基于非稳定碳负离子的碳-碳键形成方法

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1、有机合成主讲人：南光明第二章基于非稳定碳负离子的碳-碳键形成方法主要内容：形成碳负离子的原理有机镁和有机锂试剂的制备与反应性格氏试剂和有机锂试剂的反应与合成应用Barbier反应及相关反应有机铈试剂有机锌试剂有机铜试剂的制备及合成2.1形成碳负离子的原理碳杂原子C-X键，碳的电负性通常小于杂原子，因而，碳原子是正极化的，反之，则是负极化的。键的极化，无论是正极化或负极化效应都可沿着共轭体系传递到共轭体系的末端.金属原子可让出键合电子对形成一个碳负离子，该亲核的碳可以进攻另一亲电的试剂有机金属化合物（指含有碳-金属键的化合物）的反应性取决于所连的金属，一般而言，所

2、连的金属的正电性越大则该有机金属试剂越活泼有机金属钾、钠化合物的碳-金属键属离子性，具有类似于盐的特性，不溶于非极性溶剂，电正性较小的镁、锌等有机化合物的碳-金属键基本上是共价的，可溶于非极性溶剂如乙醚2.2有机镁和有机锂试剂的制备与反应性2.2.1有机镁试剂（格氏试剂-Grignard）的制备1900年，法国化学家Grignard使用金属镁卤代烃在醚中反应得均相的有机镁试剂，是活泼的碳亲核试剂，1912年诺贝尔化学奖R:烷基、烯基、芳基；X：卤素生成格氏试剂的卤代烃的活性：R-I＞R-Br＞R-Cl格氏试剂还可以通过氢-镁交换进行，即通过对酸性较强的碳基酸的去

3、质子化实现质子-镁的交换制备2.2.1.2有机镁试剂的反应性有机镁试剂的反应性以亲核性为主，是一类优良的亲核试剂，可与醛、酮、羧酸酯等羧酸衍生物发生亲核加成反应；格氏试剂的碱性反应（格氏试剂制备格氏试剂）2.2.2有机锂试剂的制备与反应性2.2.2.1有机锂试剂的制备有机锂试剂是一类应用广泛的基本有机金属试剂，有多种方法，常用的有机锂试剂如：正丁基锂、仲丁基锂、叔丁基锂和甲基锂已工业化生产。有机锂试剂制备方法2.2.2.1.1卤代烷与金属锂反应制备由于有机锂的碱性强，用乙醚做溶剂制备时，需要低于-10℃以下进行。烯丙基氯、苄基氯易发生Wurtz类偶联反应此法不适

4、宜制备此类有机锂试剂2.2.2.1.2通过金属-氢交换制备烃的直接锂化主要取决于被交换氢的相对酸性，酸性比较强的烃（末端炔和三芳基甲烷）芳环上的配位性基团如烷氧基、胺基、酰胺基等可与锂离子配位，有显著的导向作用，可决定去质子化的位置与速度，一般在导向基的邻位或邻位甲基上芳香、烯氢、苄基、和烯丙位上的氢酸性很弱，当其带α、β-杂原子取代基时，具有活化作用，可增加相应氢的酸性2.2.2.1.3通过金属-卤素交换制备通过金属-卤素交换，该法主要用于1-烯基锂或芳基锂的制备，一般的卤代烃在交换时伴随着Wurtz偶联等副反应当所用的有机锂试剂为叔丁基锂时，交换反应需要2摩

5、尔数的叔丁基锂（？），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。由于芳基和烯基的电负性大于脂肪碳（SP2＞SP3）,所以芳基-金属化合物可以从脂肪-金属化合物制备2.2.2.1.4通过金属-金属交换制备特别适合于制备活泼的烯丙基锂和苄基锂2.2.2.1.5通过还原锂化制备带有苯硫基、苯氧基、苯砜基、氯、氰基等基团的化合物或环氧化合物用萘锂（LN）,二甲基氮基奈锂(LDMAN），4，4’-二叔丁基联苯锂（LiDBB）还原锂化制备有机锂2.2.2.1.6通过Shaprio反应制备Shaprio反应是合成烯基锂的特殊方法，此法是首

6、先把酮转化成对甲基苯磺酰腙，然后加入两倍量的正丁基锂作用即可产生烯基锂2.2.2.2有机锂试剂的反应性有机锂试剂具有强亲核性和强碱性两种反应性。因为是强亲核性试剂，可与醛、酮、酯、羧酸盐、酰胺等羧酸衍生物发生亲核加成反应，同时，由于是强碱，能发生强碱的反应2.3格氏试剂和有机锂试剂的反应与合成应用2.3.1与烃基化试剂反应格氏试剂和有机锂试剂与烃基化试剂的偶联反应（wurtzreaction）一般副反应多，产率较低，合成价值不大，只有与甲基、烯丙基或苄基卤等活泼卤代烃反应有一定的合成价值；与磺酸烷基酯进行偶联反应，收率好烯丙基锂和苄基锂可与仲卤代烃反应，与手性仲

7、卤代烃反应观察到高度的构型翻转。烯丙基锂或芳基锂与碘代烷或溴丙烯类试剂的烷基化反应2.3.2与醛酮反应格氏试剂的最重要用途是与羰基化合物反应。与醛、酮反应可分别得到仲醇和叔醇。与二氧化碳反应得到羧酸。一般可能的机理涉及一个三分子配合物局限性：当酮和格氏试剂的位阻大时，可发生两个副反应（1）如果在酮的两侧至少有一个α-H时，可能发生烯醇化，此时格氏试剂作为一个碱夺取酮的α-H而非作为亲核试剂，这样首先产生烯醇负离子，水解后重新生成原料酮（2）如果格氏试剂至少带有一个β-H,则可能发生酮的还原反应，生成醇结论有机锂试剂可与醛酮发生加成反应，这是有机锂试剂的主要合成

8、应用。与格氏试剂不同的是