日本北海道大学的研究人员发现了一种利用机械化学制备格氏试剂的新方法,更重要的是,这些试剂不会被空气破坏。他说:“这样更容易、更快。黛博拉·克劳福德他来自英国布拉德福德大学,没有参与这项研究。“如果我现在需要格格纳,我就会采用这种方法。”

详细说明如何制作格氏试剂的方案

来源:©Rina Takahashi et al 2021

格氏试剂是有机镁化合物,广泛应用于有机合成中,因为它们的多功能性可以产生新的碳-碳键。然而,它们的制备通常需要控制温度、干溶剂和通过Schlenk线等惰性空气方法免受空气和水分的影响。克劳福德说:“这是第一个在环境条件下制备格里纳德的例子……这是非常了不起的。”

这个日本团队的秘密武器是机械化学——用球磨机把试剂研磨在一起。虽然其他研究人员已经研究了有机卤化物和镁在这种条件下的反应性,但这个团队更进了一步。“我们发现,(添加)少量的[四氢呋喃有效地促进了格氏试剂的形成,”共同领导这项研究的Koji Kubota解释说。“制作过程非常简单:将一个不锈钢球、有机卤化物、镁和四氢呋喃(THF)(全部)加入研磨瓶中。”然后你就按开始键。”

整个过程在空气中进行。此外,所制备的格氏试剂无需进一步纯化即可进行后续反应。克劳福德说,研究人员展示了这种试剂极好的反应范围。机械化学合成的镁化合物在羰基加成、交叉偶联反应和许多其他反应中起作用。她说:“(他们)展示的一些转化是传统的(化学合成)难以实现的。”最终,这些格力纳飞机会在空中腐烂。然而,Crawford认为这不是一个问题,因为化学家经常立即使用格氏试剂。

Kubota说,除了实际的优势之外,这种方法更环保——减少对特殊预防措施的需求“从环境和经济的角度来看非常有益”。埃维莉娜Colacino他是法国蒙彼利埃大学的机械化学专家,他很看重“这种协议的简单性和实用性”。她还评论了机械化学如何拓宽了传统化学的范围。她补充说:“它提供了获取新分子的途径……使制备无法用溶剂型工艺制备的化合物成为可能。”

新的机械化学合成被优化到制备1g格氏试剂。然而,科拉西诺解释说,在进行大批量生产之前,研究小组计划研究这些化合物的长期稳定性——除了氧气和水分,二氧化碳也会破坏它们。

克劳福德想知道是否探索双螺杆挤压——一种用于大规模机械化学制备的技术——可能会加速扩大过程。她说,“那时我们就能看到最大的经济和可持续节省。”久保田证实,他们的团队目前正在调查稳定性问题,以及球磨机的商业化潜力。