格氏试剂的制备及其在有机合成中的应用

1、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），在无水乙瞇（乂叫绝对乙瞇,干瞇）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，乂称为格氏试剂。格氏试 剂是有机金属化合

2、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：干醉RX +Rf IIK匕回渝一生成的RMgX溶解在醴中，可不经分离直接应用。所有的一卤代炷都能生成 Grignard试剂，但起反应的难易程度随着卤代烧类型的不同而有差异。烯丙基式 卤代桂活性最高，己烯式卤代桂活性最低，后者在乙瞇中不能生成格氏试剂，但在 四氢咲喃或其它高沸点醍溶剂中可以得到相应格氏试剂。例如：/ n C 7：鬲/ = C -MgX幅曼特如）XCkBr（70 恥并）诺曼特试剂广泛用于不饱和化合物的合成。不管是用乙瞇，还是用四氢咲喃或其他储等

3、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：R Mg-XAO CHyCHi含同一烷基的卤代坯生成格氏试剂的速度为RlRBrRco如:CHJ + MgCH.Mg!2、格氏试剂在有机合成中的应用格氏试剂与含“活泼”氢化合物反应生成桂，其中水解反应是制备桂类的方法之一，是间接还原卤代桂的一种方法，产率高。这类反应在合成桂中实际意义不 大，但下列反应很有用。屮基碘化镁与含“活泼”氢化合物试样反应，通过测量产 物屮烷体积，能够计算出被测试样中所含“活泼”氢的数一个屮烷分子相当于反应式可表示如下:一个活泼”氢。称Zerevitinov活性氢定量法,RHn-nCHsMglR(Mgl)

4、n-nCH CH3CH3 + RCCMgBr上述反应的难易和烘坯分子中R取代基的结构有关。吸电子的原子团增高一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。烘基 卤化镁像其它格氏试剂一样进行各类反应合成各种烘类化合物屮基卤化镁与毗咯作 用得一毗咯卤化镁，后者与酰氯反应发生酰基化作用。呵味亦能发生此反应：H（H50 80%）COR耐口朵发生此反应时（酰基取代在3-位;芳基酰氯具有较大的反应性 这个方法广 泛用于耐喙酮酸的合成，然后还原为耐喙烷基竣酸B一氨基酸酯用格氏试剂处理则 环化形成取代的，一内酰胺。RNHYHRYHRgoc”谢空竺咤R - N - CUR* -CH

5、R COOCH一 RNHRZ*I IMglirCYHR0（R.R.R JH烷基赫J上述反应的产率随形成的B内酰胺环上的取代基数LI的减少而显著降低（例 如：化命?Sh GH、 卜 OCIL OClhCOCH：-Oi II II ICH； N CH CHfCHNC.M CH.NCH, CH,_NH产宰）9410Ha 76苯乙酸钠用稍过量的异丙基卤化镁的瞇溶液处理得到苯乙酸的有机镁化台物 仃），它可能以烯醇式的盐（D存在：WAffk匕CH,COOE 如洌生 CKc）OMtB CMrf叶型（I）（ i）化合物（I）和醛类或不对称酮作用得到疑基竣酸。例如与苯屮醛作用生成2, 3（?）,分离了这个疑基酸

6、的两个非对映立体异构物：一二苯基一 3疑基丙酸PhHOMKBrOMgErC C*OOH 76豹） 丿XH Oi lPhPhOQtlC - C-JI格氏试剂与卤原子活性较大的卤代绘反应得到碳原子数较多的烷坯、烯桂等,例如:CJIXCIIUUC1 (Clh)n CH-C !l:CJIrCll,Cllv +MgCIIMgBrCHrCH -H.格氏试剂与S02、C02、CS2、HCN. (CN2)及膳类等反应生成醇、硫醇、竣酸，硫梵拨酸、亚磺酸及醛酮等(格氏试剂与C02反应合成竣酸是增长一个碳原子合成竣 酸色常用方法、；/MgHr -CO：CH.CHjCHHCOOMgCI Cn;CII:CIICOO!

7、l186%)格氏试剂与屮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。与屮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：拓MgBr 十 CH3 Clfi :广、HjCHfOHV. 丿 rijU/nJoxro芳屮基卤化镁和屮醛作用得到邻屮基芳基屮醇，在反应过程中发生烯丙基重 排，反应中心沿共辘体系发生转移:ll；OM6K入CHh(X/ CUcOMgXHzSOiiR利用环氧乙烷，苯屮醛、苯屮酸乙酯、酰氯和酸酊能发生类似上述甲醛的反+ ch20ch5CHiCEIrCIbOIICOCtKi毗唳盐和苯屮基氯化镁作用发生类似上述反应得到

8、化合物(c):CH：MgCltCH.I*J-竣酸酯与苯基澳化镁作用得到一个三级醇(D),然后用乙酸酊脱水得烯(E), (E)用珞酸氧化得到比原来少一个碳原于的竣酸(F)。这反应称为Barbier-wieland降解反应，常用于天然化合物的结构与合成的研究。OliphPhR-CH.COOEI - r RYHY、一- RCH- G Ph(D)-H,OFh(E)Ph晋dRCOOH 卜I、Ph类似上述反应过程一次能得到比原来竣酸减少三个碳原子的醛或酮，称为Miescher竣酸降解:rKCII CHCI 1.1*0011 丄罟LkCBCHcCHCOOCH】二冬呻 RCH)CH,CHt-C -ph0HPh

9、二善护沖CHOMH= C-I*h 竺 RCH/CH GH = C-Ph 丄益;HrPhPhI芳基烷基酮胯（含有n 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）:RfAi-V-HR, RlgX Ar-C-CHR： XNO-OH NH:(H)酮或醛和乙氧基乙烘泱化镁作用,得到烘醇的衍生物，利用林徳拉尔（Lindlar）催化剂部分氢化，然后水解得a, S不饱和醛类（比原来拨基化合物的碳链增长两个碳原子）:C -O+ BrMgCCOC：Hi50 %/CYHCH。l.mdlir Q描中氧基丙酮和烘基卤化镁作用，得到的产物经部分还原使参键转变成双键，再 用对屮

10、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:CH*gCggCH,* RC=CMgX OHCHR-CH CHCCH：OCHa (!)HCH O/RCHjCH- CCH过量的格氏试剂与碳酸乙酯反应得到对称的叔醇： C-HvOOGtHtRCHOJf-KtC OH:H-TMaX 恶、 RTj-MX 盒冷OCH,ocm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。格氏试剂与无水屮酸，屮酸酯，原屮酸酯，取代中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（否则可能起笫二次反应得到混 合物，R MgX中（R基团愈大，醛的产率愈高。格氏试剂与

11、其它竣酸，竣酸盐，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、李景宇主编有机化学（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（1996 18（2） :1198陆绍荣、李跃辉广西化工（1998 27（1） 16 9刑其毅、徐瑞秋、周政、裴伟伟（基础有机化学（笫二版）（上册（北京:高等教育岀版社（1998: 48110美莫里森R .J（博伊德R .X-1960:72111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】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：