醛和酮:羰基加成

格氏加成

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格氏試劑(Grignard reagent)是有機化學中搭建碳骨架最有力的工具之一:一種有機鎂化合物 R-Mg-X,由鹵代烷或鹵代芳烴與金屬鎂在乾燥乙醚中反應製得。其妙處在於與鎂相連的碳被極化得「反了過來」:由於碳比鎂更負電性,那個碳帶部分負電荷,表現得像碳負離子,一種碳親核試劑。

當格氏試劑遇上羰基,那個親核的碳進攻缺電子的羰基碳,鍛造出一根全新的碳碳鍵。C=O 的電子作為烷氧負離子移到氧上(以鎂為反離子),最後的水相後處理把它質子化為醇。產物類型取決於羰基:甲醛給出伯醇,其他任何醛給出仲醇,酮給出叔醇。有機鋰試劑(R-Li)做的是同樣的化學,只是更活潑。

格氏加成基本上是不可逆的、進行到底的,不像水或醇那些較溫和的平衡加成。這份威力伴隨著嚴格的限制:碳負離子同時是強鹼,所以任何酸性質子(包括 -OH、-NH、-COOH,乃至空氣中的水)都會把它摧毀。因此格氏化學要求一絲不苟的乾燥、非質子條件,以及不含酸性氫的底物(否則那些基團必須先被保護)。

CH3MgBr(甲基溴化鎂)加丙酮,經水相後處理後,給出 2-甲基-2-丙醇(叔丁醇):甲基與酮碳成鍵,生成一個叔醇。

格氏試劑把一個碳親核試劑加到 C=O 上,搭建出新的 C-C 鍵和一個醇。

格氏試劑既是親核試劑又是強鹼,所以任何酸性的 O-H、N-H 或 COOH(甚至潮氣)都會在它加成之前以簡單的質子化把它毀掉。一切都要絕對乾燥。

又稱
RMgX additionorganometallic addition格利雅反应格氏反应