（有机化学专业论文）有机锌试剂在有机合成中的若干应用.pdf

摘要 摘要 有机锌试剂是最早发现的有机金属试荆之一。出于有机锌试剂反应活性较 低，使其具备良好的官能团兼容性，很高的化学、区域和立体选择性等优点。此 外，有机锌试剂可以和许多过渡金属盐或配合物发生金属交换反应得到活性高的 有机过渡金属试裁，可与多种亲电试剂反应。 本论文主要研究了有机锌试剂在碳链延长和c c 键 1 ，2 迁移反应中的应 用。此外，还研究了王，2 二取代环孬醇在各种条件下的开环反应。 本论文共分五章。 第一章：有机锌试剂的制备及其在有机合成中的应用 首先对有机锌试剂的发展作了简要的介绍，然后主要就宫能团化有机锌试剂 的制备及其在有机合成中的应用作了详细的综述。 第二章：研究了有机锌试剂在一二酮的扩环和碳链延长反应中的应用 本章研究了有机锌试剂f 3 c c 0 2 z n c h 2 i 促进的d 一二酮发生扩环和碳链延长的 反应，以中等偏上的产搴待到碳链延长豹7 一二酮。在过量的混合有视锌试剂条件 下，p 一二酮能够发生碳链延长环丙烷化反应，高产率和立体专性地得到 抛嬲_ 王，2 一二取代的环丙醇。同时，我们还研究了取代基团的电子效应和位隰效 应对反应产率和区域选择性的影响。 第三章：研究了有机锌试剂在扩溴代酮a l d o l 缩合和c c 键 1 ，2 迁移反应 中的应用 本章开发出种以仪一溴代酮为原料，在f u r u l c a 、张试剂脱n c h 2 i 作用下制备 多一二酮的新方法。在温和的实验条件下，芳香的伐一溴代甲基酮可以缀好地转纯 为p 一二酮。该反应是通过a 一溴代酮的r e f o 肌a t s k y 型反应和c c 键 1 ，2 迁移进行 的。对于脂肪的貔一溴代酮，根据反应底物的不震，分别以中等产率得到2 ，4 一二取 代的呋喃和l ，2 二取代的环丙醇，其立体化学是c f s 一构型。根据实验结果，我们 提出了该反应的可能枧理。 第四章：报道了e t 2 z n 在d 一演代醇s e m i p 缸t c o l 重排反应中的应用 本章详细地研究了e t 2 z n 促进的p 一溴代醇s e m i p i n a c o l 重排生成酮羰基化合物 的反应，根据底物p 一溴代醇的不同，可以高产率地获得扩环和缩环的羰基化合物。 该反应有以下优点，反应条件温和、转化率高、官能团的兼容性和低于化学计量 的反应试剂等。 第五章：研究了1 ，2 一二取代环丙醇在铜( i i ) 盐、酸以及碱作用下的开环反应 本章详细地研究了融s 一二酮制备的王，2 一二取代环丙醇在硝酸铜、对甲苯磺酸 i 摘要 以及氢氧化钠作用下的开环反应。硝酸铜作用的二取代环丙醇的开环反应，高区 域选择性地发生“a ”键断裂，得到a 亚甲基1 _ 二二酮；在二氯甲烷溶剂中，用对 甲苯磺酸促进二取代环丙醇开环反应，得剿主要产物是o 一荦基一r 二酮，同时得 到少量的6 一二酮；当对甲苯磺酸促进的二取代环丙酵开环反应在甲醇溶剂和回流 的条件下进行，高产率地得到2 ，3 ，5 一三取代呋喃；在氢氧化镳条件下，取代环丙 醇开环反应优先发生在“b 键位置，生成的主要产物是6 一二酮。 通过对有机锌试剂参与的一二酮的碳链延长反应、程一溪代酮的a l 如l 缩合和 c c 键 1 ，2 迁移反应以及仪一溴代醇的s e m i p i n a c o l 重排反应的研究，我们拓展了 有机锌试剂在有机合成中的应用范围，这些新的合成方法有望在一些领域比如制 药学和天然产物的全合成中有特殊的应用。 关键词：有机锌试剂二酮 扩环和碳链延长貔一滨代酮f 溴代醇 半频 那醇重排护a 瑚一1 ，2 二取代的环丙醇c 括一l ，2 一二取代的环丙醇 开环反应 i i a b s t r a c t a b s t r a c t o 玛印o z i n cr e a g e n ti so n eo fm ee a r l i e s tp r e p a r e do 玛a i l o m e t a l l i c si i lo 唱a n i c s y n t l l e s i s o r g a n o z i i l cr e a g e n t sh a _ v ea l r e a d yr e p r e s e n t e dm a n ya d v a n t a g e s ，s c h 嬲 e x c e l l e n t 如n c t i o n a l i 锣c o m p a t i b i l i t ) ，l l i g hc h e m o s e l e c t i v i 够，r e g i o s e l e c t i v i 哆a n d s t e r e o s e l e c t i v i t ) ，e t c ，证o r g a n i cs y n t h e t i cc h e i l l i s t 叮b e c a u s eo ft h e i rl o wr e a c t i v i 够 a d d i t i o n a l l y ，m e ya l s oc a nm l d e 唱。仃a n s m e t a l a t i o n 试也a 谢e t yo ft r 锄s i t i o nm e t a l s a 】t so rc o m p l e xl e a d i n gt 0n e wt r a n s i t i o nm e t a lc o n l p o u n d s ，a r l dt h er e s u l t i n g o r g a n o m e t a l l i c sc a nr e a c tw i t hm 烈l y0 r g a n i ce l e c t r o p h i l e s t h em a i nw o r kp r e s e n t e di i lt l ：l i sd i s s e n l t i o ni sf o c u s e do nt 1 1 ea p p l i c a t i o no f o 唱a n o z i i l cr e a g e n t si i lm ec h a i n - e x t e n s i o nr e a c t i o no 邛d i k e t o n e sa n dc cb o n d 【1 ，2 】 m i 伊a t i o n a d d i t i o n a i l y ，硒i 培一o p e n i i l gr e a c t i o n so f1 ，2 d i s u b s t i t l l t e dc y c l o p r o p a l l o l s 、a sa l s or e s e a r c h e du n d e rd i n e r e n tc o n d i t i o n s t h i sd i s s e r t a t i o ni i l c l u d e sf i v ec h a p t e r s c h a p t e ro n e ：p r 印a r a t i o na n da p p l i c a t i o no fo 唱a n o z i n cr e a g e n t si no 增a n i c s y n t h e s i s i nm es e c t i o n ，ab r i e fm 【r o d u c t i o no fm ed e v e l o p m e n to fo 玛a n o z i n cr e a g e m si i l o 玛a j l i cs y n t h e s i s 、v a sg i v e n ，a i l dm e nr e v i e w e di 1 1d e t a i lo nm ep f e p 觚l t i o na n d a p p l i c a t i o no f 如n c t i o n a lo 唱a i l o z i n cr e a g e n t si i lo r g a n i cs y 毹h e s i s c h a p t e rt w o ：i n v e s t 王g a t e d t h ea p p l i c a t i o no fo 珞a n o z i n cr e a g e n ti i l 也e r i n g - e x p a n s i o na n dc h a i n e x t e n s i o nr e a c t i o no fd d i k e t o n e s i nt l l i s c h a p t e r ，、) i ，er 印o n e das i m p l e a n de 伍c i e n t r i n g e x p a n s i o n 跚l d c h a i n e x t e n s i o nr e a c t i o no fp d i k e t o n e si i lt 1 1 e p r e s e n c eo fo 唱a n o z i n cr e a g e m f 3 c c 0 2 z n c h 2 it of 0 皿t h ec o r r e s p o r l d i n gp r o d u c 士s 丫一d 呔e t o n e si nm o d e r a t et og o o d y i e l d s u i l d e rt l l ee x c e s sa r 】u m so fm i x t u r eo 玛a i l o z i n cr e a g e n t s ，p d i k e t o n e s 、加u l d u i l d e r g oc h 咖- e x t e n s i o r l c y c l o r 叩a n a t i o nr e a c t i o nt o 硼o r d 抛m l ，2 一d i s u b s t i t u t e d c y c l o p r o p a n o l sw i t hg o o dy i e l d sa n dl l i 班d i a s t e r e o s e l e c t i v i t y a tm es a m et i m e ，、阳 i l a v ea j s oi n v e s t i g a t e d 也ei n n u e n c eo ft 1 1 ee l e c t r i ce f f l e c ta n ds t e r i ch i n d r a n c ee f f e c to f t h es u b s t i t u e m st ot h ey i e l d sa n dr e g i o s e l e c t i v i t y c h a p t e rt h r e e ：r e p o n e dt h ea p p l i c a t i o no fo 玛a n o z i n cr e a g e n te t z n c h 2 ii nn l c a l d o ls e l c o n d e n s a t i o na n dc cb o n d 【1 ，2 】m i 伊a t i o no f 仅b r o m ok e t o n e s i nt i l i sc h 印t e r ，、eh a v ed e v e l o p e dan o v e lm e t h o d o l o g yf o rt h es y n t h e s i so f p d i k e t o n e s 行o ma r o m a t i ca b r o m ok e t o n e si i lt h ep r e s e n c eo ff 哪k a 、r e a g e n t i i i a b s t r a c t u 1 1 d e rm i l dc o n d i t i o i l s t h ep r e s e n tt r a n s f o m a t i o ni s p r o p o s e dt op r o c e e dv i aa r e f o 肌a t s k y t y p er e a c t i o no f 攫一b r 。m 0k e 0 n e s ，f o l l o w e db yc cb o n d 1 ，2 m i g r a t i o n o ft h ea l d o l a t ei n t e 吼e d i a t et o g i v ep d i k e t o n e si nm o d e r a t et og o o dy i e l d s 、再，h ! e n e x t e i l d e dt 1 1 es y n m e t i cp r o c e d u r et 0 a l i p h a t i cq b r o m o m e t h y lk e t o n e s ，m ed e s i r e d p - d i k e t o n e s 、r e i l o t o b t a j n e d ， a tt h es a i l l e t i m e ，2 ，4 d i s u b s t i t u t e df - 砒a n so r l ，2 一d i s u b s t i t u t e dc y c l o p r o p a n o l sw e r e 氨瑚e di nm o d e r a t ey i e l d s a n dm er e l a t i v e s t c h e m i s t l y o f廿l es u b s t i t u e n t so nt h e c o r r e s p o n d i n gc y c l o p r o p a n o i sw a s a b s o l u t e l yc 西a n dap l a u s i b l em e c h a n i s mw a sp r o p o s e d a c c o r d i n g t 0o u r e x p e r i m e n t a lr e s u l t s c h a p t e r f o u r ：d e s c r i b e dt h e a p p l i c a t i o n o fe t 2 z ni nt h es e m i p i n a c 0 1 r e 跏g e m e n to fp - b r o m o h y d r i i l s i nt h i sc h a p t e r ，w es t u d i e dt h es e m i p i n a c o ir e a r r a l l g e m e n to fp b r o m o h y d r i n s p r o m o t e db ye t 2 z nt oo b t a i nc a r b o n y lc o m p o u n d s av a f i e t yo fr i n g e x p a n s i v ea n d c o n t r a c t i v ec a r b o n y lc o m p o u i l d sw e r eo b t a i n e di ng o o dt oe x c e l l e n t 妒e l d s a c c o r d i n g t ot h ef - e a t u r eo ft h es t a f t i n gp - b r o m o h y d r i n s t h ea d v a l l t a g eo ft h i sr e a c t i o ni n c l u d e s a sf o l l o w s ：m i i dr e a c t i o nc o n d i t i o n s ，h i 曲e 伍c i e n c ya n dg o o dy i e l d ，f h c t i o n a l i t y t o l e r a l l c ea n ds u b s t o i c h i o m e t f i c 锄o u i l lo f o r g a n o z 至n cr e a g e n te t c c h a p t e rf i v e ：i 沁s e a r c h e dt l l er i n g o p e n j n gr e a c t i o n so f1 ，2 d i s u b s t i t u t e d c y c l o p r o p a n o l si nt h ep r e s e n c eo fc o p p e r ( i i ) s a l t ，a c i da n db a s e i nm i sc h a p t e r ，m er i n g o p e n i n gr e a c t i o i l so fl ，2 一d i s u b s t i t u t e dc y c l o p r o p a n o l s ， p f e p a r e d 沁mp d i k e t o n e s ，m e d i a t e db yc u ( n 0 3 ) 2 ，夕t s o h ，a n dn a 0 h 、v e r e i n v e s t i g a t e di nd e t a i l r m g o p e n i n go f1 ，2 一s u b s t i t u t e dc y c l o p r o p a n o l sp r o m o t e db y c u ( n 0 3 ) 2g a v ea - m e t h y l e n e p - d i k e t o n e si n9 0 0 dy i e l d sw i 也h i g hr e g i e o s e l e c t i v e c l e a v a g eo ft h ec y c l o p r o p a n ea tt 1 eb o n d “a ”7 r h er e a c t i o n si n d u c e db yp t s o hi n c h 2 c 1 2a f i f o r d e d0 【一m e t h y l p d i k e t o n e sa st h em 勾o rp r o d u c t s 、i t hm i n o r 锄o u n t so f 6 d i k e t o n e s t h e2 ，3 ，5 一t r i s u b s t i t u t e df m a n sw e r eo b t a i n e di nh i 曲y i e l d s ，h e nt 1 1 e r i n g o p e n i n gr e a c t i o n sw e r em e d i a t e d b yp t s o hi nm e t h a n o i 吼d e rr e f i u xc o n d i t i o n s i nt h ep r e s e n c eo fs o d i t l mh y d r o x i d et 量l er e a c 呈0 np c e e d e ds m o o 也l yi np r e 龟r e n c et 0 t h ec l e a v a g eo ft h ec y c l o p r o p a l l ea tt h eb o n d “b t of o 吼m 萄o r p r o d u c t6 d i k e t o n e s t h r o u g hi n v e s t i g a t i n gt h eo 略a n o z i n cr e a g e n t sm e d i a t e dc h a i n e x t e n s i o nr e c t i o n s o fp - d i k e t o n e s ，a i d o is e i f c o n d e n s a t i o na n dc cb o r l d 【l ，2 】m i 伊a t i o no fa b r o m o k e t o n e sa n ds e m 主p i n a c o lr e a r r a n g e m e n to fp - b r o m o h y d 五n s ，、阮h a v ed e v e l o p e dt h e n e wm e t h o d o l o g i e sa n de x t e n d e dt h es c o p eo ft h eo r g a n o z i n cr e a g e n t si no r g a l l i c s y n t h e s i s m o r ei m p o n a n t l y ，t h e s en e wm e t h o d o l o g i e sm i g h tb e a p p l i e di ns o m e i v a b s t r a c t s p e c i a lf i e l d s ，鲫c h 弱i nt 1 1 ep 龇m a c e u t i c s 觚dt o t 址s y n t h e s i so f 彻t l l r a lp r o d u c t s e ta l 强db r i l l g 也eu n p r e d i c t a b l e 幽 k 呵w o r d s ：o 玛a n o z i n c 陀a g e 蝇肛d i k e t o n c ，r i n g e x p a 鹏i o n 觚dc l l a i n - e x t e 粥i o n 坞a c t i o 玛a j b r o m o k e t 0 i 圮，p j b r o i n o 吣蛐s e m i p i n 犹o lr e a 玎觚g e n 坨蝇 v 中国科学技术大学学位论文原创性和授权使用声明 本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进彳亍研究工作 所取得的成果。除己特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任 何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究 所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。 本人授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学 校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子 版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入有关数据库进行检 索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 保密的学位论文在解密后也遵守此规定。 作者签名：盘旋 瑚年刍只善b 第l 章有机锌试粼的制备及箕在有机合成中的应用 第1 章有机锌试剂的制备及其在有机合成中的应用 1 ， 引言 现代有机合成中许多目标分子都是带有多个窘能团的化舍物，对于这些化合 物的合成有相当部分需要一个带官能团的亲电试剂和一个带官能团的亲核试 剂之间的反应来完成谴，而亲核试剂中有机金属试剂又占相当多的一部分w ， 因此，金属有枧化学己成为现代合成化学中很多新反感的源泉，也是实现有机合 成中高选择性、高原子经济性及温和条件的重要手段。其中，制餐官能团化的金 属有机化合物作为有机合成的亲核试剂显得日趋重要。早在1 8 4 9 年，f r a l l l c i 姐d 就制备了第个有机锌化合物二乙基锌z 。从此以后，化学家就开始详细地研 究有机锌试翔的制备及其在有机会成中的应用，到1 8 8 0 年左右，就已经比较系 统地研究了二乙基锌与酰氯、醛、酯等的反应3 。然而，由于有机锌试剂反应活 性较低、反应收率不高，使其在有机合成中的应用受到很大的限制，仅在一些特 殊的反应翔环丙烷纯4 耱r e 南m 遍s 姆反应5 中得到广泛的应用。在有机合成中， 化学家更多地采用反应活性高、在有枧合成中应用范围广的有机镁和有机锂等金 属有机试剂瓦6 。但是，由于这类金属有机试剂的碳一金属键化学反应活性较高， 导致它们的化学选择住相应较差，使活性官能团不能存在于这类试剂中，因而在 翻备有枫金属化合物之前富能团必须给予保护，然后参与化学反应，最后再脱去 保护基，这样便增加了反应步骤，延长了反应路线，降低了合成效率，产物的收 率也随之大幅降低，极大地限制了这类有机金属试剂在有机合成中的应用7 。因 此，开发能够带有活性官能团的有机金属试剂，并将其应用予多宫能团亿合物的 合成将具有重要的理论意义和实用价值。 般来说，带有官能团的有机金属试剂，要求试剂本身对其自身所带的官能 团显示出一定的化学惰性，那么这些有机金属试剂的碳一金属键的反应活性必然 很低，而这样的有机金属试剂同样对大多数亲电试剂的反应活性也较低，甚至没 有反应活性。直到二十世纪七十年代科学家才对这一矛盾有了初步的解决方案， 郧就是将高活性的有机镁和有机锂试剂用铜盐8 或钛盐9 处理，发生金属交换反 应，得到具有高化学选择性的新型试剂有机铜或有机钛试剂。然而美中不足 的是，由于这类离化学选择性的有枧金属试剂是由相应的高活性、低选择性的有 机镁和有机锂试剂制得，所以真正高度官能团化的有机铜和有机钛试剂仍不能制 得。 近年来的研究表明，正是有机锌试剂与大多数亲电性宫能团反应性差，使得 制备含活性基团的有机锌试剂挺对毙较容易，人们又发现这类有机金属试剂可以 第l 章有机锌试剂的制备及其在有机合成中的应用 与许多过渡金属在温和的条件下进行金属交换反应，得到具有优良反应性能的有 机过渡金属试剂m ，与许多类亲电试剂发生取代n 、加成珏等反应形成新的c c 键，且反应条件温和、立体专一性好，产率也相对较高。这样通过采用两种金属 m 和m 2 进行两次金属化而使这一矛盾得以解决。这里，第一种金属m 1 就是锌， 它的彳乍矮是将蔫度富能圜化豹底物f g 。r x 转化为较稳定、反应活性相对较低豹 有机金属试剂f g r m l ，然后再被第二类金属m 2 转化为反应活性较高的有机金 属试剂f g 。r m z 之后蒋与亲电试剂发生各种类型的反应( 王1 ) 。 f g r x坚! f g 一蹦l 生 m l = z n ，m 2 一c 珏，p d ，t i ，e 稔。 ( 1 。王) 然而，直到上世纪四十年代，h u n s d i e c k e r 才制备了最早的官能团化的有机 锌试剂l ，他利用直接插入金属的方法由带有酯基的碘代烃制备了相应的有机锌 试剂h 。六+ 年代，w i 艇g 和j 鑫_ 氆e l 融，以及s i 掇搬。珏s 和s 璐i 也等相继报道了带 有官能团的有机锌试剂2 、3 、4 4 a 1 4 的合成方法( 1 2 ) 。 r 0 2 c ( c h 2 ) n z n ip h c 0 2 c h 2 z n i l2 p h c 0 2 ( c h 2 ) 4 z n ii c h 2 z n i 34 ( 1 2 ) 其中，试荆4 被成功地应用予烯烃的环丙烷化反应中4 a ，l ( s i 嫩。瑙s 擞磕 r e a c t i o n ) 。此后，有机锌试剂2 和4 作为环丙烷化反应中卡宾的前体1 6 在有机合 成得到广泛的应用，有祝锌试剂的优越往也逐渐被人们所认识。进入七十年代以 质，随着金属有机化学的蓬勃发展，人们逐渐对有机锌试剂有了更深刻的了解， 发现可以通过些方法来提高这种试剂的反应活性，尤其是有机锌试剂在交叉偶 联反应孛的广泛应用( 王。3 ) f 7 ，使其在有枫合成中的应雳范凰越来越广泛。 嘿；带z 从班) p h 联。t o l 3 p ) 2 p d c l 2 ( 5l n 0 1 ) 2 t h f r t 1 9 7 8 年，m u k a i y 鑫m a l 8 等首次报道了在一氨基醇存在下z 珏能够与芳香醛 顺利地发生加成反应生成l ，2 一加成产物，说明b 一氨基醇可以促进i 乙基锌与醛 的l ，2 一加成反应。随后，人们发现反应中真正起催化作用的不是氨基醇而是有 2 旷 第l 章有机锌试剂的制备及其在有机合成中的应用 机锌试剂与氨基醇生成的盐1 9 。此后，人们对有机锌试剂在有机合成中的应用做 了大量的研究工作，但大部分的工作都集中在二烷基锌试剂与醛、酮等化合物的 加成反应上2 0 。 由于大多数的二烷基锌试剂不能够由烷基卤代烃和金属锌直接反应得到，而 且在大多数的加成反应中，二烷基锌分予中的两个烷基只有一个可以转移到嚣标 分子中，这样就造成5 0 的有机锌试剂被浪费了，所以从原子经济性角度考虑， 二烷基锌试裁也有不足之处。 1 2 有枧锌试剂的制备 1 2 1 金属锌的直接氧化插入法制备有机锌试剂 早在1 8 4 9 年，f 默黼a n d 就在氢气保护下，将金属锌与碘乙烷起加热，合 成了有机锌化合物三乙基锌2 。1 9 6 2 年，d e m a r 发现在温和的条件( 2 5 5 0 0 c ) 下，锌箔在四氢呋喃溶剂中能迅速与碘代烷发生金属插入反应2 1 。后来的研究证 瞬，g a u d e 撒皴法是制备官能翻化有机锌试剂的般方法，反应速率主要与单质 锌的活化方法、卤代烃的结构、卤素种类及反应条件( 溶剂、底物的浓度和反应 湿度) 等因素有关。氯代烃一般不起反应，溴代烃中也只有活性较高的演化苄和 烯丙基溴可以与单质锌直接发生氧化加成反应。用这种方法制备有机锌试剂时， 常用的单质锌有锌箔、锌粉、锌粒和慰呔e 锌。羹& o e k l 等入在制备苄基型卤化 锌试剂时发现用锌粒制得的有机锌溶液中往往混有少量的偶联产物，用锌粉时却 可得到比较纯的有机锌试剂。 在诸多影响因素中，单质锌的活化程度是决定能否成功地制备有机锌试剂的 关键因素。已见报道的活化方法很多。如稀盐酸洗涤2 2 、z n 。c u 2 3 、z m c u a 矛4 、 王，2 一：溴乙烷2 5 和三甲基氯硅烷2 5 ，2 6 等，还可用物理的方法如超声辐射法来活 化锌2 7 。在这些方法中，妇1 0 c h e l 所提出的l ，2 一二溴乙烷和三甲基氯硅烷( t m s c l ) 联用是一种比较成功的活化方法。帮使是意燕级的锌粉，惩这种方法活化蜃，也 可以与反应性较低的伯或仲烷基碘代烃在相当温和的条件下发生氧化加成反应， 高产率地褥到有枫锌试剂，两且有机卤代烃试剂所带的官能团，如酯基碍枷、卤 素2 敷2 9 ，3 5 舶、酮羰基2 8 ，3 3 m 、酰氨基4 2 、氰基2 8 镳3 8 、一级及二级氨基4 2 、硫代 酯基4 3 、亚砜、硫醚和砜基4 4 等都会被保留( 1 4 ) 。在1 4 所示的反应中，除含 羟基( 发生去质子化) 、磷基和叠氮基( 抑制金属锌的插入反应) 的卤化物不麓顺利 进行外，带有其余各种宫能团的卤化物均能取得满意的结果。通常的制备方法是： 在霹0 。c 时将浓度为3 m 的烷基碘代烃溶液加入到悬浮于西氢呋嗪的锌粉孛 ( c a t 3 0e q u i v ) ，锌粉在加入卤代烃之前先用少量的l ，2 一二溴乙烷和三甲基氯硅 烷( 撇s c l ) 处理2 5 。仲碘代烃予2 5 0 e 下即可发应厨卞基溴和烯露基溴o o c 反 3 第1 章有机锌试剂的制备及其在有机合成中的应用 应2 9 。同时，有机蠢代烃的结构对锌单质的捶入速度影响也很大。烯丙基和卞基 型的卤代烃的插入锌反应相对来说容易进行。 f g r x 十 z f l t 般 f g 1 逻n x x = i ，b r ； f g = c 0 2 l ke n o l a t e ，c n ，e n o n e ，h a l i d e ，( r c o ) 2 n ，n h 2 ， r n 毯黔0 暇珏( 下m s ) 3 s i ，( r o ) 3 鞋( r o ) 2 p o ，r s ，r s ( o ) ，r s 0 2 ，弛c o s ； r = a l k y l ，a 拶l ，b e n z y l ，a l l y l ( 1 。4 ) 特别地，烷基卤化锌也可在苯和n n 二甲基乙醚胺( d m a c m ) 或六甲基磷 酰胺辑m p a ) 的混合溶刹中用孙。c u 偶制备4 5 ，4 6 。 1 9 7 3 年，r i e k e 报道了一神用金属钾还原氯化锌制备高活性锌( r i e k ez i n c ) 的方法4 7 。1 9 9 1 年又报道了一种用萘锂试剂来还原无水氯化锌制备更高活性锌 的方法( 1 ，5 ) 。此后，这一方法又被进一步地完善和发展4 3 。 f g r x l i n a p h 氇a l e n e +z n c l 2 -z n 謇， f g l t z n x t f x = c l ，b r ，i ( 1 5 ) 用这种方法制备的高活性锌可与烷基溴代烷在t h f 中2 5 0 c 下几小时就可反 应完全，与活性更低的芳基溴代烃在回流的t h f 中高产率地得到相应的有机溴 化锌。加入可溶予t h f 的铜盐c u c n 2 l i b r l 0 5 将这类锌试剂转化为相应的有机铜 试剂之后就可以与各类亲电试剂如酰氯、烯酮、烯丙基或炔丙基卤化物反应，产 率很好。各种缺电子的芳杂环碘化物也能够与r i e k e z i n c 发生氧化加成反应生成 芳杂环碘化锌试剂( 2 5 0 c ，几小时) ，之后它们可以进一步和芳香的或杂芳香酌卤 化物在p d ( o ) 存在下发生偶联反应4 9 。许多杂环芳香碘化物甚至杂环芳香溴化物 都有足够豹活性直接与商照级锌粉发生锌的插入反应5 0 。 这种锌粉的直接插入法在制备丝氨酸的锌酸酯时十分有用，它已成为合成各 种具有光学活性的纯氨基酸的实用试剂之一5 1 。最近，这一方法还被应用于超声 波下在苯d m a c m ( n ，n d i m e t h y l a c e 饥n i d e ) 混合溶剂中用锌一铜偶来制备4 一羟基 硼基一l 一氨基丙酸”。 另外，在超声波作用下，烷基、烯基或芳基溴与金属锂、z n x 2 直接反应可 以制得二烷基锌和二芳基锌试剂，这是个具有潜在应用价值的制备方法。该反 应在温和条件下进行，得到的活性有机锌试剂可以在n i ( 1 ) 盐催化下，与共轭烯 酮发生l ，4 一加成反应( 王6 ) 。 4 第l 章套祝锌试裁的制餐及其在有枧合成中的应雳 即o b r 筹哪。懈n 拳= 2 5 。c o 5 h “ s o n i c a 蓬i o 狂 o c a t n i ( a c a c ) 2 o 6 7 ( 1 6 ) 与有机镁和有机锂试剂形成鲜明对照的是，有机锌试剂的分子中可允许有相 对显酸性酌质子存在。例如，5 一碘戊炔在适酱温和条件下( 偶f ，2 5 。3 0 0 c ) 可i 基转 化为相应的有机锌试剂，只有不到5 的去质子化反应发生4 2 5 4 。类似的，带有 n h 基4 2 和酰胺基团5 4 的有机锌试剂也可以用相同的方法制得，然后在金属 c 珏( 薹) 、( 等催化下与亲电试剂反应。 ， 含氟有机锌试剂也可以用金属锌直接插入法剀备，在二氧六环或t 眦中多 氟碘代烃完全转化为相应的有机锌试剂( 1 7 ) 鲢。 啡9 4 + 徽u 筹。哪9 糊 ( 1 7 ) 这些化含物的反应活性都很低，经转化为相应的铜试剂后它们的反应性可以 锝到提高5 6 。如果使用二氟二卤甲烷( c f 2 e 1 2 ，c f 2 c b r 2 ) 来进行镑金属化反应时， 反应比较复杂，生成双( 三氟甲基) 锌和三氟甲基巍化锌的混合物，产率较高 ( 至。8 ) 艰5 s 。 历+ c 如x 2 旦堡垄旦e 玛掀$ f 3 ) 拗 8 0 9 0 x = c l ，b f ( 1 。8 ) 在乙烯型卤化物中，如果有三氟甲基临近c x 键，对有机锌试剂的形成有加 速作用黢鳓。如2 一溴三氟丙烯在疆f ( 蠖0 0 c ，强，9 3 ) 形成三氟异蠢烯基溴化锌 ( 1 9 ) 5 9 。 | 4 3t m e d a ，t h fc f 3 办& + 批g 丽面蔚办z 渡僦陇 ( 1 9 ) 5 第1 章有机锌试剂的制备及其在有机合成中的威用 此外，还可以用电化学法配或锌蒸汽法6 2 制各含氟有杌锌试刹。 1 。2 。2 碘锌交换反应制备有机锌试剂 二烃基锌试剂可与醛类发生不对称加成反应，广泛用作合成具有光学活性的 件醇的亲核试剂，因而这类有机锌试剂的制备显得尤力重要。旱在1 9 6 6 年， f u r u k a w a 就发现二碘甲烷容易与二乙基锌发生碘镶交换反应，以定量的产率生 成碘甲基乙基锌和碘乙烷6 3 。 近年的研究证明，含各种官能团的伯碘化物均可发生此反应，生成官能团化 的二烃基有机锌试剂( 1 1 0 ) 3 5 。过渡金属盐( 如c u i ) 对此反应有催化作用，研究 发现加入c u i ( o 3m 0 1 ) 之后，不但缩短了反应时闻( 大概一半的时闯) ，而且减 少了e t 2 z n 的用量( 5 oe q u i v 减少到1 5e q u i v ) 。 n e 械2 5 5 0 。c ，2 2 0 h f g r c h ，i + e t ，z n _ 一( f g r c h 2 ) 2 z n 十e t - i c u i 3 m o l ) 。t h e n5 0 0 c ，、 “。 。 o 。i m 擞 g ，l h ( 1 1 0 ) 有趣的是，其它的过渡金属盐，例如p d e l 2 ( d p p f ) 或者n i ( a e a c ) 2 ，在此反应学 催化效果更好，但是得到的产物却是烷基碘化锌，而不是相应的二烷基锌试剂 ( 王圭王) 。在这种情况下，金属锌的插入是遥过聪的络和物中闻体的形式再经过 金属交换得到有机卤化锌的雒6 9 。 融殛，5 0 。e ，1 2 he 匕z n ，t 疆，2 5 0 c ，2 h 。c t ，z n ： 二。：一 o c t - l 一o c t - z n l 。 c u i ( 0 3m o l )p d c l 2 ( d p p f ) ( 1 5m o i ) 8 0 7 5 8 0 ( 1 1 1 ) 锰盐也可以用来催化碘或溴秘锌的交换反应，这也是从带官能团的烷基溴化 物制备有机溴化锌试剂的一种较好的方法( 1 1 2 ) 。 b c 珏2 ) 3 c 0 0 e t 争 琶重2 z n 汪珏b r 2 ，c l 疋l ，2 5 0 c 誊t 0 c ( c 遵 3 z n b f d m u ，4 - l o h 9 0 ( 1 1 2 ) 多氟代碘化物如c f 3 i 和c 6 f s i 在l e 谢s 碱存在的条件下，也能与二烃基锌反 应，分别生成( c f 3 ) 2 z 珏和( c 6 f 5 ) 2 z n ，但更离级的多氟代碘化物不发生此碘锌交换 反应7 1 。 6 第1 章有机锌试剂的制备及其在有机合成中的应用 1 2 3 通过i c h 2 z l l 王插入反应制备有机铜锌试剂 金属锌对有机卤化物的氧化性加成，虽说是制备富能圜佬有机锌试剂最普遍 的方法，但最近报道的i c h 2 z n i 试剂选择性地插入有机铜化合物的c