Grignard反应（格氏反应）

0
1581

A+

格氏试剂是有机合成中应用最为广泛的试剂之一，它是1901年由法国化学家格林尼亚(Victor Grignard)发现的，他因此而获得1912年诺贝尔化学奖。卤代物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)。格氏试剂作为亲核试剂可以与醛、酮、羧酸等化合物发生加成反应，这类反应被称作格氏反应(Grignard Reaction)。

格氏试剂生成的活性顺序：

当卤素相同时：烯丙基卤代烃>叔卤代烷>仲卤代烷>伯卤代烷>卤代芳烃（R·自由基越稳定则越易形成，反应越容易进行）。当烷基相同时 R-I > R-Br > R-Cl。由于碘代烷最贵，而氯代烷的反应性最差，所以，实验室中常采用反应性居中的溴代烷来合成格氏试剂。格氏试剂非常活泼，可以和空气中的氧、水、二氧化碳发生反应。因此，在制备时，除保持试剂的干燥外，还应隔绝空气。格氏试剂是有机合成中非常重要的试剂之一。制得的格氏试剂不需分离即可直接用于有机合成。

试剂的制备：

×在乙醚中，直接用镁屑跟卤代烷反应。活泼卤代烷可直接加热引发，不太活泼的卤代烷可加入少量碘或者1,2-二溴乙烷来引发。如果反应液呈现混浊状并且温度上升，表明反应已经开始。如果没有产生上述现象，则需要继续加入一点引发剂，可稍稍加热，温度不能过高。反应开始后，应该停止加热，因为这个反应为放热反应。引发后温度会较高，容易发生偶联，应降低温度。

通常情况下，当卤代化合物不太活泼时，也可以用活性较高的格式试剂通过交换来制备。

É在格氏试剂制备的过程中，无水是最重要的反应条件，否则会使生成的格氏试剂水解而失活，所以要用无水溶剂，反应体系应该用惰性气体保护。镁的使用也要注意。一般采用纯Mg条或者镁屑以减少副反应的发生，纯度低的Mg会降低格氏试剂的产率长期放置的镁条要先用稀盐酸除去表面的氧化膜，然后依次用乙醇与乙醚洗涤后干燥，用量一般为过量5%-10%。格氏试剂也可以与氧气、CO2反应,所以也应该避免。

反应机理

É在反应液中格氏试剂不只是以RMgX的形式单独存在，而是R：Mg，MgX ，(RMgx)n等多种物质的混合物，各物质在溶液中存在动态平衡。通常情况下，大部分的格氏试剂在溶剂中以四面体和三角双锥分子结的形式存在。

格氏试剂的制备机理是通过单电子转移（SET）过程实现的，反应是在镁金属表面实现的。格氏试剂和羰基化合物的反应，可能是通过两种机理实现：协同反应机理和自由基单电子转移机理。低电子亲核力的底物和格氏试剂反应是通常是经过环状过渡态进行协同反应机理进行。空间位阻较大的底物和大位阻格氏试剂（CMg键较弱）更倾向于进行自由基机理，格氏试剂向底物进行电子转移引发反应。