锂试剂（1）——锂卤交换与锂化反应

锂卤交换反应与邻位锂化反应是一组十分经典的竞争反应，通过对不同底物在不同条件下的处理可以得到截然不同的产物，这为合成带来重要的应用价值。这两种反应前者是极性翻转的典例，后者则为构筑芳环反应与偶联底物提供强有力的方法。

一、邻位锂化反应：

1.定义与定位效应:

芳香化合物的邻位锂化反应，指有机锂试剂拔除芳环上邻位定位基团的 α 位的质子，形成一个新的有机锂试剂，再与各种亲电试剂反应。邻位定位基团通常包含一个路易斯碱的杂原子，能够增加芳环 α 位的质子的酸性，定位效果最好的基团是酰胺，氨基甲酸酯、砜、磺酰胺、卤素属于较弱

的邻位定位基.

2.反应：

①制备羧酸：

该反应是邻位锂化反应的经典例子，请读者预测产物8，9谁是主产物并推测反应机理。

②制备偶联底物：

3.两种控制效应：

对于锂化反应的选择性，前辈提出了两种控制效应：配位控制与酸碱控制。下面以实例进行说明：

这是解释两种效应最好的实例，在不加邻二胺类化合物时，锂离子体现LA的性质，N对其配位诱导碳负离子对2号碳拔氢；在加入邻二胺后，锂离子被络合，在没有配位控制时，取代基的诱导效应对氢的酸性产生主要影响，锂化主要在3号碳进行。

二、锂卤交换反应：

1.反应条件与速率：

①条件：卤代烃在烷基锂的作用下生成烷基锂试剂。这里的卤代烃既可以是芳香卤代烃又可以的一定结构的饱和卤代烃（笔者在写本文前也不确定脂肪卤代烃是否能进行反应，但着实有一些合成中发生了且得到很好的产率），反应的活性为I，Br，Cl依次降低，大多数情况下，氯代物直接消除生成炔；对于烷基锂试剂位阻越大的反应的选择性也越好。

②反应速率：锂卤交换的反应速率非常快，以至于不仅在某些条件下快过碳负离子的亲核反应，甚至更快于酸碱反应；对此，我们亲切的称其为锂卤交欢反应（车就这么开起来了呢2333）。

2.机理：

现存的两种已证明机理是配位平衡机理（离子型）与自由基机理，这两种机理均存在并通过电子顺磁共振等方法证实。

3.应用：扔一个饱和卤代烷的锂卤交换反应。

三、反应的竞争

两个反应在碳负离子的存在下发生竞争，所以最好的方法是改变试剂的条件，通过对文献中给出的十几个example的对比，笔者发现这样的一些结论：

①如果要做邻位锂化反应，通常用LDA或其它大位阻二级胺负离子，由于弱的N-X键使得锂卤交换不能进行。当用烷基锂试剂时，需要保证底物中不存在活性的C-I或C-Br键，否则锂卤交换这一快反应将直接发生。

②若要做锂卤交换反应，可以使用BuLi试剂，若想提高反应产率或选择性，可使用其它烷基。

四、总结

芳卤化合物的邻位锂化反应和锂-卤交换反应是构建复杂结构的芳香化合物的两种重要手段，人们常常利用它们来合成各种具有重要生理活性的药物分子或功能聚合物。我们只有充分了解两者的联系与区别，才能够对之加以灵活运用。

参考文献：

1.Ortho Lithiation and Lithium-Halogen Exchange of Aromatic Halide ——大学化学

2.Gessner, V. H.; Daschlein, C.; Strohmann, C. Chem. Eur. J. 2009, 15, 3320.