

乙烯基溴化鎂(Vinylmagnesium Bromide)作為有機合成中重要的格氏試劑,與其他常用格氏試劑(如烷基溴化鎂、烯丙基溴化鎂、苯基溴化鎂等)相比,在反應性和應用上存在顯著區(qū)別,主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
1. 親核性與反應活性:
* 乙烯基溴化鎂: 乙烯基是 sp2 雜化的碳負離子等價體,其親核性弱于典型的烷基格氏試劑(如甲基溴化鎂、乙基溴化鎂)。這是因為 sp2 雜化碳的電負性比 sp3 雜化碳大,負電荷離域到相鄰的碳原子上(盡管共振貢獻有限),導致其親核性相對較低。它對空間位阻也相對更敏感。
* 烷基溴化鎂 (RMgBr): 烷基是 sp3 雜化的碳負離子等價體,親核性強,是進行親核加成(如與羰基化合物)和親核取代(如與鹵代烴)最常用的格氏試劑。
* 烯丙基溴化鎂 (CH?=CH-CH?MgBr): 烯丙基具有獨特的穩(wěn)定性(烯丙基位),其親核性通常介于烷基和乙烯基之間。它更容易發(fā)生 SN2' 反應(共軛加成),而不僅僅是簡單的 SN2 反應。
* 苯基溴化鎂 (PhMgBr): 苯基也是 sp2 雜化,親核性弱于烷基但通常強于乙烯基(苯環(huán)的共軛體系使其負電荷離域程度更高,穩(wěn)定性更好,反應性降低)。它對空間位阻非常敏感。
2. 與羰基化合物的加成反應:
* 乙烯基溴化鎂: 與醛、酮反應,生成烯丙醇類化合物(R1R2C(OH)CH=CH?)。這是合成具有末端乙烯基官能團醇類的重要方法。該雙鍵位置固定,不會異構化。
* 烷基溴化鎂: 與醛、酮反應生成仲醇或叔醇(R1R2C(OH)R)。
* 烯丙基溴化鎂: 與醛、酮反應主要生成高烯丙醇(R1R2C(OH)CH?CH=CH?)。由于烯丙基體系的特點,它也可能發(fā)生 SN2' 反應,但通常加成到羰基碳上占主導。
* 苯基溴化鎂: 與醛、酮反應生成芐醇衍生物(R1R2C(OH)Ph)??臻g位阻效應更明顯,尤其與位阻大的酮反應可能較慢或不完全。
3. 雙鍵特性與后續(xù)反應:
* 乙烯基溴化鎂: 其反應產(chǎn)物(烯丙醇)含有末端乙烯基(-CH=CH?)。這個雙鍵非常有用,可以進行多種后續(xù)轉化,如氫化(得飽和醇)、羥汞化/脫汞(得甲基酮)、硼氫化-氧化(得 1,2-二醇)、環(huán)氧化、聚合等。產(chǎn)物雙鍵位置確定。
* 烯丙基溴化鎂: 其產(chǎn)物(高烯丙醇)含有內部雙鍵(-CH?CH=CH?)。雖然這個雙鍵也可進行后續(xù)反應,但位置與乙烯基產(chǎn)物不同。
* 烷基/苯基溴化鎂: 產(chǎn)物通常不含額外的雙鍵(除非 R 本身含雙鍵),后續(xù)轉化主要依賴羥基官能團。
4. 副反應與選擇性:
* 乙烯基格氏試劑相對穩(wěn)定,不易發(fā)生烯醇化等副反應(與某些 α-碳上含酸性氫的格氏試劑不同)。
* 在共軛加成方面,乙烯基格氏試劑對 α,β-不飽和羰基化合物通常進行1,2-加成(直接加到羰基碳上),生成不飽和醇。而銅鹽催化的烷基格氏試劑則傾向于進行1,4-加成(共軛加成)。烯丙基格氏試劑在無銅鹽時也主要進行1,2-加成。
* 乙烯基格氏試劑對空氣和水分的敏感性與其他格氏試劑類似,都需要在無水無氧條件下操作。
總結:
乙烯基溴化鎂的核心價值在于其作為“乙烯基負離子”合成子的獨特能力。與烷基、烯丙基、苯基格氏試劑相比,其親核性較弱,但對空間位阻敏感。它最重要的應用是與醛酮反應,高選擇性地合成含有末端乙烯基的烯丙醇類化合物。這個末端乙烯基為產(chǎn)物的進一步衍生化提供了關鍵位點,使其在復雜分子(如天然產(chǎn)物、藥物分子)的合成中具有不可替代的地位。選擇乙烯基溴化鎂而非其他格氏試劑,主要取決于目標產(chǎn)物中是否需要精確引入一個末端雙鍵結構單元。
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