廣東言侖生物：乙炔基溴化鎂與酮反應(yīng)特性

乙炔基溴化鎂（HC≡CMgBr）是一種重要的有機金屬試劑，屬于格氏試劑（GrignardReagent）家族。它與酮（R-COR'）的反應(yīng)是構(gòu)建含有炔基和羥基官能團（即炔丙醇結(jié)構(gòu)）分子的經(jīng)典方法，在有機合成中具有重要價值。

1.反應(yīng)本質(zhì)：親核加成

*該反應(yīng)的核心是乙炔基溴化鎂中的親核性乙炔基陰離子（HC≡C?）進攻酮羰基（C=O）上的親電性碳原子。

*進攻導(dǎo)致羰基碳從sp2雜化轉(zhuǎn)變?yōu)閟p3雜化，形成一個新的C-C鍵。

*同時，羰基氧原子接受來自鎂的電子，形成醇氧鎂鹽中間體（R(R')C(OMgBr)C≡CH）。

*反應(yīng)通常在無水、無氧的惰性溶劑（如乙醚、四氫呋喃）中進行，并在低溫（如0°C）起始，隨后升至室溫完成反應(yīng)。

*最終，通過酸（如稀鹽酸、稀硫酸或飽和氯化銨溶液）水解醇氧鎂鹽中間體，得到三級炔丙醇產(chǎn)物（R(R')C(OH)C≡CH）。

2.關(guān)鍵特性與影響因素

*強親核性：乙炔基陰離子具有強親核性，使其能夠與反應(yīng)活性相對較低的酮羰基發(fā)生加成（醛反應(yīng)更快）。

*空間位阻效應(yīng)顯著：這是該反應(yīng)最關(guān)鍵的特性之一。酮的兩個取代基（R和R'）的體積對反應(yīng)速率和產(chǎn)率有決定性影響：

*對稱酮（R=R'）：如丙酮（(CH?)?C=O），通常反應(yīng)順利，產(chǎn)率高。

*不對稱酮（R≠R'）：反應(yīng)性取決于較小取代基的空間位阻。較小取代基（如甲基）通常反應(yīng)良好。

*大位阻酮：當(dāng)兩個取代基都是大體積基團（如叔丁基、苯基）時，空間位阻會嚴重阻礙乙炔基陰離子接近羰基碳，導(dǎo)致反應(yīng)速率極慢、產(chǎn)率顯著下降，甚至需要更劇烈的條件（如加熱、延長反應(yīng)時間）或可能完全不反應(yīng)。例如，二苯甲酮（(C?H?)?C=O）與該試劑的反應(yīng)就非常緩慢且產(chǎn)率低。

*產(chǎn)物結(jié)構(gòu)特點：產(chǎn)物是三級炔丙醇（R(R')C(OH)C≡CH）。分子中同時含有極性的羥基（-OH）和線性的炔基（-C≡CH），使其具有獨特的物理化學(xué)性質(zhì)（如氫鍵能力、特定反應(yīng)活性）和生物活性（許多天然產(chǎn)物和藥物分子含有此結(jié)構(gòu)）。

*應(yīng)用價值：該反應(yīng)是合成炔丙醇類化合物最直接、最常用的方法之一。炔丙醇是重要的合成砌塊：

*羥基可以進行各種官能團轉(zhuǎn)化（氧化、取代、消除等）。

*末端炔基（-C≡CH）具有高度反應(yīng)性，可進行多種反應(yīng)，如：

*端炔氫的金屬化：生成炔基銅、炔基銀等用于偶聯(lián)。

*Sonogashira偶聯(lián)：與芳基或乙烯基鹵化物偶聯(lián)構(gòu)建共軛炔烴。

*環(huán)加成反應(yīng)：如Pauson-Khand反應(yīng)。

*末端炔基的保護/脫保護。

*廣泛應(yīng)用于藥物中間體、天然產(chǎn)物全合成、材料科學(xué)（如液晶、聚合物單體）等領(lǐng)域。