（1）有机金属化合物 炔钠
①
②
③
④ 炔钠中的 C 进攻δ 的 C 原子，进行亲核取代或者亲核加成，生成含有不和 炔键的碳链，进而可以通过炔键再次引入 1~2 个官能团，使增长的碳链可塑性更 强，可发展性更高。炔钠中的 C 亲核能力强，反应的速度快，反应副产物少。C 碱性较强，极易与酸性基团发生中和反应而丧失亲核能力，故其反应要在非水非 醇非酸的惰性溶剂中进行，反应物中也不能带有这些基团。炔钠只能通过带有酸 性氢的端炔与强碱氨基钠中和反应制的或者直接与钠单质进行置换反应制的，制 备的成本较高；若直接使用那制备还可能使端炔偶联；且制备的条件要求绝对干 燥并且用纯氮气或稀有气体隔绝空气的条件，进一步是的成本加大。 吴雄【1】等在 3－己炔－1－醇合成方法的研究中就是利用上述③反应的原 理，江焕峰【2】在 2-庚炔酸甲酯的合成中①反应。 格氏试剂
3、自由基增长碳链
（1）卡宾和重氮盐
O H
H slow H+
OH H
H+
O OH
H
-H+
OH H
OH OH H
卡宾又称为碳烯，可以通过没有β-H 的卤代烃再强碱下进行α消去，重氮 盐分解放出氮气后也可以得到卡宾；是一个缺电子的活泼中间体，存在时间很短， 一旦生成就会立即重排、二聚或加成。卡宾最重要的反应就是和不饱和键进行加 成形成三元环体系，也可以插入到 C—H 键中，重氮甲烷就是重要的甲基化试剂。 无论是加成还是插入反应均是自由基机理，自由基的稳定性决定反应方向，自由 基的多样化化决定了产物纯度不太高。
近些年来，人们对于卡宾的研究比较热门，尤其是氮杂环卡宾的研究特别热 门。刘霄龙【9】、吕春欣【10】、张睿【11】、姜岚【12】等人都有报道自己的研究成果。
（2）电解偶联法增长碳链
通过电解产生自由基进行偶联，对于羧酸电解则是羧酸根失去电子并脱羧形
成烷基自由基偶联，对于烯烃电解则是加氢离子后碳正离子得到电子形成烷基自 由基进行偶联。电解法的优点在于产率较高，副产物较少，合成的分子对称性高。 缺点是需要制备成高浓度的羧酸盐才能进行电解，制备的多是烷烃。
关于有机合成碳链增长的分类综述
四川大学材料学院 2012 级张敏
【背景】
对于有机合成而言，碳链的增长与断裂是必不可少的环节。为什么要进行 这两个环节，在于我们能够大量获得的有机原料的种类以及这些原料的单个分子 中 C 原子个数十分有限：1、来自石油、天然气中的烷烃、芳香烃以及通过裂解 得到的乙烯；2、通过微生物发酵得到的酒精、乙酸，但是大多不纯；3、天然橡 胶、油漆或者动植物体内的油脂、糖类、蛋白质。
1,3－二溴丙烷与丙二酸二乙酯在乙醇钠的作用生成环丁烷二羧酸二乙酯就 是对活泼α氢的烃基化的两次应用一次分子间反应，一次分子内成环。谭露璐【7】 等对羟醛缩合的催化剂研究进展做出了总结。
（3）其他 C — 机理增长碳链的反应
Witiig 反应
该反应可用于醛酮酯制备直接制备烯，以醛的反应速度最快，酯最慢；由于磷叶 立德试剂制备成本较高，L.Horner 等人使用亚膦酸酯代替三苯基膦改进，制的了 成本比较便宜的含活泼亚甲基的膦酸酯。与之类似还有硫叶立德和砷叶立德。 安息香缩合
这些含有活泼α氢的分子，在碱的作用下，脱去活泼 H，形成含有 C 的亲 核活性中间体，可以进攻卤代烃或者酯中带δ 的碳核进行取代反应，可以进攻 醛酮带δ 的碳核进行加成反应，均可增长碳链。连接不同种类和不数量的吸电 基团的碳上所接的氢的活泼程度也不不尽相同，连接的基团吸电能力越强、吸电 基团个数越多的碳上的活泼氢的离去能力越强，所需的碱性催化剂的碱性就越 弱。在进行与卤代烃取代的反应中所需的碱体积要大，防止碱性催化剂参与亲核 取代降低产率且丧失催化活性；在有酯参与反应中碱要相应成酯的醇钠作为催化 剂。通过加成后可得到含有β羟基的产物，也可以消去羟基进而得到双键，产物 的可塑造方向也是多样的。有多个活泼α氢的试剂反应是可能出现多个中间产 物，导致产物不纯产率不高，如果两试剂都含有活泼氢还可能产生交叉缩合的产 物，也是的产物不纯产率不高。以上方法中取代反应受到的限制不大，但在加成 反应时需要受体不含活泼氢的芳香醛、甲醛或者受体和供体相同是才能保证产物 的纯净和产率。
羟醛缩合反应
Mannich 反应（含活泼氢的醛酮与甲醛和胺在弱酸条件下反应）
在酸的催化下醛或者酮烯醇化程度加大，使远离羟基的烯键碳在共轭效应下 带有δ-，而羰基结合氢离子是碳核的δ+更加突出，在羟醛缩合反应中δ-进攻 δ+进行加成，得到了最终产物；而 mannich 反应中，δ-进攻了中间体亚胺盐的 δ+碳核进行加成得到最终产物。Mannich 反应得到的 mannich 碱在加热时能分 解成为α、β-不饱和醛酮，使产物可以进一步得到更深入的修饰，可塑性强。
（3）活泼金属使羰基化合物偶联
活泼金属提供自由电子，是羰基自由基化，然后偶联。对于一般醛酮来说， 上述反应只是副反应，主反应是一分子羰基化合物结合两分子的活泼金属，酸化 后得到相应的还原醇；而使用的金属是镁汞齐或者铝汞齐，在非质子溶剂中反应 后水解则主要产物就是偶联产物。对于酯来说，使用的金属一般是钠，当其偶联 后的得到的邻二酮会继续和钠反应，控制钠的量可以得到邻二酮，若钠足量则得 到α羟基酮。反应要求的溶剂需要质子溶剂，涉及到活泼金属的反应需要隔绝空 气，成本较高。但反应得到的邻二醇或邻二酮都是双官能团分子，可以进行很好 的重排反应和进一步合成对成试剂，总体上来说是一个较好的偶联反应。
20051125. [7]谭露璐，钱君律，伍艳辉；羟醛缩合催化剂研究进展[J].化学工业与工程，
20060130. [8]卓芸芸；付克酰化反应催化剂的研究进展[J].广东化工，20130315. [9] 刘霄龙；官能团化 N-杂环卡宾金属化合物的合成及催化应用[J].浙江大
学,20130401 [10]吕春欣；N-杂环卡宾金属化合物的合成、表征与性质研究[J].浙江大学，
20120401 [11]张睿； 基于联萘骨架的氮杂环卡宾金属络合物的合成和应用及金催化的
联烯酸酯与有机硼酸的环化氧化偶联反应[J].华东理工大学，20120905 [12]姜岚；手性多齿 N—杂环卡宾前体合成和催化性能研究[J].大连理工大
学，20130201. 注：本文中蓝色背景图片均摘自四川大学化学学院教学 PPT。
2、 C 机理或酸催化条件下碳链增长
（1）付克酰化和付克烷化反应
付克酰化与付克烷化反应均是利用 lewis 酸将酰卤和卤代烃中的卤素结合形 成 C ， C 在苯环上的进行亲电取代。不同的是酰化过程中引入的酰基是强吸电 的钝化基团，使进一步发生酰化反应变的不可能，产物是一取代的单一产物；而 烷化过程引入的烷基是供电活化基团，反而使烷化过程可以多次进行，产物不纯。 酰化过程的中间体酰基正离子，不会发生重排，而烷化过程中的烷基正离子可能 会发生碳正离子重排，生成的是重排后的产物，导致想引入的基团反而没有引入。 酰化后的产物是芳香醛酮，可以与氰根、格氏试剂加成，也可用克莱门森还原成 烃或者直接加氢成醇，后续反应多样化。付克酰化的工业应用较为广泛，2013 年卓芸芸【8】对该反应的催化剂研究进展做了报告。
【摘要】
本文将按照碳链增长的机理进行分类介绍，主要是 C 机理或碱催化、C 机 理或酸催化、自由基机理三个方面，从机理进行解析和归类，从应用范围和效果 来对比优缺点，从而系统的认识碳链增长。 【关键词】碱催化、 C 机理、酸催化、 C 机理、自由基机理、碳链增长的最新 研究进展。
【正文】
1、 C 机理或碱催化条件碳链增长
【3】 ①
②
③
【4】
④
格氏试剂和炔钠的反应机理类似，均是有金属有机试剂中的 C 部分去进攻
带δ 的碳核，进行亲核加成和取代来增长碳链。格氏试剂也极易与空气中的水、 氧气和二氧化碳反应，极易与醇、酸、氨中的活泼氢反应，故需惰性溶解保存。 但其相比于炔钠试剂有两点好处，其一是采用比金属钠相对不活泼的金属镁作多样化决定了格 氏试剂的多样化，相比于端炔钠的单一，可以通过反应引入更加丰富的碳链。
在这些有限碳数的原料下，我们通过运用自己的发现、创造和想象合成了数 以千万计的自然界没有的或难以提取的有机化合物，正是利用了碳原子与碳原子 之间的惺惺相惜和千变万化的可能碳架结构，合成了这些物质。碳链的断裂主要 用于从天然多碳有机化合物分子中裂解出小分子的有机原料；碳链的增长则是利 用这些小分子的原料，一步又一步的漫长合成，完成了各种碳数分子合成和各种 碳架结构的实现。上个世纪六十年代，我国科学家就已经人工合成了具有生物活 性的牛胰岛素结晶，可以预期在不久的将来人类甚至可以通过有机合成的方式来 制备出具有生物活性的 DNA 序列而自然界没有的。
[1]Wu Xiong; Li Yanping; Zhang Yibing(Department of Chemical Engineering, Northwestern Polytechnical University, Xi’an, Postcode 710072)
[2]江焕峰；2-庚炔酸甲酯的合成[J]. 精细化工. 1998(03). [3]蓝仲薇，李瑛，陈华，肖友发.有机化学基础。海洋出版社，2008：145. [4]蓝仲薇，李瑛，陈华，肖友发.有机化学基础。海洋出版社，2008：328~329. [5]赵小林；芳基格氏试剂与醋酸乙烯酯的反应研究[J]. 湖南科技大 学.20120605. [6]李全，古昆，程晓红；格氏试剂异构偶联法合成辅酶 Q10[J].有机化学，
活泼α氢加成消去 Aldol 反应
Perkin 反应（芳醛与酸酐反应）
Knoevenagel—Doebner 反应（芳醛与丙二酸酯或氰乙酸反应） Michael 加成（碳负离子的 1, 4-加成）
Claisen 酯缩合反应（酯分子的 a-H 在强碱性条件下（通常是醇钠）与另一 分子酯缩合失去醇得到 b-酮酸酯。）
Gattermann—Koch 反应 通过一氧化碳和盐酸在 lewis 酸催化下可以在苯环上引入醛基，其中间过程 生成了甲酰氯，进而通过付克酰化引入了醛基。 三、四元环环烷烃、烯烃也可在 lewis 酸作用下发生付克烷化反应，如丙稀