關于格式試劑制備及注意事項.doc

由有機鹵素化合物（鹵代烷、活潑鹵代芳烴）與金屬鎂在絕對無水乙醚中反應形成有機鎂試劑，稱為“格林尼亞試劑”，簡稱“格氏試劑”。后法國化學家諾爾芒于1953年以四氫化呋喃（THF）作為溶劑得到了格氏試劑。該項改進稱為“格林尼亞-諾爾芒反應”?，F(xiàn)常用鹵代烴與鎂粉在無水乙醚或四氫呋喃（THF）中反應制得，制備過程必須在絕對無水無二氧化碳無乙醇等具有活潑氫的物質(zhì)（如：水、醇、氨NH3、鹵化氫、末端炔等）條件下進行。通常以通式RMgX表示。格式試劑是一種活潑的有機合成試劑，能進行多種反應，主要包括：烷基化反應，羰基加成，共軛加成，及鹵代烴還原等。格式試劑一般有兩種，1：氯苯類（氯化芐）在乙醚（四氫呋喃）下和鎂反應，2：溴代環(huán)戊烷在乙醚（四氫呋喃）下和鎂（鋅）反應。 1 格式試劑的溴代苯，格式的操作分為幾類： 第一類：高溫引發(fā)，回流滴加，保持回流1h以使反應完全，這適合活性中等的溴代苯，如對甲基溴苯； 第二類：高溫不好引發(fā)，需加引發(fā)劑，如碘、1,2-二溴乙烷、其他的溴代烴或DIBALH等，引發(fā)后，回流滴加，保持回流1h以使反應完全，這適合活性比較低的溴代烴，如對甲氧基溴苯； 第三類：常溫即可引發(fā)，常溫滴加，保持常溫12h以上以使反應完全，這適合活性比較高的溴代烴，如多氟代溴苯（氟非鄰位）； 2 做格式時溴苯的活性： 1，有供電子基則活性低比較難以引發(fā)，有吸電子基則活性高比較好引發(fā)； 2，有供電子基則形成的格式試劑穩(wěn)定，偶聯(lián)等副反應較少，有吸電子基則形成的格式試劑比較不穩(wěn)定，偶聯(lián)等副反應較多； 3，溴的鄰位有其他鹵素時形成的格式試劑最不穩(wěn)定，易發(fā)生消除生成經(jīng)由苯炔中間體的其他副產(chǎn)物； 4，芐位和烯丙位的格式也比較不穩(wěn)定，自身偶聯(lián)較多； 3關于做芐基和烯丙基格式試劑： 溶劑最好用甲基四氫呋喃，副產(chǎn)物少，用THF做溶劑通常得到的是副產(chǎn)物聯(lián)芐，也有提出用甲叔醚代替THF以減少偶聯(lián)副反應。 THF一般好引發(fā)，換用其他溶劑不見得好引發(fā)，可以考慮先用THF引發(fā)后再補加主要溶劑如MeTHF。 4 格氏試劑大生產(chǎn)的13條總結 1.反應的原料，溶劑水份必須控制的，做了個預處理裝置，將一批投料量的溶劑投入一鍋中，鍋底閥接一泵（防暴）打入4A分子篩填滿的柱中，循環(huán)打2小時后打入格式鍋中或滴加壇里。簡單一點就是在溶劑桶中加干燥劑，滾滾。但這不推薦，比較危險。 2.反應體系的防水措施：反應鍋跑氣口加一由干燥劑做成的呼吸罐，投料時，回流完后沖氮氣保護。 3.投料時，原料的管道跟溶劑的管道時分開的，不然會把在管道中的死體積的原料量帶入反應鍋中，投料完了，一開攪拌就沖料了。 4.投料時一定注意鎂是否已加，數(shù)量是否準確，不然反應到鎂消耗完了就停止反應了，這時一定不能補加鎂，不然就沖料了或。應該從上鍋口將鍋內(nèi)的液體吸出到干燥的鍋中，再加鎂，溶劑，將吸出的液體滴加進去，不能從下口放料是因為鍋底閥中會有一些鎂沒有被攪拌出來放料時會被帶出立即跟原料反應，造成沖料。 5. 不管鎂粉，鎂屑，須是新鮮的，我覺得鎂屑好一點，鎂粉氧化層多，也容易氧化。我以前呆的廠里專門有3臺刨床加工跟刨花一樣的，而且規(guī)定是多少絲厚度，新鮮的，表面積也好，據(jù)說是對格式的收率能提高很多。 6.檢驗反應體系是否已經(jīng)引發(fā)：從反應鍋里吊一小瓶反應液，加碘立即退色就是已經(jīng)引發(fā)了，或滴加你本滴加的東西有氣泡，放熱就說明已引發(fā)。這非常關鍵的。如沒有引發(fā)的處理，鍋內(nèi)加碘，少許溴乙烷進去，適當加溫，或?qū)嶒炇易鲆黄坑射逡彝橐l(fā)的500克左右原料的格式液，回流半小時后加進去。（不引發(fā)的幾個原因：水分高，溫度低，生成的格式濃度低） 7.格式液的顏色跟你的原料有關，做過的基本是灰色的。 8.盡量不用玻璃冷凝器，如用使用惰性無水溶劑做冷卻液。 9.轉(zhuǎn)移格式液可用虹吸法，一鍋內(nèi)干燥密閉抽真空后關閉真空閥將格式鍋中的上清夜吸過來。這樣的好處是溶劑損失少，下鍋格式也不用再引發(fā)了，直接加溶劑，鎂，滴加就可。下一步是滴加格式的話，可做上下層平臺，上層的格式鍋底閥上升入鍋底一節(jié)管，管上口封了鉆眼，反正滴加格式的速度不用太快的。 10.現(xiàn)在的THF價格嚇人，加苯，甲苯替代一部分的THF，但會影響有些格式試劑的溶解度?？杉恿谆柞Ｈ分?。還可以在格式參與反應完后蒸出一部分溶劑后水解，一定不能蒸干。蒸出的溶劑最好是放在稀釋原料中使用，不要放入格式鍋中，如蒸出的溶劑中有與格式試劑反應的雜質(zhì)，那就不能直接用了，需要處理。另這幾天看到甲基THF，介紹不錯，沸點高，格式的溶解度大，水中的溶解度小，水解后分層清楚，回收容易，價格跟THF差不多，如果真是的話，那是做格式的福音了。 11溶劑的回收處理，一鍋中加二甘醇，NaOH,加熱減壓蒸水，至頂溫在90度，算一下溶劑中的水分量與加的NaOH量確定加多少溶劑?；亓鲙仔r，蒸出，水分基本在0。2以下的，鍋內(nèi)的二甘醇再蒸水循環(huán)使用。回收的溶劑中有與格式反應的雜質(zhì)的話，要把它處理掉。 12格式反應過程中的監(jiān)控：加顯示溫度計，觀察回流速度來調(diào)節(jié)滴加的速度，上面的問題都注意的話一般在這里不太會出現(xiàn)什么問題了。有的工廠滴加非常快，他是邊冷卻邊滴加的，很牛，常人不敢這么做，國外的工廠是溫度與滴加聯(lián)動裝置，溫度是波浪性型的，滴加是斷續(xù)的，滴加后等溫度升高后降了再滴加的，哪個步驟沒升溫或溫度高到某個設定值就報警了。 13.停產(chǎn)格式鍋的處理，一定要當心，加無水溶劑，冷卻，滴加萃滅劑格式試劑是一種碳負離子，碳負離子能發(fā)生的比如和酸性H反應、對正電荷（如羰基）進攻等反應。具體點就是和醇醛酮酸酯，氰基反應，催化劑存在時也能和鹵代物偶聯(lián)，也能和硼酸酯反應，還能和鄰二聯(lián)吡啶等含氮多齒配體生成絡合物。與酰胺一般不反應主要是親核反應由一鹵代烷和金屬鎂制備的有機鎂化合物稱為格氏試劑，在格氏試劑中，碳原子與鎂原子直接相連，從而使碳原子帶負電，格氏試劑在與其他分子反應時，總是一對電子轉(zhuǎn)移到別的分子中去。 格氏試劑的反應如下：1.與含活潑氫的化合物反應 R-MgX + H-OH - R-H + MgX(OH) - R-H + MgX2 +Mg(OH)2 R-MgX + H-X - R-H + MgX2 R-MgX + H-OR - R-H + MgX(OR) R-MgX + H-CC-R - R-H + MgX(CC-R) R-MgX + H-NH2 - R-H + MgX(NH2) R-MgX + H-CO2R - R-H + MgX(CO2R) 2.與O2作用 2RMgX + O2 - 2ROMgX -+H2O- R-OH + MgX(OH) 3.與CO2作用 R-MgX + CO2 - R-CO2MgX -+酸- R-CO2H + MgX(OH) 4.與羰基作用 HCOH + R-MgX - R-CH2-OMgX -+H2O- R-CH2-OH + MgX(OH) R-CHO + R-MgX - RR-CH-OMgX -+H2O- RR-CH-OH RCOR + R-MgX - R2R-OMg