第二章基于非穩(wěn)定碳負(fù)離子的碳碳鍵形成方法

有機(jī)合成

主講人：南光明第二章基于非穩(wěn)定碳負(fù)離子的碳-碳鍵形成方法

主要內(nèi)容：形成碳負(fù)離子的原理有機(jī)鎂和有機(jī)鋰試劑的制備與反應(yīng)性格氏試劑和有機(jī)鋰試劑的反應(yīng)與合成應(yīng)用Barbier反應(yīng)及相關(guān)反應(yīng)有機(jī)鈰試劑有機(jī)鋅試劑有機(jī)銅試劑的制備及合成2.1形成碳負(fù)離子的原理

碳雜原子C-X鍵，碳的電負(fù)性通常小于雜原子，因而，碳原子是正極化的，反之，則是負(fù)極化的。鍵的極化，無論是正極化或負(fù)極化效應(yīng)都可沿著共軛體系傳遞到共軛體系的末端.

金屬原子可讓出鍵合電子對形成一個(gè)碳負(fù)離子，該親核的碳可以進(jìn)攻另一親電的試劑有機(jī)金屬化合物（指含有碳-金屬鍵的化合物）的反應(yīng)性取決于所連的金屬，一般而言，所連的金屬的正電性越大則該有機(jī)金屬試劑越活潑有機(jī)金屬鉀、鈉化合物的碳-金屬鍵屬離子性，具有類似于鹽的特性，不溶于非極性溶劑，電正性較小的鎂、鋅等有機(jī)化合物的碳-金屬鍵基本上是共價(jià)的，可溶于非極性溶劑如乙醚2.2有機(jī)鎂和有機(jī)鋰試劑的制備與反應(yīng)性2.2.1有機(jī)鎂試劑（格氏試劑-Grignard）的制備1900年，法國化學(xué)家Grignard使用金屬鎂鹵代烴在醚中反應(yīng)得均相的有機(jī)鎂試劑，是活潑的碳親核試劑，1912年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)R:烷基、烯基、芳基；X：鹵素生成格氏試劑的鹵代烴的活性：R-I＞R-Br＞R-Cl格氏試劑還可以通過氫-鎂交換進(jìn)行，即通過對酸性較強(qiáng)的碳基酸的去質(zhì)子化實(shí)現(xiàn)質(zhì)子-鎂的交換制備2.2.1.2有機(jī)鎂試劑的反應(yīng)性

有機(jī)鎂試劑的反應(yīng)性以親核性為主，是一類優(yōu)良的親核試劑，可與醛、酮、羧酸酯等羧酸衍生物發(fā)生親核加成反應(yīng)；格氏試劑的堿性反應(yīng)（格氏試劑制備格氏試劑）

2.2.2有機(jī)鋰試劑的制備與反應(yīng)性2.2.2.1有機(jī)鋰試劑的制備有機(jī)鋰試劑是一類應(yīng)用廣泛的基本有機(jī)金屬試劑，有多種方法，常用的有機(jī)鋰試劑如：正丁基鋰、仲丁基鋰、叔丁基鋰和甲基鋰已工業(yè)化生產(chǎn)。有機(jī)鋰試劑制備方法2.2.2.1.1鹵代烷與金屬鋰反應(yīng)制備由于有機(jī)鋰的堿性強(qiáng)，用乙醚做溶劑制備時(shí)，需要低于-10℃以下進(jìn)行。烯丙基氯、芐基氯易發(fā)生Wurtz類偶聯(lián)反應(yīng)此法不適宜制備此類有機(jī)鋰試劑2.2.2.1.2

通過金屬-氫交換制備烴的直接鋰化主要取決于被交換氫的相對酸性，酸性比較強(qiáng)的烴（末端炔和三芳基甲烷）

芳環(huán)上的配位性基團(tuán)如烷氧基、胺基、酰胺基等可與鋰離子配位，有顯著的導(dǎo)向作用，可決定去質(zhì)子化的位置與速度，一般在導(dǎo)向基的鄰位或鄰位甲基上芳香、烯氫、芐基、和烯丙位上的氫酸性很弱，當(dāng)其帶α、β-雜原子取代基時(shí)，具有活化作用，可增加相應(yīng)氫的酸性2.2.2.1.3通過金屬-鹵素交換制備通過金屬-鹵素交換，該法主要用于1-烯基鋰或芳基鋰的制備，一般的鹵代烴在交換時(shí)伴隨著Wurtz偶聯(lián)等副反應(yīng)當(dāng)所用的有機(jī)鋰試劑為叔丁基鋰時(shí)，交換反應(yīng)需要2摩爾數(shù)的叔丁基鋰（？），此類反應(yīng)進(jìn)行的方向是朝著生成更穩(wěn)定的有機(jī)鋰化合物，即金屬連接到電負(fù)性更大的碳上。由于芳基和烯基的電負(fù)性大于脂肪碳（SP2＞SP3）,所以芳基-金屬化合物可以從脂肪-金屬化合物制備2.2.2.1.4通過金屬-金屬交換制備特別適合于制備活潑的烯丙基鋰和芐基鋰2.孤2.唯2.藍(lán)1.完5通過例還原日鋰化披制備帶有盜苯硫詢基、擠苯氧盯基、神苯砜甩基、銜氯、賊氰基裹等基絡(luò)團(tuán)的口化合買物或?yàn)┉h(huán)氧僻化合包物用顯萘鋰慘（LN）,二甲棒基氮盲基奈麗鋰(L秘DM樂AN），4，4’叉-二叔廚丁基協(xié)聯(lián)苯爽鋰（Li嶺DB司B）還缺原鋰趣化制中備有稼機(jī)鋰2.埋2.害2.駛1.考6通過Sh富ap匆ri竟o反應(yīng)蛋制備Sh梨ap著ri瞞o反應(yīng)穴是合顯成烯做基鋰鴉的特竊殊方腐法，魚此法故是首掃先把洋酮轉(zhuǎn)賄化成漲對甲躲基苯長磺酰惜腙，鍛然后劫加入泉兩倍寺量的珍正丁代基鋰鑰作用忘即可斧產(chǎn)生倉烯基滅鋰2.維2.梁2.話2有機(jī)脾鋰試庫劑的筍反應(yīng)漏性有機(jī)先鋰試輔劑具桃有強(qiáng)縣親核形性和星強(qiáng)堿認(rèn)性兩閘種反立應(yīng)性罷。因誓為是譽(yù)強(qiáng)親馬核性登試劑銹，可切與醛到、酮瀉、酯粱、羧岡酸鹽矮、酰燒胺等豪羧酸示衍生爐物發(fā)咸生親模核加喝成反甲應(yīng)，般同時(shí)濃，由德于是嗚強(qiáng)堿太，能臺發(fā)生偉強(qiáng)堿該的反頂應(yīng)2.未3格氏咬試劑齡和有足機(jī)鋰妨試劑坊的反飾應(yīng)與校合成澤應(yīng)用2.跳3.1與烴憤基化冒試劑巷反應(yīng)格氏真試劑閃和有形機(jī)鋰糧試劑渠與烴豆基化駁試劑雹的偶繩聯(lián)反例應(yīng)（wu極rt制z席re鐵ac垃ti緞on）一倘般副片反應(yīng)游多，經(jīng)產(chǎn)率勇較低寫，合陡成價(jià)杜值不輝大，扯只有助與甲愁基、捎烯丙鎮(zhèn)基或紅芐基顫鹵等塑活潑怨鹵代雷烴反陵應(yīng)有伴一定項(xiàng)的合聞成價(jià)獵值；催與磺幣酸烷描基酯枕進(jìn)行北偶聯(lián)劫反應(yīng)生，收冠率好烯丙缺基鋰速和芐愁基鋰嫁可與愁仲鹵俊代烴攀反應(yīng)擁，與總手性虜仲鹵垮代烴祖反應(yīng)醬觀察俗到高截度的蠢構(gòu)型舒翻轉(zhuǎn)事。烯鄰丙基鄉(xiāng)豐鋰或傷芳基濕鋰與睡碘代殼烷或箱溴丙獨(dú)烯類炮試劑典的烷落基化陣反應(yīng)2.打3.2與醛扇酮反岡應(yīng)格氏啟試劑臘的最菊重要夸用途結(jié)是與職羰基株化合診物反接應(yīng)。裙與醛唱、酮滋反應(yīng)匙可分伐別得巾到仲冊醇和部叔醇滾。與輔二氧肚化碳石反應(yīng)敢得到向羧酸蓬。一炎般可饅能的兆機(jī)理報(bào)涉及草一個(gè)岡三分姥子配表合物局限費(fèi)性：雅當(dāng)酮餡和格葬氏試嘴劑的騰位阻莫大時(shí)俊，可里發(fā)生塞兩個(gè)憂副公反應(yīng)（1）如南果在怠酮的峰兩側(cè)情至少匹有一魚個(gè)α-押H時(shí)，體可能膛發(fā)生捏烯醇紹化，蔑此時(shí)提格氏筐試劑玩作為屆一個(gè)賢堿奪朗取酮精的α-進(jìn)H而非牌作為脂親核國試劑被，這凳樣首談先產(chǎn)隆生烯撈醇負(fù)川離子遲，水猜解后蠅重新?lián)舍樤系晖?）如胡果格矩氏試雜劑至因少帶松有一挽個(gè)β-返H,則可末能發(fā)程生酮挽的還榴原反饒應(yīng)，比生成削醇結(jié)論有機(jī)擇鋰試使劑可央與醛美酮發(fā)于生加傷成反紫應(yīng)，犁這是仁有機(jī)泡鋰試真劑的尖主要雨合成圾應(yīng)用貫。與頌格氏蜜試劑朋不同友的是境，有恩機(jī)鋰軟試劑圓的親耐核性亡更強(qiáng)騰，與宗位阻戴大的絨酮反氏應(yīng)不雁發(fā)生西還原白副反唐應(yīng)，雹因此趴，從京位阻喊大的謹(jǐn)酮合誓成多賞取代躲的醇握宜用棉有機(jī)飛鋰試涌劑2.涼3.朽3與羧泄酸衍撒生物負(fù)反應(yīng)2.要3.蒜3.掉1與羧疊酸衍寄生物漢反應(yīng)束合成遮醇一般吩而言漂，格款氏試舅劑與剛羧酸貴酯、大內(nèi)酯咳或酰吐氯的聰反應(yīng)債難以證停留災(zāi)在酮沿的階烘段，遺后者行更活述潑（忙酰氯末除外銀），察進(jìn)一皺步的歇加成鈔反應(yīng)蒜速度脖更快擋，直卸接生扔成叔探醇，姐一般峽情況闖下，儉不能懂通過當(dāng)格氏酬試劑醋與羧隨酸衍膜生物誼的加狂成合寺成酮零，但豎可用綱于含假兩個(gè)逐相同悔烷基濫的叔霉醇的色制備2.添3.鏟3.行2與羧溫酸衍銜生物詳反應(yīng)替合成物醛、貴酮一般申而言榜，格余氏試浴劑與獨(dú)羧酸判酯、其內(nèi)酯清或酰杜氯的沃反應(yīng)匆難以漠停留柴在酮搭的階粥段，幸但當(dāng)形使用都過量件的酰達(dá)氯并絨在盡友可能變低的眉溫度葛下進(jìn)述行反轟應(yīng)（垂酰氯組比酮專更活浸潑）格氏句試劑笛通常熟在下鋤列四贊種情粱況下若，使標(biāo)用羧淋酸衍讓生物退制備鳳酮2.個(gè)3.寧3.膝2.線1與We苦in綱re續(xù)b酰胺良反應(yīng)輕制備經(jīng)醛酮格氏倒試劑碎和有枯機(jī)鋰弄試劑測與一葡般的翻酰胺算反應(yīng)奇難以貴控制獄，但狀與N-甲氧怕基-N恨-甲基債酰胺臂（We抱in采re感b酰胺姿）加跨成可皇形成躬一個(gè)患穩(wěn)定燈的螯被合中亞間體竊（在或反應(yīng)概中穩(wěn)墓定存農(nóng)在）起，不抓在與鑼格氏悟試劑羅和有腰機(jī)鋰賣試劑頂反應(yīng)姓，水晌解后宰可得扛到酮2.揚(yáng)3.歡3.首2.涼2通過捧格氏宋試劑晶和有凡機(jī)鋰戴試劑救與其他柔酰胺放或酯飛反應(yīng)諒制備挨酮與咪留唑酰嫌胺、扯嗎啉棋酰胺英等2.淚3.振3.決2.菊3格氏味試劑毀與腈鄉(xiāng)豐加成還可用歐于酮笑的制培備腈化榮物中貢腈基摟具有墻親電恩性，掌有機(jī)款鎂試乏劑、遼有機(jī)咬鋰試晨劑可防與之揚(yáng)加成償，產(chǎn)艦生穩(wěn)惹定的言中間乎體，霸水解揪后得夕到酮2.崇3.筐3.貌2.嚼4格氏夕試劑謠與原襖酸酯郵反應(yīng)朱制備蚊醛首先隆是鎂兇離子盤作為Le細(xì)wi鼻s酸與蔽乙氧堂基配呢位，區(qū)協(xié)助順乙氧墳基離朝去，咬接著霉，進(jìn)狐行格協(xié)氏試政劑加觸成，胡生成帳縮醛跌，酸循性條釣件下熄水解郵得到去醛2.偶3.杜3.澤2.劍5有機(jī)濟(jì)鋰試芝劑與正羧酸應(yīng)反應(yīng)植用于陣制備發(fā)酮有機(jī)僵鋰試記劑親浪核性特比格濁氏試爭劑強(qiáng)瞎，能辯與羧歷酸反換應(yīng)生辱成酮2.領(lǐng)4.鄭4與二支氧化箱碳反旅應(yīng)合滑成羧頓酸2.嘗5有機(jī)妹鋅試皺劑2.哪5.踢1有機(jī)督鋅試跟劑制傳備此試汗劑的盼親核已活性遵遠(yuǎn)比淹前兩推者小休，正權(quán)電性逮、毒烈性（撿鎘、餃汞試解劑）簡單惹的烷刊基鋅持可通簡過鹵拐代烷梨與鋅-銅合鍛金反區(qū)應(yīng)制此備，端把鹵務(wù)代烴詠、金州屬鎂斥及無毫水氯區(qū)金屬棟鎂及干無水袍氯化沖鋅的妖混合壟物用匯超聲倉波震傷蕩，活可一繞瓶制軌得鋅廁試劑情（如Re悠fo拳rm廚at掀sk忽y試劑制備揭）通過鍛有機(jī)到鎂或欲有機(jī)國鋰試祥劑與慚無水蛇鹵化涌鋅交養(yǎng)換制議備簡單縣的二啊烷基存鋅可紛由烷非基碘企化鋅勒加熱眾制備2.功5.2有機(jī)紋鋅試奇劑的祝合成薯應(yīng)用有機(jī)閑鋅試蜜劑的技合成具應(yīng)用僚在以河下兩售個(gè)方役面（1）由櫻于親醒核性抖低，乳可以熔制備腔含多野種官合能團(tuán)劃的有惕機(jī)鋅安化合畝物而視無需涌對官縱能團(tuán)兼進(jìn)行懂保護(hù)（2）二駛烴基芝鋅可瞎用于州對醛花的催諸化不畢對稱懷加成孝以及α，β-不飽卻和化豪合物基的共勞軛加淋成2.超6有機(jī)副銅試錯(cuò)劑的拴制備荷及合愿成應(yīng)厚用格氏淋試劑柳可與α，β-不飽泉和酮他發(fā)生1，2-和1，4-加成畢反應(yīng)各，有暴機(jī)鋰搜試劑落則主牽要發(fā)誓生1，2-加成款反應(yīng)熄。一色價(jià)銅廳鹽存猴在下燃，格勁氏試嗽劑可膨與α，β-不飽唯和酮鏈發(fā)生1，4-加成喂反應(yīng)物，有從機(jī)銅攔、格務(wù)氏試正劑可拳與α，β-不飽叼和酮懲發(fā)生1，2-和1，4-加成歲反應(yīng)虎劑的膽親核被反應(yīng)禁及其拖主要求用途有機(jī)稈銅試訊劑與兇碳親肚電試違劑的扒反應(yīng)有機(jī)國銅試志劑或杜亞銅蒜鹽催姑化的活有機(jī)茶鎂、遙有機(jī)辟鋰試彼劑與另碳親鹽電試的劑的劃反應(yīng)絨已成傲為有丹機(jī)合五成的棋重要霧工具奴。常見濱的違有機(jī)需銅試殊劑的厚制備效方法魯：2.寺6.夾1二烷障基銅抓鋰有機(jī)叨鋰與直等摩舉爾的窩亞銅蕉鹽（Cu換X）反則應(yīng)形嘩成有弊機(jī)銅遭化合駛物(R擁Cu完)，此末試劑抗是Le漢wi閉s酸，換可再技與等佳摩爾灰的有沫機(jī)鋰泊試劑鳳中的畫烷基賢負(fù)離維子反樣應(yīng)形淚成二行烷基俱銅鋰旁（Gi爹lm嶼an試劑吃）。主要尚用途建：1、與衛(wèi)烷基亂化試籮劑的底偶聯(lián)誕反應(yīng)灰（有梳機(jī)鎂基、有痰機(jī)鋰啄試劑燈不理久想）2、與α，β-不飽予和化短合物健的共治軛加午成二烷影基銅益鋰與漫親電描試劑禽反應(yīng)沃的次境序如洲下：俘（R:可以忽是伯錘、仲幫、叔次烷基墻；芳炒基或間雜芳玻基；老）2.授6.柴1.姜1偶聯(lián)栗反應(yīng)格氏育試劑套和有吸機(jī)鋰味試劑總與鹵鄙代烴個(gè)反應(yīng)傍產(chǎn)率柏較低闖，因刪此采舟用Gi奪lm沙an試劑漸與烷叢基（死伯、喊仲）半；烯撲基；攏芳基留溴（隙碘）則發(fā)生寺取代穩(wěn)鹵原催子的蒜偶聯(lián)芝反應(yīng)鏟，收探率較驅(qū)高，叉是有喇機(jī)金首屬試拜劑與雅烴基奔化試抓劑偶抵聯(lián)的糧首選暮方法更，除桃鹵代競烴外朗，伯四醇的輕對甲議苯磺幻玉酸酯藥也是污很好贏的烴勝基化日試劑在催宴化劑啊的作扶用下枕，格皺氏試晴劑和舞有機(jī)屈鋰試他劑與渴鹵代臘烴反預(yù)應(yīng)產(chǎn)行率產(chǎn)鎮(zhèn)率也臘很高在化恢學(xué)選版擇性封方面睜，表眼現(xiàn)出崗很高悲的化親學(xué)選訂擇性2.厘6.勞1.禍2與環(huán)苦氧化埋物反捐應(yīng)飽和堤的環(huán)拔氧化迎物用Gi棉lm紋an試劑軟開環(huán)印收率少良好壺，反樓應(yīng)發(fā)斯生在跪位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