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格氏試劑在有機合成中的使用注意事項

來源:吉林凱美化學科技有限公司   2021年08月17日 08:44  
1912年,法國化學家格利雅(Victor Grignard)因發現了有機鎂試劑及其參與的反應在有機合成中的應用而獲得了諾貝爾化學獎,因此有機鎂試劑也稱為格氏試劑,格氏試劑參與的反應被稱為格氏反應,這也是眾多化學黨們學習的經典人名反應。
格氏試劑是格利雅試劑的簡稱,以發現者V.A.Grginard名字命名。性質很活潑,易與水、二氧化碳、醇、醛、酮、酯、胺以及環氧化合物等反應,生成各種類型的有機化合物,產率一般均較高。通式為RMgX,R是烷基、芳基或別的有機基,X是氯、溴、碘。例如CH3MgI、C2H5MgBr和C6H5MgCl(Br)的醚溶液等。格氏試劑是有機合成化學中的重要試劑,在元素有機化合物合成中也有廣泛應用。使用時要嚴格防止與濕空氣接觸,并注意著火的危險。

格氏試劑在化學反應中應用廣泛。

在制備格氏試劑和做反應的時候,玻璃儀器一定要干燥,需要事先烘干除水,反應全程在惰性氣體氛圍下進行,除此之外,以下幾點還需要著重注意:

01 Mg的選擇

  • 盡量不要用鎂粉,一是反應太劇烈,二是鎂粉表面容易形成氧化膜,不利于格氏試劑生成;
  • 盡量用鎂屑,預處理方法:用百分之十的鹽酸洗刷后立即抽濾,再用丙酮沖洗,真空干燥,氮氣保護下保存,備用。

02 引發

  • 可用碘單質、或者制備好的格氏試劑作為引發劑;
  • 溫度對于引發非常重要,在室溫下引發,不加引發劑的時候,直接加入少量鹵代烴的溶液,如果觀察到反應液變渾濁并且溫度上升,則表明引發成功。如果沒有成功引發,可稍微加熱一下,也可以再加入引發劑引發,比如加入碘單質,并用吹風機稍加熱;
  • 引發的時候可以先只加引發劑,觀察到溫度明顯上升后,待冷卻下來再加入鹵代烴。

03 格氏試劑的制備

  • 引發后生成格氏試劑的時候,溫度會明顯升高,高溫下容易發生偶聯,注意控制溫度在合適的范圍內,對于活性比較高的鹵代物,一般控制在0-20度;
  • 鹵代物使用之前先純化,在加入到反應體系之前,一定要用反應溶劑稀釋8-10倍后(質量比、體積比均可,重點是要稀釋),再用恒壓漏斗緩慢滴加;
  • 鹵代物加入的時候要劇烈攪拌,將鎂表面形成的格氏試劑沖刷到反應溶液中;
  • 滴加不要過快,控制滴加速度,具體的滴加速度根據反應體系的溫度實時調整,一般不要超過2秒1滴。

04 溶劑

  • 反應使用的溶劑需為無水溶劑,Adamas可提供相應的無水超干溶劑。
  • 格氏反應一般以四氫呋喃為溶劑,選取四氫呋喃,因為沸點較高;
  • 在一些四氫呋喃會同反應產物絡合的場合,需要使用烴類溶劑,但引發較為困難,需要耐心等待,相比而言,使用甲苯作為溶劑引發會快很多,但甲苯沸點太高,不易除去;
  • 如果鹵代烴含有雙鍵的時候,使用己烷作為溶劑,防止雙鍵交聯。

05 淬滅

格氏反應結束后,剩余的格氏試劑要進行淬滅,一般用水、冰醋酸、飽和氯化銨溶液等,各有優缺點。
  • 對有機物的后處理來說,用飽和氯化銨溶液收率高、殘留少、淬滅反應溫和,但含氮的廢水不好進行環保處理;
  • 用冰醋酸處理,產生的廢水方便環保處理,淬滅反應溫和,但冰醋酸會有殘留可能會影響到后面的反應;
  • 用水處理的話,比較簡單,但反應劇烈,升溫很快易產生副反應。

06 萃取

反應結束、淬滅之后就可以萃取了,萃取溶劑首先考慮溶劑對產物的溶解度,之后再考慮溶劑沸點等其他因素,常用的萃取溶劑有乙酸乙酯、二氯甲烷等,二氯甲烷后續濃縮除去溶劑比較方便,但萃取的時候容易發生乳化現象,這時候就需要師兄師姐們的豐富經驗來解圍了。






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