1、论金属有机化合物在合成中应用摘 要：金属有机化合物是各类烷基和芳香基，如苯基等所形成的烃基与金属原子相结合而形成的化合物，或是碳元素与金属原子直接结合形成的化合物。随着人类对金属有机化合物认识的日益拓展，针对金属有机化首先简要介绍了金属有机化合物的发展历程，然后论述了金属有机化合物的几种自备方法，最后分析了有机锂化合物在合成中的几个主要应用。 关键词：金属有机化合物 有机锂化合物 化学合成 一、引言 金属有机化合物是指分子中至少含有一个金属碳键的化合物，可以看作是一类特殊的混合物。大体上，金属有机化合物可以分为烷基金属化合物和芳香基金属化合物两种，而烷氧基与金属的化合物以及碳酸盐等不属于金属有
2、机化合物的范畴，这些化合物虽然含有金属-碳键，但是仍然属于典型的无机物。金属化合物的发展历史比较久远，1827 年至1950 年是金属有机化学的萌芽期，在这期间丹麦化学家第一次制出了金属有机化合物 Zeise 盐，但是由于当时条件限制以及相关认识的匮乏，人们还没能发现 Zeise 盐所具有的不同寻常的性能。而后，Frankland 也成功研制出了乙基和锌相结合的金属有机化合物。到二十世纪中叶，化学家相继发现了二茂铁，并成功测定了二茂铁的结构，这在很大程度上成为了金属有机化学发展史上的里程碑。而后随着人们环境保护意识的增强，从侧面催生了有机合成化学中对于催化不对称合成反应的研究。1966 年，日
3、本化学家研制出了以希夫碱和铜合成的催化剂，并进行了首例不对称催化反应。上个世纪七十年代，人们开始将研究指向金属有机化合物的潜在应用价值，如研究配位分子，将金属有机化合物当做试剂来合成其他有机化合物，Grignard 制成的亲核性有机镁化合物就是一个典型的例子，这也就是人们熟知的格氏试剂。 二、有机锂化合物的制备方法 1.卤代烷和金属锂反应 金属锂元素和卤代烷在无水乙醚、苯等非极性溶剂中进行化学反应可生成有机锂化合物。反应过程如式（1）所示： RX + 2LiRLi + LiX （1） 在实际应用中，常用溴代烷或是氯代烷来制取 RLi。由于锂的化学活性要高于镁，而烷基锂的活性也要高于烷基卤化镁，
4、这就在一定程度上造成了有机锂在有机合成中所具有的非常重要的地位。由于有机锂中的碳锂键离子性过强，很容易被氧化或者是和氢相结合，所以在制备有机锂时，要特别注意气体保护作用以及无水环境的设置。下面以丁基锂的制备为例，来说明有机锂化合物的制备方法和过程：首先是准备好 1/3无水乙醚和 2/3 溴代正丁烷，将温度设置成 10 摄氏度；然后将上述原料放入反应容器中，在氮气的保护下加入锂丝，并搅拌滴入少量溴代正丁烷乙醚溶液。注意观察液体是否变浑浊，锂丝出现金属光泽后，继续添加溴代正丁烷溶液并持续搅拌将近两个小时；最后滤去固体 LiBr（也需在氮气的保护下操作） ，得到正丁基锂乙醚溶液，并进行及时有效地封存
5、。2.金属和卤素交换制备 金属与卤素交换配备也是制作有机锂的重要方法之一，锂卤交换反应的过程如式所示： RLi + RXRLi + RX （2） 锂卤素交换制备方法目前主要是用于芳基锂或是 1烯基锂的制备，其反应过程实际上就是将金属连接到负性更强的碳键上从而生成更加稳定的有机锂化合物。其中有一些活性很低的卤苯和化学活性非常高的烯丙基卤不适合直接与锂进行化学反应生成有机锂化合物，这时也可采用活泼的有机锂和相应的卤苯进行置换反应来制取。 三、有机锂化合物在合成中的应用 1.有机锂化合物是重要的有机合成试剂 我们通常所说的格利雅试剂（有机镁化合物）是不能与拥有很大空间位阻的化合物发生亲核反应的，而大
6、体积的烷基锂却能够和拥有很大空间位阻的羰基化合物发生亲核加成反应。这主要是由于有机锂化合物的亲核性和碱性都要比有机镁化合物强。其中有机锂与羰基化合物的反应过程如式（3）所示： （3） 格利雅试剂主要发生 1、4 加成反应，而有机锂化合物则主要发生1、2 加成反应。反应过程及对比如式（4）所示： 2.有机锂与碳碳双键的加成反应 烃基锂与简单的烯烃在高压下反应可以生成链长不定的混合化合物，烯烃中含有碳碳键。反应过程如式（5）所示： 3.有机锂与羰酸脂的反应 有机锂与羰酸脂的反应目前主要是应用在格利雅试剂没法进行正常工作的场合，这种化学反应的中间产物为酮，且不容易被分离出来，而反应的最终产物为叔醇。
7、有机锂与羰酸脂的化学反应过程如式（6）所示：四、结论 本文以有机锂化合物为例，从有机锂化合物的制备方法、与碳碳键的反应、与羰酸脂的反应和作为有机合成试剂等方面，详细说明了金属有机化合物在合成中的应用。应该说，当前金属有机化合物是化学科学方面的热门研究领域，具有很多传统化合物无法比拟的特点和优势，尤其是作为试剂和催化剂在有机合成化学方面所发挥的重要作用。需要注意的是，由于金属有机化合物一般比较活跃、性质不稳定，在制备金属有机化合物过程中，要根据实际情况采用氮气等气体进行保护。 参考文献 1梁强，王倩，王璟琳. 有机锂化合物及其在有机合成中的应用J.晋东南师范专科学校学报，2003（05）. 2游清治. 有机锂化合物及其应用J. 新疆有色金属，2009（04）. 作者简介：郭威，江苏南大光电材料股份有限公司助理工程师，从事工艺技术工作。
