格氏試劑

格氏試劑

格林尼亞試劑簡稱“格氏試劑”。是含鹵化鎂的有機金屬化合物,由於含有碳負離子,因此屬於親核試劑,由法國化學家維克多·格林尼亞(François Auguste Victor Grignard)發現。格氏試劑在有機合成上十分有用,因而有多種市售格氏試劑存在。

基本信息

歷史

1900年,法國化學家維克多·格林尼亞 發現了格氏試劑。
1912年,格林尼亞因這一貢獻被授予諾貝爾化學獎 一同得獎的是他的同事保羅·薩巴蒂爾(PaulSabatier)。

結構

格氏試劑是共價化合物,鎂原子直接與碳相連形成極性共價鍵,碳為負電性端,因此格氏試劑是極強的路易斯鹼,能從水及其它路易斯酸中奪取質子,故格氏試劑不能與水,二氧化碳 接觸,需格氏試劑的製備和引發的反應需要在無水,隔絕空氣條件下進行。

製備與套用

製備

格氏試劑格氏試劑
格氏試劑一般由鹵代烴與鎂粉在無水乙醚 或四氫呋喃(THF)中反應製得。(鹵代苯必須在THF中反應)格氏試劑可與醚或四氫呋喃中的氧原子形成絡合物,製備過程必須在絕對無水無二氧化碳無乙醇 等具有活潑氫的物質(如:水、醇、氨NH3、鹵化氫、末端炔等)條件下進行。
由於碘代烷價格較高,一般用溴代烷合成。溴代烷是最常用於製備格氏試劑的鹵代烴,但由於氯、溴甲烷 均為氣體,使用不便,一般使用碘甲烷 合成碘化甲基鎂(CH3MgI)。氯苯在製備格氏試劑時還須控制溫度與壓力。烯丙型及苯甲基型格氏試劑,合成後會與尚未反應的鹵代烴發生偶合,因而需要嚴格控制溫度。
Grignard反應的儀器用前應儘可能進行乾燥。微量水分的存在抑制反應的引發,而且會分解形成的Grignard試劑而影響產率。有時作為補救和進一步措施清除儀器所形成的水化膜,可將已加入Mg屑和碘粒的三頸瓶 (或者其它反應器)在石棉網上用小火小心加熱幾分鐘,使之徹底乾燥。

格林尼亞反應

格氏試劑用於增長碳鏈的反應通稱格林尼亞反應,主要包括:
烷基化反應
R-Mg-X+R1-CH2-X-→R-CH2-R1+X-Mg-X羰基加成
R-Mg-X+R1COR2=R1(R2)OHR3
R-Mg-X+RCOOH=RCOOMgX
R1COOR+R-Mg-X=R1OH(R)2
R-Mg-X+R1COOA(A=X,CN.NH2,O)=RCOR1

路易斯鹼反應

製備其它有機金屬化合物,尤其是烷基鎘試劑
脫去亞胺的α-氫,用於α-烷基醛的合成

性質

簡稱格氏試劑。一類通式為RMgX的試劑,式中R為脂肪烴基或芳香烴基,X為鹵素(Cl、Br或I)。通常用鹵代烴和金屬鎂在無水乙醚或四氫呋喃中製取。性質極為活潑,可與具有活潑氫的化合物(如H2O,ROH,RC≡CH…)醯鹵環氧乙烷鹵代烷二氧化碳三氯化磷三氯化硼四氯化矽等反應。為重要的有機合成試劑。

注意事項

格氏試劑格氏試劑
(1)儘量不要用鎂粉,一是反應太劇烈,二是鎂粉表面容易形成氧化膜,三是鎂粉不容易純化。一般儘量用鎂屑。(2)不論何時都不要將乙醚蒸乾。
(3)所用儀器均需乾燥。溶劑和試劑都必須經過乾燥處理。
(4)空氣中的氧會與格氏試劑發生緩慢的氧化,格氏試劑的乙醚溶液在暗室里會發出美麗的光,就是這個緣故。因此,格氏試劑不可久置,通常隨制隨用。
(5)格氏製備活性基本上是I>Br>Cl,價格也是如此,所以生產上能選用Cl的原料製備,就儘量選用Cl原料,引發劑可以選擇Br取代的物料,這樣引發劑的用量可以適當的增加,使反應能更順利的進行,而不會影響引發劑的殘留在產品中產生雜質。
(6)芳鹵一般用THF做溶劑,因為在乙醚的沸點時候一般不能引發,需要升高溫度,烷基鹵一般用乙醚,因為它在較低溫度下就可以引發,THF處理沒有乙醚方便,吸水厲害,價格也高,並不是不能用。

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