醛和酮:羰基加成
格氏加成
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格氏试剂(Grignard reagent)是有机化学中搭建碳骨架最有力的工具之一:一种有机镁化合物 R-Mg-X,由卤代烷或卤代芳烃与金属镁在干燥乙醚中反应制得。其妙处在于与镁相连的碳被极化得“反了过来”:由于碳比镁更负电性,那个碳带部分负电荷,表现得像碳负离子,一种碳亲核试剂。
当格氏试剂遇上羰基,那个亲核的碳进攻缺电子的羰基碳,锻造出一根全新的碳碳键。C=O 的电子作为烷氧负离子移到氧上(以镁为反离子),最后的水相后处理把它质子化为醇。产物类型取决于羰基:甲醛给出伯醇,其他任何醛给出仲醇,酮给出叔醇。有机锂试剂(R-Li)做的是同样的化学,只是更活泼。
格氏加成基本上是不可逆的、进行到底的,不像水或醇那些较温和的平衡加成。这份威力伴随着严格的限制:碳负离子同时是强碱,所以任何酸性质子(包括 -OH、-NH、-COOH,乃至空气中的水)都会把它摧毁。因此格氏化学要求一丝不苟的干燥、非质子条件,以及不含酸性氢的底物(否则那些基团必须先被保护)。
CH3MgBr(甲基溴化镁)加丙酮,经水相后处理后,给出 2-甲基-2-丙醇(叔丁醇):甲基与酮碳成键,生成一个叔醇。
格氏试剂把一个碳亲核试剂加到 C=O 上,搭建出新的 C-C 键和一个醇。
格氏试剂既是亲核试剂又是强碱,所以任何酸性的 O-H、N-H 或 COOH(甚至潮气)都会在它加成之前以简单的质子化把它毁掉。一切都要绝对干燥。
又称
另见