LiCl在有機合成中的應(yīng)用

啊魯通 2021-03-14

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鋰，與鈉、鉀雖然同屬于第一主族元素，但鋰卻有其結(jié)構(gòu)的特殊性。鋰離子的半徑為0.76 A（鈉離子半徑為1.02 A，鉀離子半徑為1.33 A），離子半徑過小賦予鋰不同于鈉、鉀化合物的共價性，以及對富電子非金屬原子的親和性。尤其是鋰離子的親氧性在有機藥物合成與制藥工藝研究中具有特殊的作用。下面列舉兩例LiCl在有機合成中的應(yīng)用。

（一）LiCl代替LiHMDS，無需-78°C

利莫那班（rimonabant）是法國Sanofi（賽諾菲）公司研發(fā)的全球首個1型大麻素受體(CB1)抑制劑類減肥藥，具有很好的減肥效果，并具有胰島素增敏和改善脂代謝紊亂的作用，同時具有一定的輔助戒煙效果。其作為新型減肥藥于2006年在歐盟批準(zhǔn)上市。

原研合成路線使用LiHMDS作為縮合試劑來介導(dǎo)對氯苯丙酮與草酸二乙酯的Claisen縮合，隨后與２，４－二氯苯肼環(huán)化制備關(guān)鍵中間體（I）。LiHMDS價格昂貴，用起來和用正丁基鋰注意事項差不多，要求無水無氧、低溫，而且會產(chǎn)生大量廢物，對反應(yīng)條件要求苛刻。顯然，從成本經(jīng)濟與綠色化學(xué)的角度考慮，LiHMDS不能夠適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)中間體1的實際要求。

從機理上講，使用LiHMDS作為縮合試劑的根本益處在于：鋰離子對羰基氧原子有很好的親和性，能夠通過六元環(huán)鋰鹽穩(wěn)定中間體，所以LiHMDS可以順利介導(dǎo)這種位阻型Claisen縮合。2008年，有研究人員開發(fā)了一種通過氯化鋰／甲醇鈉體系代替LiHMDS的改進工藝，以氯化鋰提供鋰離子，以甲醇鈉提供堿基，可在室溫條件下以一鍋法制備中間體I，反應(yīng)更加綠色。

（二）LiCl 用于多官能團格氏試劑的制備

除了其特殊的綠色化學(xué)性，LiCl還可作為促進劑用于含多官能團格氏試劑的制備。這一方面，德國慕尼黑工業(yè)大學(xué)的Knochel小組做了許多開創(chuàng)性工作。Knochel等人根據(jù)各類反應(yīng)條件和底物官能團兼容性的要求，開發(fā)了三種格氏試劑制備方法，極大拓展了格氏反應(yīng)的應(yīng)用范圍。由于Knochel 在格氏試劑合成與應(yīng)用方面的杰出貢獻，通常將含LiCl 的格氏試劑稱之為Konchel型格氏試劑。

LiCl 的作用機理：

1、在鹵素-鎂交換反應(yīng)中，LiCl可以破壞格氏交換試劑(i-PrMgCl)的聚集加快格氏交換反應(yīng)。

2、在鎂和鹵代烴的直接氧化插入反應(yīng)中，LiCl 的存在可以增加生成格氏試劑的溶解度, 從而保持鎂金屬表面的光潔度, 確保氧化插入反應(yīng)的持續(xù)進行；

3、在胺基鎂參與的C—H 鍵鎂化反應(yīng)中，LiCl 絡(luò)合的胺基鎂具有比傳統(tǒng)Hauser堿更好的溶解性和動力學(xué)堿性，從而使得Knochel-Hauser 堿具有更好的反應(yīng)活性。