广东言仑生物：乙烯基溴化镁与酯类反应活性

乙烯基溴化镁是一种重要的格氏试剂，广泛用于与羰基化合物的亲核加成反应。其与酯类（RCOOR'）的反应是合成叔醇（特别是含有乙烯基的叔醇）和烯丙醇类化合物的关键方法之一。其反应活性具有以下特点：

1.反应机制与产物：

*乙烯基溴化镁与酯的反应遵循典型的格氏试剂与酯的加成-消除机制。

*第一步：乙烯基负离子亲核进攻酯羰基碳，生成四面体中间体。

*第二步：该中间体不稳定，消除烷氧基负离子（R'O⁻），生成酮中间体（RCOCH=CH₂）。

*第三步：生成的酮中间体立即被另一分子乙烯基溴化镁亲核进攻，最终生成叔醇（R'OC(CH=CH₂)₂R）或混合的叔醇（如果酮中间体被捕获前发生其他反应）。

2.乙烯基格氏试剂的活性特点：

*相对较低的亲核性：乙烯基格氏试剂（CH₂=CHMgBr）的亲核性低于烷基格氏试剂（如CH₃MgBr,CH₃CH₂MgBr）。这是因为乙烯基的sp²碳上的负电荷具有部分sp²特征，且与双键存在共轭，使得其电子密度相对较低，亲核性较弱。这导致其与酯羰基的加成反应速率通常比烷基格氏试剂慢。

*空间位阻：乙烯基本身是一个平面基团，其空间位阻小于许多支链烷基，但大于甲基。在加成步骤中，空间位阻不是主要限制因素（相对于大位阻烷基），但略大于甲基格氏试剂。

*副反应控制：乙烯基格氏试剂相对稳定，自身副反应（如还原、Wurtz偶联）较少，这有利于反应的进行。主要副反应风险在于第一步生成的酮中间体（RCOCH=CH₂）可能未完全被第二分子格氏试剂捕获，而是被反应体系中的水、醇等质子源还原生成烯丙醇（RCH(OH)CH=CH₂），或者发生其他副反应。

3.反应条件的影响：

*低温控制：为了抑制酮中间体的副反应（尤其是还原），反应通常需要在低温（如-78°C至0°C）下进行。低温减缓了酮中间体与体系中潜在质子源的副反应，并有利于其被第二分子格氏试剂捕获。

*试剂比例：由于需要两分子格氏试剂（一分子进攻酯，一分子进攻生成的酮），通常需要使用至少2.0当量，有时甚至需要更多（如2.2-3.0当量）的乙烯基溴化镁，以确保酮中间体被充分消耗。比例不足会导致酮副产物的积累。

*滴加方式：通常将酯的溶液缓慢滴加到冷却的、过量的乙烯基溴化镁溶液中，以维持格氏试剂过量，有利于酮中间体的捕获。

4.酯的结构影响：

*空间位阻：酯的R基团或OR'基团的空间位阻增大（如叔丁酯RCOOᵗBu），会显著降低第一步亲核加成的速率，因为大位阻基团阻碍了乙烯基负离子接近羰基碳。甲酯（RCOOMe）和乙酯（RCOOEt）通常是较好的选择。

*电子效应：酯羰基碳上的吸电子基团（在R上）会增强其亲电性，加速第一步加成反应。给电子基团则会减弱亲电性，降低反应速率。

总结：

乙烯基溴化镁可以与酯类反应生成叔醇，但因其亲核性相对烷基格氏试剂较弱，反应通常需要低温（-78°C至0°C）和过量试剂（≥2.0当量）以保证酮中间体被有效捕获，避免还原副产物的生成。空间位阻小的酯（如甲酯、乙酯）反应活性更高。理解乙烯基格氏试剂相对温和的亲核性和反应条件的关键作用，对于成功进行此类反应至关重要。