有机金属试剂及C-C键的形成

一) 格式试剂及相关反应
RX + Mg Et2O or THF RMgX
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格氏试剂可以与各种羰基亲电试剂反应。格氏试剂与甲醛 反应，可以得到多一个碳原子的伯醇；与其它醛反应生成 仲醇；与酮反应生成叔醇。当有醛和酮同时存在时，格氏 试剂可以选择性地与醛反应。 羧酸衍生物与格氏试剂加成，首先生成酮，再进一步反应 生成叔醇。酰卤或酸酐与一分子格氏试剂在低温下反应， 可以使反应停止在生成酮的阶段。 N,N’-二取代酰胺与格氏试剂反应，首先形成稳定的加成 产物，水解后生成酮。如果是甲酰胺衍生物，则生成醛。 格氏试剂与Weireb酰胺反应生成酮。2 当量格氏试剂与双 取代酰胺反应生成叔胺。 格氏试剂还可以用于制备酸，将格氏试剂加到干冰表面或 向其中通入二氧化碳气体，可以得到多一个碳的羧酸盐， 分解后生成羧酸。
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2. 有机铜试剂——二烃基铜锂（Gilman试剂） 1)偶联反应——增长碳链 2)与环氧化物反应合成醇
Me 2CuLi O H3O+ OH
R2CuLi + R'X
R
R' + RCu + LiX
3)与酰氯反应合成酮
R'COCl + R2CuLi
4)共轭加成(1,4-加成)
O Me2CuLi H3O+ O
CH3CH2CH2CH2Cl + 2 Li
CH2=CHCH2X、PhCH2X 不宜用此法制备相应的锂试剂 (容易发生偶联反应 )
2) 锂-氢交换反应
RH + R'Li
n-BuLi Li
+ N CH3 PhLi N
RLi + R'H
CH2Li
3)锂-卤交换反应
H3CO Br + n-BuLi THF 78 oC H3CO Li
锂试剂及相关反应
有机锂试剂碳和锂之间以单键直接相连。由于锂的电正性 特点，碳锂键之间的电子云大部分分布于碳原子上，形成 碳负离子，因此有机锂试剂都有很强的碱性和亲核性。
二) 锂试剂及相关反应
1. 制备: 1) RX 与 Li 反应
RX + 2 Li
n-C6H14
RLi + LiX
CH3CH2CH2CH2Li + LiCl
格氏试剂会与质子性溶剂（如水），或带有酸性质子官能 团生物化合物反应（如醇和胺）。 此类反应不是离子型反应，格氏试剂以有机金属簇的形式 存在于醚类溶剂中。
反应在后处理水解时，可以使用稀盐酸或稀硫酸，但是当 产品为叔醇时，可能在酸性条件下发生消除反应，脱水形 成烯烃。在此种情况下，用氯化铵水溶液是一种比较好的 选择。
有机金属试剂及C-C键 的形成
参考COMMON TRANSFORMATIONS AND TECHNIQUES IN ORGANIC SYNTHESIS (有机合成典型反应及常用技术) P296-316
倪刚
Integrated Drug Discovery
碳亲核体
碳 负 离 子
稳定碳负离子
非稳定碳负离子
有机金属化合物 (RM)
有机金属化合物 (RM)
C

M
+
M: Li、Na、K、Mg、Al、Zn、Cu、Hg 等
反应活性： RK > RNa > RLi > RMg > RAl > RZn > RCu > RHg
二级碳负离子 > 一级碳负离子 > 甲基
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格氏试剂及相关反应
格氏试剂通过烷基或芳基卤化物与金属镁之间的反应生成
卤化物的活性顺序为I>Br>Cl>F，实际应用中以碘化物和溴化物居多。 如果后续反应需要较高的反应温度，可以用THF替代乙醚作为反应溶 剂(因为这些溶剂中的氧可以稳定镁试剂)。 格氏试剂的制备通法为：将卤化物溶解在乙醚或四氢呋喃中，滴入装 有镁屑的烧瓶中，加入一颗碘或1,2-二溴乙烷作为引发指示剂。先滴 入少量卤化物，用吹风机加热，引发反应，待碘褪色后，继续滴入卤 化物的乙醚溶液，保持反应体系微沸，直至反应完成。 活化试剂一般包括碘、碘甲烷或1,2-二溴乙烷。
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R H RCH2CH2OH HCHO RCHO O Cl RCOOEt CO2 R'C N R' R O R R' OH R' R R O OEt R' O DMF O H3O
RCH2OH
O R' R
HOH C R R'
RLi
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R'COOLi O R'' R R'
O R
OH R' R'' R
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+
LiF
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三)其它金属有机试剂及相关反应
1.有机锌试剂- Reformatsky反应 (类似格式反应)
α-卤代酯和醛在锌的作用下转化为β-羟基酯，反应中间体也为有机锌卤试剂。 卤化物通常为α-卤代酯或α卤代酯的插烯化合物(RCHBrCH=CHCOOEt)，α卤代腈、 α-卤代酮和α-卤代双取代酰胺。醛或酮可以为烷基、芳基和杂环， 或含有各种功能基的化合物。反应溶剂可以选择乙醚、THF和1,4-二氧六环。
R'COR
98 %
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一般而言，锂试剂与酮和醛反应生成醇， 与羧酸盐、酰氯和双取代酰胺反应生成相应的酮， 在低温下与羧酸酯反应生成叔醇，在高温下生成酮。 与肟反应生成相应的胺。 与甲酰胺衍生物（如DMF或甲酸乙酯）反应生成醛。
活性中间体的形成—生成苯炔等高度活性的中间体
F + C6H5Li Li F + C6H6