基于非稳定碳负离子的碳碳键形成方法

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1、第二章基于非稳定碳负离子的碳-碳键形成方法主讲教师：吴龙火赣南医学院药学院二O一一年九月1.原理2.有机镁和有机锂试剂的制备与反应性3.格氏试剂和有机锂试剂的反应与应用4.Barbier反应及相关反应5.有机铈试剂6.有机锌试剂7.有机铜试剂的制备及其反应2.1原理有机合成最多的反应是不同极性碳原子之间的反应。注意：键的极性，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系的末端。有机金属化合物的活性次序：金属性越大越活泼。K，Na化合物具离子性，不溶于非极性溶剂，电正性较小的镁和锌的化合物基本上是共价的，可溶于非

2、极性溶液如乙醚。2.2有机镁和有机锂试剂的制备与反应性2.2.1有机镁试剂的制备格氏试剂：R：烷基，烯基或芳基。X：I，Br,Cl溶剂：干燥乙醚或四氢呋喃。氮气保护下长时间保存。四氢呋喃的碱性比乙醚大，在其溶液中可以用烯基溴或官能化的卤代烃制备相应格氏试剂：活性低的卤代烃，用活化的金属镁。另一种合成方法通过氢—镁交换进行，通过对酸性较强的碳酸去质子化实现。主要用于较难直接合成的格氏试剂。2.1.2格氏试剂的反应性烃负离子体，优良的亲核性，同时具有碱性，参与大量的有机反应。2.2有机锂试剂的制备与反应性（1）制备方法（6

3、种）（1.1)卤代烃与金属锂反应制备类似于格氏试剂的方法。注意：使用1%-2%的钠锂制备效果最好。如用乙醚作溶剂，低于10度进行。最好在己烷中反应。用溴代烷制备时有LiBr产生。烯丙基氯和苄氯发生偶联反应不能制备基锂化合物。在正己烷中六聚体存在，乙醚中以四聚体存在。（1.2）通过金属-氢交换酸碱反应，酸性较强如末端炔和三芳基甲烷可通过该法制备。芳环上配位性基团如烷氧基，酰胺基，胺基，砜基可与锂离子配位而决定去质子化的位置与速度。芳香杂环化合物锂化位置一般在苯环上导向基的邻位或邻位甲基上，活化基的活化能力次序为：加入叔胺

4、，特别是TMEDA可提高锂化速度。(1.3)通过金属-卤素交换制备主要用于1-烯基锂或芳基锂的制备。也可以制备无法由金属锂下卤代烃反应直接制备的含有官能团如氰基，硝基的芳基锂。当使用的有机锂试剂为叔丁基锂时，交换需要2mol倍数的叔丁基锂，为什么？此反应方向朝生成电负性更大的碳的有机锂化合物。由于烯基和芳基电负性大，从而可以由本法制备其有机锂化合物。由于金属-卤素交换速度快，反应在低温下进行，可制备氰基，硝基的芳香锂。环丙基和烯基卤在卤-锂交换后构型保持。（1.4）通过金属-金属交换制备能有效避免偶联反应，用于制备活泼

5、的烯丙基锂和苄基锂。有利于生成正电性更大的金属与更稳定的碳负离子结合的有机金属化合物。手性α-烃氧基锡烷的交换反应构型保持。（1.5)通过还原锂化制备适合于制备α-锂代醚和α-锂代胺。试剂：LN，LDMAN，LiDBB原理：萘锂及类似的体系可产生自由基负离子，从而作为还原剂可通过转移两个电子给苯硫基等基团，使其离去，产生的碳负离子与锂离子结合而成。（1.6）通过Shapiro反应制备用于制备烯基锂。首先把酮转化成对甲苯磺酰腙，再加2mol倍数的正丁基锂作用。(2)有机锂试剂反应性强亲核性和强碱性。可与醛，酮酯，羧酸盐，

6、酰胺等发生亲核加成。2.3格氏试剂和有机锂试剂的反应与合成应用（1）与烃基化试剂反应-WurtZ反应与甲基，烯丙基或苄基卤等活泼卤代烃反应有好的收率，与一般试剂反应意义不大。也可与磺酸烷基酯进行偶联反应。烯丙基锂和苄基锂与仲卤代烃反应，与手性卤代烃反应可得到构型翻转产物。可通过烯基锂或芳基锂与碘代烷或溴丙烯类试剂反应增长碳链。取代的芳基和烯基化合物可作如下切断：烯丙型金属试剂有两个反应中心。立体环境，亲电试剂性质。（2）与醛酮反应反应机理可用于逆合成分析：局限性：当酮和格氏试剂的位阻大时，可能发生两种副反应。副反应之一

7、：酮的α-H反应副反应之二：格氏试剂β-H反应作为碱夺去H后烯醇化水解得原来的酮。发生还原反应而生成醇。有机锂试剂亲核性更强，与位阻大的酮反应不发生还原副反应。α-烯基醇的切断：（3）与羧酸衍生物的反应a,与羧酸衍生物反应生成叔醇主要有羧酸酯，内酯或酰胺。由于生成的酮的比羧酸更活泼。用于制备含两个相同烷基的叔醇。b.与羧酸衍生物反应生成醛或酮过量的酰氯低温可制备，因酰氯比酮更活泼。可加亚铜盐，铁盐或锰盐催化。生成醛酮的方法常用的有四种：（1）与Weinreb酰胺反应制备得到与N-甲氧基-N-甲基酰胺形成稳定的中间体。通

8、过有机金属试剂与Weinreb酰胺反应是合成醛酮的可靠方法。（2）通过格氏试剂与其他酰胺或酯反应制备酮可与咪唑酰胺，吗啉酰胺，硫羟酸-2-吡啶酯反应水解可得酮。机理：与酰胺或酯上的杂原子形成稳定的螯合中间体，水解后形成酮。（3）格氏试剂与腈加成可制备酮（4）格氏试剂与原酸酯反应可用于醛的制备镁离子与乙氧基配位，协助乙氧基离去，格氏