反应 Boord olefin synthesis Barbier Reaction
• 与活泼氢化物的反应
• 作为碱使用,普通烷基卤化镁能产生相当于 pKa=30 左右
的碱性,常常作为一种易得的强碱使用,常作为烯胺拔氢
用碱; • 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)。
二、Grignard试剂的反应

基本性质:活泼,不稳定

R
MgX

R
• • • • • • • • • • •
Victor Grignard (1871 ~1935)
一、Grignard试剂的性质
Grignard试剂
R Mg R' O R' R' O R' X R Mg R'2O X X Mg R OR'2
单体(稀溶液)
二聚体(浓溶液)
常用溶剂:乙醚、四氢呋喃
格氏试剂在有机合成中能起三种不同的功能。
• 作为亲核试剂,这是最常见的功能;
有机锌和有机镉化合物通常利用有机金属和金属 盐的交换反应制备,反应朝着生成正电性较强的 金属无机盐的方向进行,因此,一般选取格氏试 剂和有机锂试剂与锌盐、镉盐反应:
Et2O
[R2Cu]-Li+ + LiX
二烷基铜锂是一个良好的亲核试剂,它 与伯卤代烷作用可以得到较高收率的烃:
R2CuLi + R'X

R-R' + RCu + LiX
6. 有机锂化合物同某些电正性较低的金属卤化 物反应,以制备该金属的有机化合物,例如: 4RLi + SnCl4 → R4Sn + 4LiCl
试剂则不能。例如:
O Et2O (CH3)3CLi + (CH3)3C-C-C(CH3)3 -60℃
H2O [(CH ) C] C-OH 3 3 3
合 成
OH
O
+
Li
2. 有机锂可以与羧酸和二氧化碳反应制备酮。
OLi RCOOH + R'Li
RLi + CO2
RR'C OLi
RCOOLi
RLi
H3+O
RCOR'
H3+O
R2C-OLi
R2CO
有机锂与羧酸合成酮的特点是:如果原羧酸是光活性的, 所得的酮也同样是光活性的。羧酸分子中有羟基、胺基等, 也同样可以反应。格氏试剂与二氧化碳反应生成羧酸,但 有机锂与二氧化碳加成则生成酮。这主要是由于有机锂化 合物比有机镁化合物具有更强的亲核性,有机锂能继续与 羧酸根作用:利用这个反应可以制备酮。
水相Barbier-Type反应具有很好的绿色性,减少了有机 溶剂的使用 对于反应底物中的活泼氢,不需要任何保护,因此对 于含有羟基、氨基等基团的羰基化合物,它们的烷基化 反应可以减少反应步骤、缩短反应时间和提高反应的产 率 反应完成结束后,水解步骤也同时完成,简化了试验 操作。
合成应用
2. 通过金属-卤素交换制备(锂-卤交换)
RLi + R’X → R’Li + RX 例: RX + C4H9Li → C4H10 + RLi
通过金属-卤素交换是制备有机锂试剂的 另一重要方法。该法主要用于1-烯基锂 或芳基锂的制备。此类反应进行的方向是 朝着生成更稳定的有机锂化合物,即金属 连接到电负性更大的碳上。

HO Br
Mg 无水醚
HO
MgBr
H2N
Br
Mg 无水醚
H2N
MgBr
应用: 通过Grignard试剂制备氘代化合物或还原卤代烷至烷烃
Mg R X 无水乙醚 H2O R H 还原 R MgX D2O R D 氘代
• 与氧、二氧化碳的反应
O R
C
O 卤化亚铜或用二烃基铜锂反应可得到 1,4-加成为主的产物。

与羧酸衍生物的反应
Grignard 试剂在合成中应用小结
R'X
烃类化合物
偶联反应 醛、酮、酯
Mg R X R MgX
亲核加成 环氧乙烷 亲核取代
CO2
各类醇 (多R+1碳) 各类醇 (多2碳)
无水醚
羧酸 (多1碳)
合 成
O2N
OH O2N
O2N
MgBr
+
O2N
CHO
1.
乙 醚
?
CH3COCH3 Cl2
(CH3)2CHMgBr
?
KOH
?
2. O O NH MgBr
?
?
CH3COCl
CH22H27NO2
O O
NH
O N
MgBr O O N OH N
CH3COCl
有机锂试剂与Grinard试剂有许多相似之处,并比 Grinard试剂活泼,且具备一些特殊的反应性能: 与位阻大的酮反应 与羧酸盐负离子反应生成酮 与α,β-不饱和羰基化合物反应 与酰胺和-C=NR官能团化合物反应 与CO2反应 与烯烃双键反应 偶联反应 与电正性较低的金属卤化物反应
了化学界。西蒙-史密斯用二碘甲烷和锌铜合金反应生
成碳烯,后者和烯烃加成而得到环丙烷衍生物。自从发 现碳烯的中间体是碘化(碘甲基)锌[I(CH2I)Zn]以后, 有机锌化合物再次受到注意。从某种意义上讲,有机锌 是金属有机化学的起点。
在元素周期表中,锌和镉都属于ⅡB元素, 其外层电子为ns2,与碳成键时有一个s电子激 发道p轨道,以sp杂化形式与碳形成较稳定的 σ键化合物 R 2 M,呈线性结构。有机镉试剂的 反应活性远低于格氏试剂和有机锂试剂,特 别是不与酮和酯反应,因而可以用于需要选 择性的反应,如制备不对称酮等。
亲核加成

与硫(硒、碲),二氧化硫

与B,Si,P,Sn反应

与过渡金属的卤化物反应
当其它的金属的还原电位比镁低时,利用格式试剂和该金 属的盐类化合物发生交换反应,可以得到另一种金属有机 化合物
3RMgCl + AlCl3 4RMgCl + SnCl4 2RMgCl + CdCl2
R3Al R4Sn R2Cd
提示:锂的反应活性高于镁,烷基锂的化学活
性也高于烷基卤化镁,在有机合成中有机锂显
得特殊重要。由于有机锂中的碳锂键的离子性
很强,碳负离子非常容易被氧化或与活泼氢结 合,所以在制备有机锂时应在情性气体保护下 进行,所用溶剂如乙醚、苯、环己烷等必须是 特别干燥。
丁基锂的制备: 1/3用量无水乙醚用于配制溴代正丁烷乙醚溶
2RLi + CuI → R2CuLi + LiI
2RLi + HgCl2 → R2Hg + 2LiCl 其中,最常用的是有机铜化合物,而且随着有
机锂化合物的物质的量不同,所得产物也不同:
RLi + CuI → RCu + LiI
一、 结构、反应性和制备 有机锌化合物是人们最早得到的有机金属化合物。 弗拉克拉德用碘乙烷和锌合成了碘化乙基锌,此事震动
一、有机锂试剂的制备
1.卤代烷和金属锂反应
卤代烷与金属锂在非极性溶剂(无水乙醚、
石油醚、苯)中作用生成有机锂化合物:
RX + 2Li → RLi + LiX
C4H9X + 2 Li
石油醚
C4H9Li + LiX
卤代烷与锂反应的活性次序为:R1>RBr >RCl>RF。氟代烷的反应活性很小.而 碘代烷又很容易与生成的RLi发生反应生成 高碳的烷烃,所以常用RBr或RCl来制取 RLi。 由于烯丙基氯和苄氯易发生Wurtz类偶联反 应,不易用此法制备相应的烯丙基锂和苄 基氯。
又称锂氢交换。
例:
CH3
C4H9Li + RH → C4H10 + RLi
+ LiCH2CH2CH2CH3
Me2NCH2CH2NMe2
CH2Li
+ CH3CH2CH2CH3
除丁基锂外,其它有机锂化合物如甲基锂、乙基锂、苯基锂等 也可以进行锂氢交换反应,因为丁基锂制备方便,活性适宜, 产生的丁烷易于挥发,所以最为常用。叔丁基锂、仲丁基锂较 正丁基锂更活泼,一般不常用。
液,2/3用量投入反应器中。在氮气保护下加入
锂丝,-10℃下搅拌滴入少量溴代正丁烷乙醚溶
液,待反应液变浑浊,锂丝出现金属光泽时反
应已开始,继续滴加溴代正丁烷,反应在0-
10℃搅拌1~2小时,在氮气保护下滤去固体
LiBr,得正丁基锂乙醚溶液,滴定后封存备用。 产率为80~90%。

1. 有机锂化合物的亲核性和碱性比格利雅试 剂强。大体积的烷基锂可与有很大空间位阻 的羰基化合物发生亲核加成反应,而格利雅
R可以是一级、二级烷基,也可以是乙烯基、芳基、烯丙 基和芳甲基, R’可以是一级烷基也可以是其他烃基如乙烯 基和烯丙基等,因此此反应应用范围较广。

与环氧化合物的反应
如果格氏试剂与取代环氧乙烷反应,具有亲核性的烃基 首先进攻空阻小的环碳原子,最终生成二级醇或三级醇
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