第四章-非过渡金属有机化合物ppt课件.pptx
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1、经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用第四章非过渡金属有机化合物经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 在在20世世纪纪中中叶叶,非非过过渡渡金金属属有有机机化化合合物物还还是是金金属属有有机机化化学学的的主主体体。现现在在非非过过渡渡金金属属有有机机化化学学业已成熟,新的重要研究成果已不多见业已成熟,新的重要研究成果已不多见 许许多多非非过过渡渡金金属属有有机机化化合合物物是是高高活活性性、高高选选择择性性的的
2、有有机机合合成成试试剂剂,如如Grignard试试剂剂、锂锂试试剂剂、硼试剂等在现代有机合成中占有重要位置硼试剂等在现代有机合成中占有重要位置 过过渡渡金金属属有有机机配配合合物物是是配配位位催催化化的的催催化化剂剂,但但也也离离不不开开非非过过渡渡金金属属有有机机化化合合物物作作为为助助催催化化剂剂,如如著著名名的的Zigler-Natta(齐齐格格勒勒-纳纳塔塔)催催化化剂剂中中起起催催化作用的钛必须用一化作用的钛必须用一个个Al(Et)3活化活化 经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商
3、品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 许许多多过过渡渡金金属属有有机机配配合合物物可可借借鉴鉴合合成成非非过过渡渡金金属属有有机机化化合合物物的的方方法法并并用用非非过过渡渡金金属属有有机机化化合合物作为试剂来制备物作为试剂来制备 过过渡渡金金属属有有机机配配合合物物的的一一些些基基本本化化学学性性质质、结构也与非过渡金属有机化合物密切相关结构也与非过渡金属有机化合物密切相关 非非过过渡渡金金属属有有机机化化学学仍仍然然是是金金属属有有机机化化学学的的基基础础,人人们们可可以以不不再再研研究究它它,但但不不可可不
4、不了了解解它它、不使用它不使用它 经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用常用于制备非过渡金属有机化合物的方法有三种,常用于制备非过渡金属有机化合物的方法有三种,第一种是金属直接与卤代烃反应(格氏试剂和锂试剂);第一种是金属直接与卤代烃反应(格氏试剂和锂试剂);第二种是金属交换反应;第二种是金属交换反应;第三种是活泼金属有机化合物与有机化合物的金属化反第三种是活泼金属有机化合物与有机化合物的金属化反应;应;另外还有一些其他的反应类型。另外还有一些其他的反应类型。比较重要的非过渡金属有机化合物有有机锂、格氏
5、试剂、比较重要的非过渡金属有机化合物有有机锂、格氏试剂、硼试剂、有机铝、烷基铜锂等。在本节中均做简要的介硼试剂、有机铝、烷基铜锂等。在本节中均做简要的介绍。绍。4.1 非过渡金属有机化合物的通用制法非过渡金属有机化合物的通用制法经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.1 非过渡金属有机化合物的通用制法非过渡金属有机化合物的通用制法 Grignard试试剂剂(简简称称格格氏氏试试剂剂)是是大大家家熟熟悉悉的的镁镁有有机机化化合合物物,制制备备Grignard试试剂剂的的最最简简单单、最最重重要要方方法法
6、就就是是金金属属镁镁与与卤卤代代烃烃直直接接反反应应。根根据据制制备备Grignard试试剂剂的的目目的的,这这个个反反应应可可以以在在不不同同溶溶剂中进行剂中进行 4.1.1.1 金属镁和卤代烃在醚类溶液中反应金属镁和卤代烃在醚类溶液中反应4.1.1 金属与卤代烃反应金属与卤代烃反应经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用合成方法合成方法格氏试剂的制法是将卤代烃格氏试剂的制法是将卤代烃(常用氯代烷或溴代烷常用氯代烷或溴代烷)乙醚溶液缓缓加入被乙醚浸泡着的镁屑中,加料速度应乙醚溶液缓缓加入被乙醚浸泡着的镁
7、屑中,加料速度应能维持乙醚微沸,直至镁屑消失,即得格氏试剂。反应能维持乙醚微沸,直至镁屑消失,即得格氏试剂。反应是放热的,如果反应起动迟钝,可加一小粒碘来启动,是放热的,如果反应起动迟钝,可加一小粒碘来启动,一旦反应开始,乙醚发生沸腾后,乙醚的蒸气足以排除一旦反应开始,乙醚发生沸腾后,乙醚的蒸气足以排除系统内空气的氧化作用,但不允许有水。格氏试剂易与系统内空气的氧化作用,但不允许有水。格氏试剂易与空气或水反应,故制得后应就近在容器中反应。氯乙烯空气或水反应,故制得后应就近在容器中反应。氯乙烯和结合在烯碳上的氯不能在乙醚中与镁反应,如用四氢和结合在烯碳上的氯不能在乙醚中与镁反应,如用四氢呋喃代替
8、乙醚,可制得氯化乙烯基镁试剂。这种试剂有呋喃代替乙醚,可制得氯化乙烯基镁试剂。这种试剂有人称为诺曼试剂。人称为诺曼试剂。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用由于反应开始时很慢,为了更好地启动镁与卤代由于反应开始时很慢,为了更好地启动镁与卤代烃的反应,常用烃的反应,常用少量碘、碘甲烷或少量碘、碘甲烷或1,2-二溴乙烷二溴乙烷加快反应的开始加快反应的开始。1,2-二溴乙烷应当是启动反应二溴乙烷应当是启动反应的首选试剂,特别是乙醚中如有少量水时,二溴的首选试剂,特别是乙醚中如有少量水时,二溴乙烷与镁很快反应
9、,生成溴化镁和乙烯,溴化镁乙烷与镁很快反应,生成溴化镁和乙烯,溴化镁有去水干燥作用,还可以通过观察乙烯的气泡判有去水干燥作用,还可以通过观察乙烯的气泡判断反应速率。另外,生成的溴化镁和乙烯都是无断反应速率。另外,生成的溴化镁和乙烯都是无毒的。这三种启动时加入的试剂都是通过去除镁毒的。这三种启动时加入的试剂都是通过去除镁表面的钝化层来加快反应的。表面的钝化层来加快反应的。注意:启动试剂必注意:启动试剂必须直接注射或放置于金属镁上,以造成较大的局须直接注射或放置于金属镁上,以造成较大的局部浓度。引发过程中不搅拌。部浓度。引发过程中不搅拌。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加
10、赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 在在三三个个烧烧杯杯中中分分别别加加入入3 molL盐盐酸酸、去去离离子子水水及及乙乙醚醚。将将镁镁条条依依次次在在上上述述三三个个烧烧杯杯中中洗洗涤涤后后、在在装装乙乙醚醚的的杯杯中中剪剪碎碎,转转入入Schlenk(施施伦伦克克)瓶中抽干、称量瓶中抽干、称量 注意:注意:清清除除表表面面氧氧化化层层的的镁镁与与活活泼泼卤卤代代烃烃较较易易反反应应,镁镁表表面面处处理理得得不不彻彻底底或或使使用用活活性性较较低低的的卤卤代代烃烃,反应较难启动反应较难启动 如将金属用溶剂润湿,再加入少量碘或二溴如将金属用溶剂润湿,再加入少
11、量碘或二溴乙烷可引发反应乙烷可引发反应 经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用卤代烃与镁反应活性顺序:卤代烃与镁反应活性顺序:RI RBr RF,苄基,苄基 三级三级 二级二级 一级一级 芳卤芳卤对对于于活活性性较较差差的的卤卤代代烃烃,可可选选用用沸沸点点较较高高的的醚醚类类,如如用用正正丁丁醚醚、四四氢氢呋呋喃喃等等作作溶溶剂剂(提提高高反反应应温温度度,加加速速反应进行反应进行)金金属属镁镁和和卤卤代代烃烃反反应应是是强强放放热热的的,反反应应开开始始后后,应应该该控控制制加加卤卤代代烃烃速速度度
12、并并采采用用适适当当的的方方式式冷冷却却 在在醚醚类类溶溶液液中中制制备备的的Grignard试试剂剂是是一一个个溶溶液液,进进行行简简单单相相分分离离除除去去固固体体物物后后就就可可直直接接用用于于下下一一步步的的反反应应。静静置置后后用用双双头头针针转转移移或或Schlenk过滤器相分离。过滤器相分离。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.1.1.2 在烃类溶剂中制备在烃类溶剂中制备Grignard试剂试剂 在在常常压压、烃烃类类溶溶剂剂中中,金金属属镁镁与与卤卤代代烃烃不不能能反应反应 193
13、1年年Schlenk(施施伦伦克克)将将精精制制的的镁镁粉粉、卤卤代代烷烷和和苯苯在在玻玻璃璃封封管管中中振振荡荡两两个个月月,得得到到了了非非醚醚Grignard试剂试剂 卤代烃卤代烃n-BuIn-C8H17In-BuCln-BuBr产产 率率96965538 Tschelinzeff在在烃烃类类溶溶剂剂中中加加入入少少量量的的叔叔胺胺或或醚醚类类,反反应应可可以以顺顺利利地地进进行行,说说明明醚醚类类在在制制备备Grignard试剂中的重要作用试剂中的重要作用 经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用
14、4.1.1.3 无溶剂存在下制备无溶剂存在下制备Grignard试剂试剂 卤卤代代烃烃本本身身就就是是一一个个溶溶剂剂,可可用用纯纯净净的的卤卤代代烃烃与与金金属属镁镁反反应应制制备备Grignard试试剂剂。但但生生成成的的Grignard试试剂剂会会与与过过量量的的原原料料继继续续反反应应生生成成偶偶联联产产物物,类类似似Wurtz(武武尔尔茨茨)反反应应,特特别别是是用用碘碘代代烷烷反应,故无制备价值反应,故无制备价值 经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.1.1.4 金属锂与卤代烃反应金属锂
15、与卤代烃反应 1930年年Ziegler(齐齐格格勒勒)在在烃烃类类溶溶剂剂中中用用金金属属锂锂与与卤卤代代烃烃直直接接反反应应合合成成了了锂锂有有机机化化合合物物,这这是是最最简简单单、最最重重要要的的制制备备锂锂有有机机化化合合物物的的方方法法,可可以以合合成成结结构构较较简简单单的的烷烷基基锂锂、芳芳基基锂锂,再再由由它它们们合成结构复杂的锂有机化合物合成结构复杂的锂有机化合物 由由于于锂锂有有机机化化合合物物比比Grignard试试剂剂更更活活泼泼,甚甚至至可可以以与与醚醚类类反反应应,故故不不能能照照搬搬制制备备Grignard试试剂剂的的方方法法。通通常常,是是在在石石油油醚醚、环
16、环己己烷烷、苯苯等等烃类溶剂中制备锂有机化合物烃类溶剂中制备锂有机化合物 经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 因因为为锂锂有有机机化化合合物物的的活活泼泼性性,生生成成的的产产物物与与原原料料发发生生偶偶合合反反应应的的倾倾向向更更大大,因因此此要要保保证证金金属属过量。过量。1.在在制制备备锂锂有有机机化化合合物物时时不不得得不不选选用用氯氯代代烃烃,甚至氯代芳烃为原料甚至氯代芳烃为原料 注意:注意:2.在在室室温温或或更更低低的的温温度度、强强烈烈搅搅拌拌下下向向分分散散的锂中滴加卤代烷的锂中滴
17、加卤代烷 经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 3.制制备备的的锂锂有有机机化化合合物物浓浓度度也也不不能能太太高高,这这除除了了减减少少副副反反应应外外,锂锂有有机机化化合合物物在在非非极极性性烃烃类类中的溶解度也有限中的溶解度也有限(与有机锂的分子结构有关)(与有机锂的分子结构有关)4.不能照套清除镁表面氧化膜的方法,不能照套清除镁表面氧化膜的方法,危险!危险!5.做做成成锂锂沙沙不不仅仅可可除除去去氧氧化化膜膜而而且且也也有有利利反反应应,但但金金属属锂锂熔熔点点高高(180.5),必必须须选选
18、用用高高沸沸点点烃类溶剂烃类溶剂。常用剪碎的锂丝或锂带。常用剪碎的锂丝或锂带。其其他他碱碱金金属属,如如金金属属钠钠与与卤卤代代烃烃反反应应,主主要要发生发生Wurtz(武尔茨武尔茨)反应反应 经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或
19、者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 有机镁、有机锂试剂的浓度标定有机镁、有机锂试剂的浓度标定1.酸碱滴定法酸碱滴定法,具体做法具体做法:配制配制NaOH 0.09885mol/L和和HCl 0.10893mol/L标准液标准液,GB-601具体参见配制手册具体参见配制手册,A、用、用1ml离心管取格氏试剂(因格氏试剂中含有镁屑会离心管取格氏试剂(因格氏试剂中含有镁屑会使结果偏高,故用使结
20、果偏高,故用0.45的滤膜过滤),精确称重到的滤膜过滤),精确称重到0.0001。B、取一个锥形瓶,加入、取一个锥形瓶,加入50ml蒸馏水、蒸馏水、10ml盐酸标准滴定盐酸标准滴定溶液、溶液、35滴溴甲酚绿甲基红指示剂(配制方法见实验员滴溴甲酚绿甲基红指示剂(配制方法见实验员手册)。手册)。C、将称好的格氏试剂倒入锥形瓶中水解,溶液呈桔红色,、将称好的格氏试剂倒入锥形瓶中水解,溶液呈桔红色,用氢氧化钠标准溶液滴定到呈绿色达到终点,记下氢氧化用氢氧化钠标准溶液滴定到呈绿色达到终点,记下氢氧化钠消耗量钠消耗量VNaOH (VHCl*0.10893-VNaOH*0.09885)/W=()mol/g
21、W:称取的格氏试剂和重量。:称取的格氏试剂和重量。2.配位滴定配位滴定经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用格氏试剂的标准滴定方法如下:格氏试剂的标准滴定方法如下:指示剂的选择:若为烷基格氏试剂,则以指示剂的选择:若为烷基格氏试剂,则以2,2-biquinoline为指示剂(为指示剂(1%M/V in xylene),颜色由,颜色由red变为无色。变为无色。若含有芳基如苯基,
22、苄基等格氏试剂,则以若含有芳基如苯基,苄基等格氏试剂,则以1,10-phenanthroline为指示剂(为指示剂(1%M/V in xylene),颜色由,颜色由 burgundy red变为无色。变为无色。滴定液的配制:配制滴定液的配制:配制1M(可以根据需要自行调节浓度)(可以根据需要自行调节浓度)2-butanol in xylene,然后滴定就可以了。然后滴定就可以了。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.1.1.5 金属铝与卤代烃反应金属铝与卤代烃反应 铝铝的的金金属属性性比比锂锂、镁镁
23、要要弱弱,须须用用活活泼泼的的卤卤代代烃烃才才能能顺顺利利地地发发生生反反应应。1859年年Hallwachs(哈哈尔尔瓦瓦克克斯斯)和和Schafarik(沙沙夫夫阿阿里里克克)用用碘碘代代烷烷与与铝铝屑屑反应得到了倍半乙基碘合铝反应得到了倍半乙基碘合铝 因因为为在在这这个个化化合合物物中中,一一个个铝铝原原子子同同1.5倍倍的的乙基和碘相结合,所以俗称倍半烷基铝乙基和碘相结合,所以俗称倍半烷基铝 经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 实实 际际 上上 它它 是是 由由 Et2AlI(118-120
24、/0.50.6kPa)和和EtAlI2(158160/0.5kPa)组组成成,而而且还存在如下平衡:且还存在如下平衡:由由于于这这两两个个化化合合物物沸沸点点相相差差较较大大,可可以以蒸蒸出出EtAlI使平衡向右移动,得到纯品使平衡向右移动,得到纯品 氯氯(溴溴)代代烷烷与与铝铝反反应应没没有有碘碘代代烷烷那那么么容容易易,需需要要用用碘碘、三三氯氯化化铝铝、烷烷基基铝铝等等引引发发,生生成成的的倍倍半半烷烷基基铝铝也也不不能能用用蒸蒸馏馏法法分分离离,但但可可用用金金属属钠钠脱脱去卤素,得到三烷基铝去卤素,得到三烷基铝 经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的
25、损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 铝铝镁镁合合金金是是飞飞机机制制造造工工业业的的重重要要材材料料,有有工工业业来来源源,镁镁虽虽没没有有钠钠活活泼泼但但足足以以用用来来脱脱卤卤。所所以以,可可直直接接用用Al2-Mg来来合合成成一一氯氯二二烷烷基基铝铝。提提高高镁镁的的含含量量,如如使使用用A1Mg2合合金金与与氯氯代代烷烷反反应应甚甚至至可可直接得到三烷基铝。直接得到三烷基铝。曾曾用用这这个个方方法法进进行行过过小小规规模模生生产产。但但此此法法只只能能合合成成烷烷基基较较小小的的铝铝有有机机化化合合物物,铝铝镁镁合合金金在在粉粉碎碎时时易易着着火火,不不安安全全
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