有机金属试剂的制备通法有机镁锂化合物的反应有机铜

Department of Material and Engineering, Soochow University 第八章有机金属化合物
有机金属化合物在有机合成上的应用日益扩大。

比较重要的有有机镁、锌、铜、锂试剂。

过渡金属具有很多独
特的性能，在合成上各有特点。

共同的特点是碳－金属键
极性很大，负电荷集中在碳上，从而使这类有机金属化合
物表现出强的亲核性和强碱性。

Department of Material and Engineering, Soochow University 第八章有机金属化合物
一、有机金属试剂的制备通法
二、有机镁锂化合物的反应
三、有机铜化合物的反应
四、有机锌化合物
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第八章
有机金属化合物
2 有机金属与卤代烃
3 有机金属与盐
1 卤代烃和金属
一、制备通法
4 烃的金属化
1 卤代烃和金属
有机碱金属化合物对空气、二氧化碳和水十分敏感。

它们的
制备在惰性气体保护下进行。

所得有机金属化合物一般不需分离，
可在醚类溶剂或己烷中直接使用。

正丁基锂的乙醚溶液可用溴代正丁烷于-10 o C慢慢滴加到无
水乙醚－锂丝中去制取。

正丁基锂的烷烃溶液可用氯代正丁烷于
回流条件下滴加到烷烃－锂丝中反应制取。

反应须在严格无水条
件下在惰性气氛中进行。

制备好的试剂应密封保存并在使用时测
定其含量。

2 有机金属化合物与卤代烃的交换反应
烷基锂与卤代芳烃的交换反应用于制备芳基锂化合物。

如：
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第八章
有机金属化合物
2 有机金属与卤代烃
3 有机金属与盐
1 卤代烃和金属
一、制备通法
4 烃的金属化
3 有机金属化合物与金属盐的交换
某些不活泼金属的有机金属化合物可用这种方法制备。

例：
4 烃的金属化
含有一定酸性氢的活泼碳氢化合物与另一种有机金属化合物
进行金属交换。

例：
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有机金属化合物2 与CO 2的反应3 与α,β-不饱和羰基
1 与羰基化合物
二、镁锂试剂的反应
4 取代反应 1 与羰基化合物的反应
格氏试剂、锂试剂与羰基化合物的反应是制备醇类化合物的一种重要方法。

应该注意，存在于有机金属化合物或反应物分子中的官能团对反应有一定的影响。

烯基、缩酮、缩醛一般不与金属试剂作用，但未保护的基团不能同时出现在分子中。

5 与卤代烃格氏试剂的加成反应对立体位阻敏感。

反应（1）比（2）好。

6 实例
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第八章
有机金属化合物2 与CO 2的反应3 与α,β-不饱和羰基
1 与羰基化合物
二、镁锂试剂的反应
4 取代反应 1 与羰基化合物的反应
当格氏试剂或羰基化合物具有空间障碍时，则影响加成反应的正常进行。

如果格氏试剂的β-C上有H时，它可通过六员环过渡态发生氢负离子转移而使羰基还原。

5 与卤代烃例如，二异丙基甲酮与甲基碘化镁反应正常，但与乙基溴化镁反应时，还原反应占21％。

与异丙基溴化镁反应时，则根本不起加成反应，生成的是还原产物二异丙基甲醇。

在与羰基化合物加成中，锂试剂比镁试剂活泼，同时，它较少受位阻影响。

例如，上述二异丙基甲酮与异丙基锂反应时，可生成三异丙基甲醇。

6 实例
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有机金属化合物2 与CO 2的反应3 与α,β-不饱和羰基 1 与羰基化合物二、镁锂试剂的反应
4 取代反应 2 与CO 2的反应
CO 2与格氏试剂反应得到羧酸;与有机锂试剂反应得酮。

5 与卤代烃这归因于羧酸镁盐不溶于醚类溶剂，成沉淀析出，使反应中止；而羧酸锂盐可溶，同时锂试剂的反应活性比格氏试剂高，可与羧酸负离子反应，使之转变为酮。

应用该反应，可以合成家蝇性引诱剂Murcalure:
6 实例
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第八章
有机金属化合物2 与CO 2的反应3 与α,β-不饱和羰基1 与羰基化合物二、镁锂试剂的反应
4 取代反应
3 与α,β-不饱和羰基化合物的加成
有机锂试剂与α,β-不饱和羰基化合物反应时，不发生1,4-加成反应，只发生1,2-加成。

例如：
5 与卤代烃而相应的格式反应，既有1,4-加成，也有1,2-加成产物。

当位阻较大的格氏试剂反应时易发生1,4-加成。

6 实例
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有机金属化合物2 与CO 2的反应3 与α,β-不饱和羰基
1 与羰基化合物
二、镁锂试剂的反应
4 取代反应 4 取代反应
具有活性氢的化合物可以和格氏试剂起取代反应。

这是在使用格氏试剂时必须注意的。

格氏试剂与某些具有活性氢的化合物的反应可以得到难以直接制备的格氏试剂。

这在合成上是有价值的。

例如：
5 与卤代烃
6 实例
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第八章
有机金属化合物5 与卤代烃6 实例
2 与CO 2的反应
3 与
α,β-不饱和羰基1 与羰基化合物二、镁锂试剂的反应
4 取代反应
5 与卤代烃的偶合反应
格氏试剂与RX的反应以S N 2方式进行，上述反应对饱和RX的产率很低。

但与烯丙基、苄基卤化物反应较好。

由于格氏试剂通常由RX制备，为了制备格氏试剂，必须防止偶合反应的发生。

通常用过量的镁和用溶剂稀释了的RX逐渐加入反应液中，以最大限度地减少偶合反应的程度。

格氏试剂的偶合反应，在合成上也常用碳酸烷基酯或磺酸酯来进行。

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有机金属化合物 6 实例
6 实例
2 与CO 2的反应
3 与α,β-不饱和羰基1 与羰基化合物二、镁锂试剂的反应
4 取代反应
5 与卤代烃Department of Material and Engineering, Soochow University
第八章
有机金属化合物 6 实例
6 实例
2 与CO 2的反应
3 与α,β-不饱和羰基1 与羰基化合物二、镁锂试剂的反应
4 取代反应
5 与卤代烃
Department of Material and Engineering, Soochow University 第八章
有机金属化合物 1 与卤代烃
2 与酰氯
3 与溴代酮1 与卤代烃
三、铜试剂的反应
4 与环氧化合物
5 与α,β-不饱和羰基
有机铜锂试剂较相应的烷基锂碱性、亲核性弱，与孤立的羰基、酯基、羧基等官能团不起反应。

此类试剂可以和卤代烃或磺酸酯发生亲核取代反应；可使环氧乙烷开环；也可发生共轭加成。

甲基铜锂是一个广泛应用于偶联反应的试剂。

其它一些铜锂试剂的偶联反应也有较好的收率。

例：
乙烯型卤化物对于典型的亲核取代反应是不活泼的，但容易为二烷基铜锂的烃基取代，并保持双键的构型。

例：
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第八章
有机金属化合物 2 与酰卤反应
2 与酰氯
3 与溴代酮
1 与卤代烃
三、铜试剂的反应
4 与环氧化合物
5 与α,β-不饱和羰基
在缓和的条件下，二烷基铜锂与酰卤反应，以良好的产率生成酮。

在此情况下，酮、腈、酯等官能团不受影响。

这是其它金属试剂无法实现的。

例如：
在碱催化下，酮与卤代烃进行烃基化反应是合成取代烃基酮的重要方法。

但反应过程中常伴随发生多烃基化及缩合等副反应。

而且，仲、叔卤代烷很难与酮顺利反应。

新近利用二烃基铜锂能与卤代烃反应而不与羰基反应的特点，采用　-卤代酮与二烃基铜锂反应，亦可达到使酮烃基化的目的。

不仅副反应少，产率高，而且适于位阻酮的合成。

3 与溴代酮反应
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有机金属化合物 4 与环氧化合物的反应
2 与酰氯
3 与溴代酮1 与卤代烃三、铜试剂的反应
4 与环氧化合物
5 与α,β-不饱和羰基
有机铜锂试剂对环氧化合物进行亲核开环是有机合成的有用方法。

反应特点是没有其它金属试剂的副反应，如重排、　-卤代醇形成等。

而且，羰基、烷氧羰基的存在对反应均无影响。

二烷基铜锂与环氧化合物在温和条件下反应，具有立体选择性，产物为反式结构。

如：
环氧化合物的结构不对称时，烃基引入到取代基少的碳原子上：
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第八章
有机金属化合物5 与α,β-不饱和羰基
4 与α,β-不饱和羰基化合物的共轭加成
2 与酰氯
3 与溴代酮
1 与卤代烃三、铜试剂的反应
4 与环氧化合物有机铜锂试剂与α,β-不饱和羰基化合物的反应，都以良好的产率生成1,4-加成产物。

这是有机合成中将烃基导入到α,β-不饱和羰基化合物的β-位的重要方法。

特别运用于具有位阻的α,β-不饱和羰基化合物的1,4-加成。

例如：
Department of Material and Engineering, Soochow University 第八章
有机金属化合物5 与α,β-不饱和羰基
4 与α,β-不饱和羰基化合物的共轭加成
2 与酰氯
3 与溴代酮
1 与卤代烃三、铜试剂的反应
4 与环氧化合物当烯酮的β-位有卤素、－OCOR，－OR等易离去的原子或基团时，由于重复进行加成－消去－共轭加成反应，于是在β-位进行二次烃基化。

在格氏试剂对α,β-不饱和羰基化合物加成时，也可用催化量的一价铜盐促进其共轭加成。

铜催化下的格氏试剂的反应在合成上应用的例子很多。

如：
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第八章
有机金属化合物 1 Reformatsky反应
2 Simmons-Smith
1 Reformatsky 四、锌试剂的反应
用α-溴代酸酯在锌作用下与醛酮反应，经加成、水解生成β-羟基酸酯或进一步消除生成α,β-不饱和酸酯。

类似的反应是由α-卤代酮与醛的加成或α-卤代酸酯与腈的加成反应。

反应中加入Lewis酸二乙基氯化铝可使反应在－20°C下进行。

例：
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有机金属化合物 2 Simmons-Smith反应
2 Simmons-Smith
1 Reformatsky 四、锌试剂的反应
利用二碘甲烷与锌铜偶反应，生成卡宾络合物，进一步与碳－碳双键加成生成环丙烷结构。

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第八章
有机金属化合物。