格氏试剂的制备及其在有机合成中的应用

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格氏试剂与氘水 -回复

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格氏试剂与氘水-回复【格氏试剂与氘水】引言:格氏试剂与氘水是化学领域中的重要实验工具和研究手段。

格氏试剂是一类含氘的有机化合物,氘水则是氢的同位素氘(D)所构成的水。

本文将逐步介绍格氏试剂与氘水的制备方法、应用领域以及对科学研究的意义。

一、格氏试剂的制备方法格氏试剂是通过将正常有机化合物中的氢原子用氘原子取代而制得的。

常用的制备格氏试剂的方法有几种:1. 溴化氘:将氢气用氚气还原得到氘气,再用溴气与氘气反应制备氘化溴(DBr)。

这种方法的优点是制备过程简单、收率高,但需要使用氚气,成本较高。

2. 氯化氘:将氢气通过电解水得到氢气和氧气,再用氧气氧化氘气得到氘气。

将氘气与氯气反应可得到氘化氯(DCl)。

这种方法无需使用氚气,成本较低,但收率较低。

3. 溴-正硅烷法:将氢气通过氯化氢与氯反应得到溴化氢(HBr)。

再将溴化氢与正硅烷反应得到溴-正硅烷(H-Br-SiR3)。

最后将溴-正硅烷与氢气还原得到氘-正硅烷(D-SiR3)。

这种方法较为复杂,但收率较高。

二、氘水的制备方法氘水是通过将水中的氢原子用氘原子取代而制得的。

常用的制备氘水的方法如下:1. 电解法:将普通水作为电解液,通入氘气,并在电解中使用氘化银或氘化钾作为阳极材料,利用电解作用将氘原子替代水中的氢原子。

这种制备方法简单有效,但是收率较低。

2. 反硝化法:将亚硝酸盐与氘气反应得到氘化亚硝酸盐,再经过反硝化反应将氘原子替代水中的氢原子。

该方法操作相对简单,但收率较低。

3. 热交换法:通过将氘气在高温下与水蒸汽反应,利用氘的分子运动速度较快,替代水中的氢原子。

该方法可得到高纯度的氘水,但操作难度较大。

三、格氏试剂与氘水的应用领域1. 格氏试剂的应用:格氏试剂是一类与氢同位素取代有关的有机化合物,因此在有机合成反应中具有一定的特殊性。

格氏试剂的广泛应用可帮助研究者了解有机化合物在反应过程中的结构变化,从而进一步研究有机合成反应的动力学和机理。

格式试剂的合成与应用资料

格式试剂的合成与应用资料
格氏反应
简介
卤代烃在无水乙醚或四氢呋喃中和金属镁作用生成烷基卤 化镁RMgX,这种有机镁化合物被称作格氏试剂(Grignard Reagent)。格氏试剂可以与醛、酮等化合物发生加成反应, 经水解后生成醇,这类反应被称作格氏反应(Grignard Reaction)。格氏试剂是有机合成中应用最为广泛的试剂之一, 它是由法国化学家格林尼亚(V.Grignard)发明的。
上述反应都是酸碱反应,质子从弱碱转移到强碱

反应历程:
CH3
Mg
CH3 (CH3)2CO MgBr
CH3 CH3 H2O/H C OMgBr CH3
CH3 CH3 C OH CH3
干乙醚 Br
BrCH2CH2CH2COCH3
Mg, 微量HgCl2 THF
OH CH3 60%
3
H3C CH 3
-
H H2O
+
C H3C
C CH 3
CH 3
H2
Pd / C
H3C
H C CH CH 3 CH 3
H3C
Na,Mg,Al和酸、碱、水、醇等作用,可顺利将醛还原为一 级醇,而酮在同条件下,发生双分子还原,生成邻二醇。
H3C
OH OH
O Mg C6H6 H3O+
RCHO
Na / C2H5OH
比较反应活性:
< R C R’ R C= O R”
a. 可制得两个烃基相同的叔醇。 b. 反应难停留在酮的阶段,因为酮与格试剂反应比酯快 c. 甲酸酯与格氏试剂反应得对称的二级醇。
O H C OCH2CH3 + 2EtMgCl 干乙醚 H2O OH Et CH Et
=
O
例如:要合成3-甲基-3-戊醇,可有如下几种方法。

格氏试剂反应

格氏试剂反应

格氏试剂反应格氏试剂反应是一种常见的化学反应,在有机化学领域具有广泛的应用。

它是由法国化学家格氏(Victor Grignard)于1900年发现的,因此得名。

格氏试剂反应是一种加成反应,通过将格氏试剂与卤代烃反应,生成烷基镁试剂,进而与其他化合物发生加成反应。

格氏试剂通常由镁和有机卤化物反应得到。

这个反应需要在无水无氧的条件下进行,通常使用乙醚或四氢呋喃作为溶剂。

格氏试剂的生成过程是一个亲核取代反应,即镁离子(Mg2+)攻击卤素离子,生成烷基镁试剂。

格氏试剂是一类非常重要的有机金属试剂,具有强烈的亲电性。

它可以与许多官能团发生加成反应,生成新的有机化合物。

格氏试剂反应广泛应用于有机合成中,可以用于合成醇、醚、酮、酯等化合物。

格氏试剂反应还可以用于合成天然产物、药物和农药等有机化合物。

格氏试剂反应的机理比较复杂。

在反应开始时,格氏试剂中的烷基镁试剂与底物发生亲核加成反应,生成中间体。

随后,中间体经过质子化或水解等步骤,形成最终产物。

格氏试剂反应的产物通常是一个手性的化合物,因此在不对称合成中具有重要的应用价值。

格氏试剂反应的选择性较高,可以在温和的条件下进行。

但是,格氏试剂反应也有一些限制。

首先,格氏试剂对水和氧敏感,因此必须在无水无氧的条件下进行。

其次,格氏试剂反应中常常需要使用大量的试剂和长时间的反应时间。

此外,格氏试剂反应不适用于含酸性官能团的底物。

因此,在实际应用中需要根据具体的反应条件进行选择。

格氏试剂反应是一种重要的有机合成方法,具有广泛的应用前景。

通过与其他化合物发生加成反应,可以合成各种有机化合物。

格氏试剂反应在药物合成、天然产物合成等领域具有重要的应用价值。

然而,由于反应条件的要求较高,使用上需要注意一些限制。

未来的研究将进一步改进格氏试剂反应的条件,提高其选择性和效率,以满足有机化学的不断发展需求。

浅谈格氏试剂的相关性质及其应用

浅谈格氏试剂的相关性质及其应用

浅谈Grignard试剂的性质及其应用xxxxxx摘要:Grignard试剂是有机金属化合物中重要的一类化合物,也是有机合成上非常重要的试剂之一。

Grignard试剂与不同的物质反应,可以合成烃类、醇类、酮类、醛类、酸类及金属有机化合物等。

关键词:Grignard试剂组成结构希兰克平衡化学性质1Grignard试剂的发现卤代烷和金属镁在无水乙醚中反应,生成的烷基卤化镁(RMgX)称为Grignard试剂。

Grignard试剂的发现是20世纪初有机化学合成研究中的重大发现之一,它促进了有机化学合成的发展,发现者格林尼亚因此而获得1912年的诺贝尔化学奖。

1898年,法国化学家巴比埃(Phillip Barbier)在研究金属有机化合物及其有关反应时,试图用金属镁代替锌,以便得到性能更好的有机合成中间体。

由于在实验中没有取得令人满意的结果,巴比埃未能将此项工作进行下去。

巴比埃就让他的助手格林尼亚对这个课题继续进行研究。

1900-1901年,在格林尼亚进行了一系列实验研究,最后发现,当把卤代烷和金属镁共同放进乙醚溶液中时,溶液先是变浑浊,然后开始沸腾,最后金属镁全部溶解,得到溶液。

实验证明,这是烷基卤化镁的溶液。

一种与烷基锌相比,室温下不自燃、无需从溶液中分离出来就可直接使用的、性能优良的有机合成中间体诞生了。

鉴于Grignard试剂在合成有机化合物中的重要作用,1912年,格林尼亚因发现这种试剂获得了诺贝尔化学奖。

这种试剂也因它的发现者而得名[1]。

2Grignard试剂的制备及其组成结构2.1Grignard试剂的制备Grignard试剂是用卤代烃与镁直接接触制备的。

RX + Mg醚RMgX为了防止生成的试剂与水、氧气、二氧化碳以及未反应的卤代烃偶联,反应需在惰性气体保护下低温进行。

所用溶剂如乙醚、四氢呋喃均需严格处理,必须保证绝对无水,否则将影响产率,甚至将不能进行。

卤代烃与镁反应是在金属表面上发生的,首先,RX在Mg表面上产生R·和X·,X·和Mg结合,然后进一步反应得到RMgX。

格氏试剂活性调节及选择性反应研究

格氏试剂活性调节及选择性反应研究

格氏试剂活性调节及选择性反应研究格氏试剂是一类常用的有机试剂,它们在有机合成领域中具有重要的应用价值。

在有机化学反应中,我们常常需要调节试剂的活性以及选择性,以达到预期的反应目的。

本文将对格氏试剂活性调节及选择性反应进行研究,探讨其在有机合成中的应用和意义。

一、格氏试剂的基本结构及活性调节格氏试剂是由有机锌和镁化合物以及卤代烷烃类化合物通过Grignard反应制备而成。

其通用结构可表示为RMgX或R2Zn。

在有机合成中,格氏试剂常用于生成C-C键、C-O键、C-N键等重要的键合反应中。

不同结构的格氏试剂在反应中具有不同的活性和选择性,因此有必要对其进行活性调节。

1. 格氏试剂的活性调节方法活性调节是指通过改变试剂的结构或者添加辅助试剂来调控其反应活性。

通常,我们可以通过以下几种方法来调节格氏试剂的活性:(1)改变格氏试剂的R基:R基的结构可以通过合成方法来进行改变,不同的R基结构会影响试剂的亲核性和亲电性。

较为活泼的R基会提高试剂的反应活性,而较为稳定的R基则会降低其反应活性。

(2)添加络合剂:添加络合剂可以有效地调节格氏试剂的反应活性。

络合剂可以与格氏试剂中的金属离子形成络合物,从而影响其反应活性。

常见的络合剂包括乙二胺、酯类化合物等。

(3)调节反应条件:反应条件的调节是影响格氏试剂活性的重要因素之一。

温度、溶剂、反应时间等因素都会影响格氏试剂的反应活性,通过合理调节这些因素可以实现对试剂活性的控制。

2. 格氏试剂的选择性反应选择性反应是指在多个可能的反应途径中选择出最理想的反应途径。

在有机合成中,由于反应底物的特性不同,格氏试剂往往会产生多种可能的反应产物。

我们需要通过选择性反应来实现对格氏试剂反应产物的控制。

(1)控制试剂的加入速率:控制试剂的加入速率可以有效地影响反应的选择性。

通常情况下,缓慢地加入格氏试剂可以降低副反应的生成,从而提高反应的选择性。

(2)合理选择反应条件:选择合适的反应条件也是实现反应选择性的关键。

格氏试剂与有机锂试剂的实验室制备与应用

格氏试剂与有机锂试剂的实验室制备与应用

格氏试剂与‎有机锂试剂‎的实验室制‎备有机镁试剂‎,是最常用的‎有机金属试‎剂之一,它在有机合‎成和金属有‎机化学中占‎有非常重要‎的地位。

法国化学家‎V i cto‎r Grign‎a rd在有‎机镁化合物‎的合成和反‎应性方面作‎出了先驱性‎的贡献,也因此而获‎得1912‎年诺贝尔化‎学奖。

有机镁化合‎物主要分为‎三类。

第一类化合‎物的通式一‎般写为RM‎g X,这就是人们‎所熟知的格‎氏试剂,也是最重要‎的一类有机‎镁化合物。

第二类为二‎烃基镁R2‎M g,也包括镁杂‎碳环化合物‎。

第三类是含‎有镁—杂原子键的‎有机镁化合‎物,杂原子通常‎为O、N、S等。

下面简要介‎绍一种实验‎室制备格氏‎试剂的方法‎:仪器与试剂‎:250 mL四口烧‎瓶;恒压滴液漏‎斗;调压加热煲‎;电动搅拌器‎;回流冷凝管‎;电子天平。

对甲基氯苯‎(纯度99%以上,工业级);甲苯(纯度99%以上,工业级),使用前用分‎子筛浸泡一‎昼夜以上;镁粉(纯度99%以上,工业级);氮气。

实验方法:化学反应式‎如下:1.镁粉活化:250ml‎四口烧瓶中‎加入镁粉2‎.4g(0.10mol‎),碘0.04g,氮气置换。

用酒精灯小‎火加热瓶底‎使碘蒸汽充‎满烧瓶,停止加热,磁力搅拌下‎降温至20‎℃以下备用。

2.格氏试剂的‎制取在250 mL四口烧‎瓶上装好电‎动搅拌、恒压滴液漏‎斗、回流冷凝管‎、温度计。

通氮气加热‎升温,除去装置中‎的氧和水蒸‎气,而后停止加‎热。

加入3 g活化好的‎镁粉和引发‎剂碘搅拌。

继续加热至‎碘蒸气充满‎反应瓶,停止加热。

加入四氢呋‎喃溶液5 mL,对氯甲苯2‎mL至反应‎瓶。

加入对氯甲‎苯8 mL,甲苯50 mL至恒压‎滴液漏斗。

加热至回流‎,温度为70‎℃,0.5 h后,反应启动。

缓慢滴加甲‎苯与对氯甲‎苯的混合液‎,继续加热保‎持回流,温度逐步上‎升至105‎℃,滴加结束后‎,继续保温反‎应1 h,结束反应。

格氏试剂成环

格氏试剂成环

格氏试剂成环格氏试剂是一种常用的有机化学试剂,广泛应用于有机合成反应中的成环反应。

它具有高反应活性和选择性,能够有效地促进分子内的化学键重组,从而形成新的环状化合物。

本文将介绍格氏试剂的成环机制、应用领域以及实验操作等方面的内容。

我们来了解一下格氏试剂的基本概念和成环机制。

格氏试剂是一类含氮的有机化合物,其结构中含有一个或多个含氮的杂环。

它们通过与有机化合物中的亲电中心发生反应,形成稳定的环状化合物。

这一过程中,格氏试剂发挥了亲核试剂的作用,将自身的氮原子与亲电位较高的中心原子(如卤素、羰基等)发生反应,形成新的化学键。

格氏试剂的成环反应具有高度的选择性和效率。

它能够选择性地作用于分子中的特定位点,形成特定的环状产物。

这得益于格氏试剂中的氮原子与亲电中心的高亲和力以及反应条件的控制。

通过合理选择格氏试剂的结构和反应条件,可以实现各种不同结构和大小的环状化合物的合成。

格氏试剂的成环反应在有机合成中具有广泛的应用。

一方面,它可以用于合成天然产物或药物中的环状结构。

许多天然产物和药物分子中含有复杂的环状结构,这些结构对于其生物活性起着重要的作用。

格氏试剂的成环反应能够有效地合成这些复杂的环状结构,为药物研发和天然产物的合成提供重要的方法学支持。

另一方面,格氏试剂的成环反应也可以用于构建新颖的有机骨架。

通过合理设计反应底物和反应条件,可以将不同的分子片段连接在一起,形成新的环状化合物。

这为有机合成领域的新药研发和功能材料的制备提供了重要的手段。

在实验操作方面,格氏试剂的使用需要注意一些问题。

首先,格氏试剂通常是有毒的,需要在实验室中进行操作。

在操作过程中,应严格遵守安全操作规程,佩戴防护手套和眼镜,确保自身的安全。

其次,格氏试剂的成环反应通常需要在惰性气氛下进行,以避免与空气中的氧气和水分发生反应。

因此,在实验操作中需要使用干燥的溶剂和惰性气氛,如氮气或氩气。

格氏试剂是一种重要的有机化学试剂,广泛应用于有机合成领域的成环反应中。

格氏试剂的制备及其在有机合成中的应用知识讲解

格氏试剂的制备及其在有机合成中的应用知识讲解

格氏试剂的制备及其在有机合成中的应用格氏试剂的制备及其在有机合成中的应用摘要:格氏试剂是有机合成化学中功能最多、最有价值的化学试剂之一。

本文在明确格氏试剂制备原理基础上,综述了格氏试剂在新型化合物合成中的应用。

本文仅论述过渡金属催化格氏试剂的应用、格氏试剂对α,β-不饱和羰基化合物的共轭加成及在含氮化合物合成3方面的最新应用进展,并对格氏试剂未来的发展进行了展望。

关键词:格氏试剂;制备;应用一、格氏试剂的制备格氏试剂是法国化学家格利尼亚(Gfignard.V )于1901年研究发现的,它是由金属镁与卤代烷(RX ),在无水乙醚(又叫绝对乙醚,干醚)介质中作用,加热回流生成烷基卤化镁(通式为RM gX )。

烷基卤化镁叫格利雅试剂,又称为格氏试剂。

反应如下:格氏试剂是20世纪初有机化学合成研究中的重大发现之一,它促进了有机化学合成的发展。

制备格氏试剂时,卤代烷的活性顺序应是:碘代烷>溴代烷>氯代烷,碘代烷太贵,氯代烷的活性较小,所以一般用溴代烷来制备格氏试剂,反应产率很高。

格氏试剂是在无水乙醚(即绝对乙醚)介质中制备的,乙醚的作用是与格氏氏剂络合生成稳定的溶剂络合物。

此络合物是格氏试剂在乙醚中较易生成和在乙醚中稳定的一个原因。

使用格氏试剂合成各类有机化合物时,不需要把它从乙醚中分离出来,可直接使用它的乙醚溶液进行有机合成。

此外,用活性较小的卤乙烯、卤苯等制备格氏试剂时,则需要用环醚四氢呋喃或其他醚作为溶剂,才能更好地通过络合生成稳定的格氏试剂。

不管是用乙醚,还是用四氢呋喃或其他醚等作为溶剂都不能有水有醇,原因是格氏试剂与水、醇发生反应。

络合物为:二、格氏试剂在有机合成中的应用格氏试剂烷基卤化镁(或称有机镁卤化物)RMgX,是含有C—Mg键的金属有机化合物,它的C—Mg键是高度极性的共价键(Rδ-:Mgδ+X ),富电子的碳(潜在的R -离子)具有很强的碱性和和亲核性。

所以它既是一个极强的碱,又是一个很强的亲核试剂,化学性质极为活泼。

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格氏试剂的制备及其在有机合成中的应用摘要:格氏试剂是有机合成化学中功能最多、最有价值的化学试剂之一。

本文在明确格氏试剂制备原理基础上,综述了格氏试剂在新型化合物合成中的应用。

本文仅论述过渡金属催化格氏试剂的应用、格氏试剂对α,β-不饱和羰基化合物的共轭加成及在含氮化合物合成3方面的最新应用进展,并对格氏试剂未来的发展进行了展望。

关键词:格氏试剂;制备;应用一、格氏试剂的制备格氏试剂是法国化学家格利尼亚(Gfignard.V )于1901年研究发现的,它是由金属镁与卤代烷(RX ),在无水乙醚(又叫绝对乙醚,干醚)介质中作用,加热回流生成烷基卤化镁(通式为RM gX )。

烷基卤化镁叫格利雅试剂,又称为格氏试剂。

反应如下:格氏试剂是20世纪初有机化学合成研究中的重大发现之一,它促进了有机化学合成的发展。

制备格氏试剂时,卤代烷的活性顺序应是:碘代烷>溴代烷>氯代烷,碘代烷太贵,氯代烷的活性较小,所以一般用溴代烷来制备格氏试剂,反应产率很高。

格氏试剂是在无水乙醚(即绝对乙醚)介质中制备的,乙醚的作用是与格氏氏剂络合生成稳定的溶剂络合物。

此络合物是格氏试剂在乙醚中较易生成和在乙醚中稳定的一个原因。

使用格氏试剂合成各类有机化合物时,不需要把它从乙醚中分离出来,可直接使用它的乙醚溶液进行有机合成。

此外,用活性较小的卤乙烯、卤苯等制备格氏试剂时,则需要用环醚四氢呋喃或其他醚作为溶剂,才能更好地通过络合生成稳定的格氏试剂。

不管是用乙醚,还是用四氢呋喃或其他醚等作为溶剂都不能有水有醇,原因是格氏试剂与水、醇发生反应。

络合物为:二、格氏试剂在有机合成中的应用格氏试剂烷基卤化镁(或称有机镁卤化物)RMgX,是含有C—Mg键的金属有机化合物,它的C—Mg键是高度极性的共价键(Rδ-:Mgδ+X ),富电子的碳(潜在的R-离子)具有很强的碱性和和亲核性。

所以它既是一个极强的碱,又是一个很强的亲核试剂,化学性质极为活泼。

格氏试剂是有机合成化学中最有价值、最多能的有机化学试剂之一,应用相当广泛,例如,Harry Adams等[1]报道了P手性磷氧化物的对映选择性合成;Andrew J.Eberhart 等[2]报道了芳基和杂芳基亚砜的亲核邻位烯丙基化;Eiji Shirakawa 等[3]报道了芳基格氏试剂与芳基碘化物或溴化物发生的交叉偶联反应,此反应是通过S1途径进行的,并给出了其机理;RNAlejandro Ramirez 等[4]报道了用格氏试剂对介孔硅进行功能化,期间形成了Si-H键,并且提出了一种可能的机理;Te—Fang Yang等[5]研究了格氏试剂促进甲酰冰片和异冰片的选择性扩环和烷基化,这是一种产生高度取代环戊烷的新路线。

1.过渡金属催化格氏试剂的交叉偶联反应现代有机合成化学的要求为:(1)反应在温和的条件(温度、压力)下进行;(2)反应具有良好的选择性(包括化学选择性、区域选择性、立体选择性);(3)将化学计量反应转化为催化反应;(4)降低三废污染,减少公害。

而这正是有机过渡金属化学可以发挥作用的地方,为达到这些要求提供了重要手段[6 ]。

在现代的有机合成中过渡金属催化偶联反应是形成C(sp2)-C和C(sp3)-杂键的重要反应类型。

近年来,由于其简洁、高效并且经济,已经成为合成化学中不可缺少的有效途径,在除草剂、药物分子、液晶材料、天然产物、聚合物、染料等各种有机物合成方面都有着广泛的应用,并为社会带来了非常显著的经济效益。

Surya Prakash Singh等[7]报道了格氏试剂和烷基卤化物或对甲苯磺酸酯的交叉偶联反应,含有镍和钯的钙钛矿(LaFe0.8Ni0.2O3(LFN0)和LaFe0.95Pd0.05O3(LFPO))在共轭二烯存在的条件下可以用作此反应的有效催化剂。

此反应用1%(摩尔分数)的含镍和钯的钙钛矿催化剂就能在室温下或者更低的温度下进行,并且钙钛矿可以重复利用而活性没有明显的降低。

Ning Liu 等[8] 报道了一系列镍的氨基螯合物对于Kumada交叉偶联反应的催化作用,经过测试发现镍的P、N、O螯合物对芳基、杂芳基和乙烯基氯化物与芳基格氏试剂的交叉偶联反应表现为活性催化剂,如图1所示。

这些反应能够在室温下发生,并且在LiC1和ZnC1。

添加剂的帮助下能容纳芳基氯化物中的官能团。

图1 芳基、杂芳基和乙烯基氯化物与芳基格氏试剂的交叉偶联反应2.格氏试剂对α,β-不饱和羰基化合物的共轭加成共轭加成反应是构造碳-碳键或碳-杂键的一种非常有用的方法[9],α,β-不饱和酮含有2个官能团,因而反应活性很高,其中很多化合物是重要的医药和农药中间体[10]。

Matthieu Tissot等[11]。

报道了格氏试剂对聚乙烯共轭环烯酮的不对称共轭加成反应,该反应形成了1个不寻常选择性的1,4加成产物。

此方法所用的催化剂体系包括三氟甲基磺酸铜和一个NHC配体。

Xiufang Cao 等[12]报道了基于手性助剂,即格氏试剂的共轭加成研究。

通过手性助剂来引入手性是制备一系列具有光学活性的有机化合物的有效方法。

Xiufang Cao等提到,相对来说之前很少有芳基取代的α,β-不饱和羰基化合物被应用在这个领域,因此,研究者们报道了一系列芳基取代的α,β-不饱和羰基化合物和一系列格氏试剂的一种高度特定选择和非对映异构的共轭加成反应。

所得到的产物能够进一步转化为手性酮类、醇类、醛类和羧酸,这些化合物在不对称合成中是很重要和有用的中间体。

Anthony J.Pearson 等[13]报道了格氏试剂对环戊二烯酮的立体选择性共轭加成,他们使用格氏试剂与在α,α´位有三甲硅烷基、β,β´位有羟乙基的环戊二烯酮发生共轭加成,发现产物具有很好的立体选择性。

3.格氏试剂在含氮化合物合成中的应用现代医学和新材料对特殊含氮化合物的需求日益多样化,而应用格氏试剂合成特殊含氮化合物已成为满足相关应用需求的简捷高效的重要技术手段。

Yusuke Mizutani等[14]报道了格氏试剂对α-肟酯的双亲核N-烷基化,通过此方法,各类N,N-二烷基化的α-氨基酸在15 min之内被成功合成出来。

Hans Andersson等[15]报道了用i-PrMgC1和吡啶N-氧化物发生加成反应生成一种选择性的邻位金属化物,其可以和各种各样的亲电试剂反应生成2-取代的吡啶N-氧化物。

此外,通过一种双金属催化交叉偶联,此种金属化吡啶N-氧化物可以直接被芳基化。

Hans Andersson 等[16]报道了用格氏试剂和吡啶N-氧化物发生快速加成生成立体选择的正烷肟。

该反应提供了一种有效制备取代烯烃的方法,这种取代烯烃具有立体化学性,而且还可以作为活性部分或者作为通用的合成中间体。

Caroline Roe等[17]采用一锅法以5种成分(氧噻唑烷、苯基溴化镁、双(三甲基硅烷基)酰胺锂、醛和格氏试剂)合成了手性非外消旋的胺类化合物或亚磺酰胺类化合物。

该方法产率很高而且具有很高的立体选择性。

Fang Zhang 等[18]报道了通过格氏试剂和硝基氮氧化物的反应来对硝基氮氧化物进行芳基化和烷基化。

对于4-硝基N-氧化物,芳基化发生在2或6位置,然而烷基化发生在3位置。

三、结语与展望尽管目前各种新型格氏试剂不断被开发并获得广泛应用,但推广格氏试剂的工业应用还需做大量深入仔细的研究工作:(1)需进一步开发应用Fe、Co、Mn 等廉价、低毒或无毒的新型过渡金属催化格氏试剂,扩展其在偶联反应方面的应用范围,降低产业化成本,并提高其工程应用的技术安全性和环境安全性;(2)需开发对湿气和氧气敏感度不高且反应剧烈程度易于控制的特种格氏试剂,并加大其在国防军工级尖端科技领域所需新材料开发中的工程应用;(3)应加强新型格氏试剂在特种含氮药物(或药物中间体)或分子结构复杂的天然化合物合成领域的应用水平,更好地满足医药、食品和化妆品产业的发展需求。

参考文献:[1]Harry Adams,Rebecea C Collins,Simon Jones,et a1.Enantioselective preparation of p-chiral phosphine oxides[J].Org Lett,2011,13(24):6576 [2]Andrew J Eberhart,Jason E Imbriglio,David J Procter.Nu-cleophilic ortho allylation of ary1 and heteroaryl sulfo-xides[J].org Lett,2011,13(21):5882[3]Eiji Shirakawa,Yumi Hayashi,Ken-ichi Itoh,et a1.Cross-coupling of aryl grignard reagents with aryl iodides and bromides through S1RN pathway[J].Angew Chem Int Ed,2012,124(1):222[4]Alejandro Ramirez,Ligia Sierra,Benedicte Lebeau,et a1.Formation of Si-H groups during the functionalization of mesoporous silica with Grignard reagents[J].Microp Mesop Mater,2007,98(1-3):115[5]Te-Fang Yang,Zhong-Nian Zhang,Chih-Hao Tsenget a1.Grignard reagent-promoted selective ring expansion and alkylation of formyl borneol and isoborneol:A new route to highly substituted cyclopentanes [J].Tetrahedron Lett,2005,46(11):1917[6]孙晓利,张生勇,郭建权.有机合成中的过渡金属催化剂[J].化学教育,1991(5):5[7]Surya Prakash Singh,Takanori Iwasaki,Jun Terao,et a1 .Cross-coupling of Grignard reagents with alkyl halides or tosylates by the use of nickel or palladium containing perovskite[J].Tetrahedron Lett,2011,52(7):774[8]Liu Ning,Wang Zhong xia.Kumada coupling of aryl,hetero aryl,and vinyl chlorides catalyzed by amido pincer niekel complexes[J].J Org Chem,2011,76(24):10031[9]Takai K,Oshima K,Nozaki H.Stereoselective epoxidation of allylic alcohols and dehydrogenative oxidation of secondary alcohols by means of t-butyl hydroperoxide and aluminium regents[J].Bull Chem Soc Jpn,1983,56(12):3791[10]李英奇,彭雨春,刘建兵.α,β-不饱和酮与金属有机试剂的不对称共轭加成反应的研究进展[J].精细化工中间体,2005,35(1):13[11]Matthieu Tissot,Daniele Poggiali,Helene Henon,et a1.Formation of quaternary stereogenic centers by NHC-Cu-catalyzed asymmetric conjugate addition reactions with Grignard reagents on polyconjugated cyclic enones [J].J Chem Eur,2012,18(28):8731[12]Cao Xiu fang,Liu Fang,Lu Wenchang,et a1.Regio- and dia-stereoselective conjugate addition of Grignard reagents to aryl substituted α,β-unsaturated carbonyl compounds derived from Oppolzer’s sultam[J].Tetrahedron,2008,64(24):5629[13]Anthony J Pearson,John D Protasiewicz,James Updegraff,et a1.Stereoselective conjugate additions of Grignard reagents to cyclopentadienones[J].Tetrahedron Lett,2007,48(31):5569[14]Yu suke Mizutani,Hiroki Tanimoto,Tsumoru Morimoto,et a1.Double nucleophilic N-alkylation of moxime-esters with Grignard reagents[J].Tetrahedron Lett,2012,53(44):5903[15]Hans Andersson,Magnus Gustafsson,Roger Olsson,et a1.Selective synthesis of 2-substituted pyridine N-oxides via directed ortho-metallation using Grignard reagents[J].Tetrahedron Lett,2008,49(48):6901[16]Hans Andersson,Xiaoyang Wang,Mikael Bjorklund,et a1.Reaction of pyridine N-oxides with Grignard reagents:Astereodefined synthesis of substituted dienal oximes[J].Tetrahedron Lett,2007,48(39):6941 [17]Caroline Roe,Heather Hobbs,Robert A Stockman.One-pot synthesis of chiral nonracemic amines[J].J Org Chem,2011,76(22):9452[18]Zhang Fang,Duan Xinfang.Facile one-pot direct arylation and alkylation of nitropyridine N-oxides with Grignard reagents[J].Org Lett,2011,13(22):6102。

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