【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。
相关反应
上世纪70年代,T. Mukaiyama课题组, S. Tyrlik课题组和 J.E. McMurry课题组分别独立发现羰基化合物在低价钛存在下可以反应得到偶联烯烃。随后几年里,McMurry更加系统的研究了此反应应用范围和限制条件。利用低价钛【如TiCl3/LiAlH4或Zn/TiCl4生成的Ti(0)】还原偶联羰基化合物制备相应烯烃的反应,被称为McMurry偶联反应。此反应是单电子转移历程。McMurry反应在制备对称性烯烃和环烯烃效果很好,对于分子内反应也能够有效地进行,因此该反应经常被应用于合成大环化合物或者天然产物。