引入
由一种 (较简单的) 有机金属试剂生成另一种 (更有用的) 有机金属试剂时,去质子化并非唯一的方法。有机锂还可以通过用一种被称为卤素–金属交换(halogen–metalexchange)的反应由烷基、酰基卤和另一种有机锂制取。
在反应中,溴和锂互换了位置。与许多这样的有机金属过程一样,机理尚未完全清晰,但可以表达为丁基锂对溴的一个亲核进攻过程。
卤锂交换产物的存在形式由pKa制定
卤锂交换的“机理”产物并不是 PhLi 和 BuBr,尽管我们好像经常是那么描述的,更确切的说法应该是产生一个苯基阴离子和一个锂阳离子。
关键其实在于pKa。
我们可以将有机锂想象成 Li+ 与碳阴离子之间的配合物。
有机锂试剂的稳定性由碳阴离子决定
无论是丁基锂还是苯基锂,锂阳离子是相同的:发生变化的只有碳阴离子。因此配合物的稳定性取决于碳阴离子配体的稳定性;
苯 (pKa 约为 43) 比丁烷 (pKa 约为 50) 酸性更强(共轭碱碱性越弱),因此苯基配合物比丁基配合物更稳定,反应于是反应在由 BuLi 制取 PhLi 的方向上;
警惕反应设计中可能存在的卤-金属交换
卤素–金属交换反应的存在限制了某些碳–碳键的构建方法。如当我们会用格氏试剂或有机锂试剂与卤代烃的结合构建新的 碳–碳 σ 键时,反应无法进行。
这是因为两种溴代烃与它们的格氏试剂会处在平衡中,即使偶联能够发生,那么也会产生三种偶联产物的混合物。
这种反应通常需要过渡金属的参与,这会在后面聊到。
当然,也有很多成功的例子,如:
一个烷基化反应用 NaNH2 做碱,制得乙炔钠而完成,另一个则用 BuLi 制得炔基锂完成。