我的试验步骤如下:
1.先将整个装置抽真空通氮气(氮气是普纯氮)7次。
2.抽取经无水处理,二苯甲酮指示剂变蓝后的THF加入到反应体系,然后用液氮+丙酮冷却整个反应装置至零下-78°C约30分钟。由于没有低温温度计,温度靠我的感觉控制。我以丙酮全部冻成白色的碎细粉末为准,然后维持这个状态。
3.用塑料针管(没有通氮气,直接取用)抽取适量丁基锂通过恒压滴液漏斗逐滴加入到反应烧瓶中,速度足够慢。假如温度控制得很好,一般在加完丁基锂后溶液才稍稍显出一点淡黄色;假如温度控制得不好,溶液在第一滴丁基锂加入后数分钟内变为柠檬色或者暗黄色。
4.让丁基锂在零下-78°C下反应约30min(其实,从5min到60min我都试过,后来一律反应30min)后,快速加入三甲基氯硅烷溶液,让体系自然升温过夜。
结果是:无论如何改变实验条件,得到的主产物总是对二溴苯自身偶联的产物,即4,4`-二溴联苯(质谱检验),根本不是我要的产物。
怀疑过的问题有:
1.温度不够低。后来查到丙酮的凝固点在-90°C左右,我每次把丙酮冷却到白色的碎细粉末,按照道理来说,温度足够低。佐证是有几次倒液氮稍稍过头,导致THF冻住了。(THF凝固点-100°C左右)
2.对二溴苯本身就容易偶联。用对二氯苯试过,一样偶联。而且大量文献证明对二溴苯是可以做成的。
3.偶联不是发生在加入丁基锂这一步,而是发生在自然升温时。有一次加入丁基锂5min后用针头抽取少量溶液点板,点板显示原料大部分反应,偶联是主要产物。随后在加入第二种底物后,等待自然升温后点板显示:生产的产物点与途中点板基本一致。
4.仪器不到要求。我抽取THF的针筒是玻璃磨口的,因为密封性不好,每次抽取溶剂总是抽不上来,非常费劲。也没有像以前的一个帖子里写过的抽取几次氮气后再取用。加丁基锂的针筒是多次反复使用的,里面有大量丁基锂氧化后的固体。氮气是普纯,不知道含水量够不够标准。双排管虽然是新的,连接的胶皮管也是新的,但是这套装置与处理THF的的装置是联用的,不知道蒸THF时有没有带入水到双排管内,不过窃以为这个问题不大。这方面的问题因为实验室条件限制,无法改进。
一下子打了这么多,自己看的都挺费劲。但是心情
,还请各位多多谅解。
未命名.JPG

最新回复
帮你查了一下文献,发现大部分人都用乙醚做溶剂,很少有人用THF。
比如
Journal of the American Chemical Society, 128(46), 14845-14853; 2006
Journal of Heterocyclic Chemistry, 40(5), 845-850; 2003
Tetrahedron, 59(20), 3593-3601; 2003
Journal of the American Chemical Society, 125(20), 6058-6059; 2003
你也可以用乙醚试试。
温度不是问题,这个反应零下三四十度也能反应。
溶剂应该不是问题,我们做丁基锂的反应都用THF。
二溴苯和丁基锂的料比多少?
这个反应设计,主产物本来就应该是二溴苯偶联为主。三甲基氯硅烷和中间体溴苯锂盐的反应活性,不如后者和二溴苯的反应活性高。
另外注意丁基锂的质量,使用时的安全问题。
二溴苯与正丁基锂示意图.jpg
QUOTE:
多谢yushouyun兄的精彩发言。我觉得你说的排除水导致失败的解释非常有道理。另外溶剂的问题,我也非常同意楼下alhgzn的说法,THF做溶剂应该是没有问题的。我在Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 7869 –7873里就查到有人用THF做溶剂制得碳负离子,另外还有很多文献证明这一点。另外alhgzn兄对这个反应设计思路提出的建议,我觉得应该问题不太大吧。yushouyun兄提到的文献Journal of the American Chemical Society, 125(20), 6058-6059就和我做的反应一模一样,除了溶剂换成乙醚。
除此之外,带一个溴的碳负离子在与对二溴苯和三甲基氯硅烷反应活性的比较,我觉得意义不大。首先对二溴苯与丁基锂是按照1:1的当量投料,目的是控制大部分原料生成我所需要的碳负离子。假如这个碳负离子不能稳定存在就失活了,根本不谈与后来的底物三甲基氯硅烷反应了。为了证明偶联到底是在加入丁基锂之后就发生的,还有由于对二溴苯与三甲基氯硅烷竞争反应时发生的,我做了如下的跟踪:
在加入丁基锂后用针头抽取少量溶液点板,结果显示此时产物就已经是偶联。为了杜绝可能是因为抽取溶液暴露大气后点板才造成的偶联产物,我又把这个反应继续进行下去,等最后所有底物加完反应时间足够后点板发现:此时点板的结果与途中的结果是一样。证明了我途中的点板显示的偶联不是在竞争中形成的,而是丁基锂加入后就自身偶联了。这个TLC跟踪的可信度也是有文献支持的。
不过还是向两位表示感谢!这么讨论一番 ,思路还是清晰不少。
现在看来也可以考虑把溶剂换成乙醚试一试,因为实在想不到其他的问题。
再说,俺也没制过丁基锂。
多谢提醒!
QUOTE:
我的意思不是二者竞争,而是中间体溴苯锂盐,在与三甲基氯硅烷反应前,已经被消耗了,根本没有与三甲基氯硅烷反应。如果手上有一溴苯的话,你按一溴苯:n-BuLi=1:1,然后滴加三甲基氯硅烷,做一下这个反应,如果产物还是偶联占多数,就是我说的不对,如果三甲基氯硅烷基反应上去了,我说的就是对的。
我刚才打电话问了一位资深人士,他认为我的判断是正确的,你用实验核实一下。
既然有楼上的兄弟查到了相关文献,能不能贴出来,我先看看文献怎么说的。
QUOTE:
同意alhgzn 的看法,在你反应了30min如此长的时间后,阴离子已经被溴苯消耗光了,再加入三甲基氯硅烷,就谈不上与阴离子反应了,或许可以考虑将二溴苯与三甲基氯硅烷1:1混合后,再滴入丁基锂,以保证偶联产物不是唯一的产物。QUOTE:
这个建议我下次去试一试 最近几天看奥运会 根本没去实验室:)QUOTE:
十分感谢你的建议,明天就去实验室尝试一次!另:2) 如果希望采用丁基锂的方法,不妨采用Bu3MgLi这个试剂来反应(制备采用2.0 eq n-BuLi与1.0 eq n-BuMgBr),该反应不需要低温,零度左右制备与交换就可以,该试剂的主要优点是,不需要低温,区域选择性好。然后在与Me3SiCl反应,应该问题不大。Ref: J. Org. Chem. 2001, 66, 4333-4339.
3) 如非要采用n-BuLi,可以采用将SM和Me3SiCl先混合,冷却至-78 oC左右,然后再滴加n-BuLi, 当量比例应该为1:1.2:1.2为宜,个人觉得你的反应偶联产物主要是温度过高引起的,一般对二溴苯与n-BuLi在高于-50oC以上就会发生偶联。
这样的检验方法适用任何反应。
你的实验,(如果试剂没问题),可以尝试将二溴苯和硅试剂一起,然后滴加丁基锂。锂试剂也可以用异丙基格式试剂和LiCl交换得来的溶液试试。
如果不行,你要换方法了
QUOTE:
不好意思 中间经历了许多事故 :药品没了,奥运期间啥都不给运。丁基锂结果也变质坏掉了,前段时间才刚刚运到。中间按照alhgzn的方法尝试过了同时加入三甲基氯硅烷和对二溴苯,再加入丁基锂,反应结果依然是偶联为主,其他的点极其杂而且乱。后来受不了了,把对二溴苯换做了五氟溴苯,再加丁基锂和三甲基氯硅烷,新点倒是生成了,可是在硅胶柱上用纯乙酸乙酯都很难冲下来。心情激荡之下,旋蒸一个没盯紧,东西又掉水池里了……囧
最后没有办法,再次借鉴大家的建议,用格式试剂做这个反应。先用Mg与对二溴苯按1.1:1的当量投料,意图制成带一个溴的格式试剂,然后在45°C下加入三甲基氯硅烷,再反应回流18h,(参考文献两篇:化学学报 ,1989,47,253-257;化学试剂, 2001, 23 (2) , 107~ 108),最后经过一系列后处理。这个反应也是最近刚刚才做,还没有得到谱图数据,我会尽快向大家汇报结果。