化境拾趣（一）：杂环化学笔记（5)

8.金属有机化学

金属有机化合物的制备方法一般为:

1.直接金属取代

直接C-H金属化有很多种类型，其中最重要的是与强碱性试剂(通常是锂化合物)的反应，但也可能与镁和锌发生反应。亲电金属化可以使用钯(II)和汞(II)盐进行。近几年，由其他过渡金属插入的碳氢化合物活化正变得越来越重要，这些通常被用于催化反应。

2.卤素金属交换

卤素金属交换最简单的方式是金属与卤化物的反应，例如在制备格氏试剂时，但最常见的方式是卤化物与有机金属试剂，特别是烷基锂的反应。利用有机镁和有机锌化合物进行交换是目前很成熟的方法，在选择性和官能团相容性方面具有优势。

3.金属金属交换

金属金属交换通常涉及有机金属试剂与亲电金属源(如盐或烷氧基衍生物)的反应。这是最广泛的用于制备有机硼，锡，锌和硅化合物与有机硅或镁试剂的反应。

8.1锂与杂环

含锂杂环的最常用方法就是进行去质子化或者锂卤交换，前者依赖于酸性以及络合效应，后者在低温下可以选择性产生特定位点的杂环锂化合物。下面的例子可以产生α-取代的呋喃锂，另外，如非必要，尽量使用正丁基锂，而不是臭名昭著的叔丁基锂（你懂的）。

除了有机锂，氨基锂衍生物也是很好的选择，例如LDA（二异丙基氨基锂）就非常常见，脱质子化过程可能包括一个四元环的过渡态。

这种金属化的机制细节仍在讨论中，但可以表示为涉及四中心的活化态，尽管这个过程可能涉及一个以上金属原子的高级配合物和与环杂原子的络合。在溶剂方面，一般使用醚类溶剂——乙醚或者四氢呋喃，为了增加其解离度，还会添加一些络合剂，例如六甲基三磷酰胺HMPA ((Me2N)3PO)注意，HMPA是致癌物！

锂卤交换同样遵循这样的四元环过渡态，区别是锂卤交换很有可能采用另外一种直接亲核进攻σ*轨道的方式，甚至可能经历自由基过程。

值得注意的是， 采用不同的碱将非常有利于化学选择性，胺类强碱倾向于优先结合酸性强的质子，烷基锂更优先进攻卤原子。

尽管硫的电负性较低，诱导效应较弱，但噻吩金属酸盐与呋喃一样容易产生，可能部分原因是硫的高极化率允许更有效的电荷分布。在非极性溶剂中，由于氧原子的络合增强，使得诱导效应随之增强，从而倾向于呋喃环的锂化。

使用更强的碱甚至可以进行双金属化反应，在这种条件下产生的烷基钾活性更高，因而允许双金属化的出现。

在β-锂化的五元环杂环中，很容易出现裂解反应：