常用还原剂——四氯化钛-锌(TiCl₄+Zn)

KingDraw 2024-09-14 11:03:26

四氯化钛-锌(TiCl₄ + Zn)

【英文名称】 Titanium(IV) Chloride-Zinc

【分子式】 TiCl₄-Zn

【分子量】 189.68 (TiCl₄), 65.39 (Zn)

【CAS号】7550-45-0 (TiCl₄), 7440-66-6 (Zn)

【物理性质】TiCl₄:无色或微黄色液体,有刺激性酸味,在空气中发烟,蒸汽压(21.3 ℃)1.33 kPa,mp -24 °C,bp 136.4 ℃,d 1.726 g/cm³,可溶于THF、CH₂Cl₂ 和甲苯。Zn:灰色固体,mp 419 ℃,bp 907 °C,d 7.14 g/cm³,不溶于有机溶剂中。

【制备和商品】国内外试剂公司均有销售。将 3 摩尔倍量的锌粉加入到反应物和 1.5 摩尔倍量的 TiCl₄ 的 THF 溶液(-10 ℃)中,然后升到合适的反应温度即可。

【注意事项】TiCl₄ 具有腐蚀性,对湿气很敏感。锌粉易与酸性水溶液反应,放出易燃气体。反应中生成的 TiCl₃ 对湿气和空气都很敏感,所有溶剂应在使用前干燥。

20 世纪 70 年代,Tyrlik,Mukaiyama 和 McMurry 等人发现:用四氯化钛与还原剂原位生成的低价钛,能很好地使羰基化合物发生还原偶联反应生成烯烃。后来,该反应被称之为 McMurry 反应。其中,最常见的体系就是 TiCl₄-Zn 体系。

Mukaiyama 最早报道了将该试剂应用于频哪醇偶联反应,反应产物可以是邻二醇或烯烃,这与反应的溶剂和反应温度有很大关系。

对于甲基烷基酮而言,烯烃产物的立体选择性与烷基的位阻有关。

如果是二羰基化合物,则得到环烯烃。

TiCl₄-Zn 体系适用于醛和酮类羰基化合物外,酯和酰胺的羰基也可以和醛酮的羰基发生交叉脱氧偶联反应。因此,该反应为合成含氮和含氧杂环化合物提供了一种有效的方法。

α,β-不饱和醛酮与 TiCl₄-Zn 体系反应生成共轭多烯类化合物。

环状 α,β-不饱和醛酮与 TiCl₄-Zn 体系反应时,高选择性地得到螺环化合物。

TiCl₄-Zn 体系与二溴甲烷或二碘甲烷组成的试剂,是一个温和的酮类化合物的亚甲基化试剂。与 Wittig 试剂相比,该反应不需要在强碱性条件下进行,并且具有很好的官能团兼容性。因此,在有机合成方面有重要应用。

在碱性条件下,TiCl₄-Zn 体系还可将邻二卤代烃、邻二醇、β-羟基卤代烃、β-羟基苯基硫醚等化合物高产率地还原为烯烃。

摘自:《现代有机合成试剂——还原反应试剂》,胡跃飞主编。

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