格林尼亞試劑

由法國化學家格林尼亞於1901年所創始。由有機鹵素化合物（滷代烷、活潑滷代芳烴）與金屬鎂在絕對無水乙醚中反應形成有機鎂試劑，稱為“格林尼亞試劑”，簡稱“格氏試劑”。 ^[1]  後法國化學家諾爾芒於1953年以四氫化呋喃（THF）作為溶劑得到了格氏試劑。該項改進稱為“格林尼亞-諾爾芒反應”。 ^[1] 

現常用鹵代烴與鎂粉在無水乙醚或四氫呋喃（THF）中反應制得，製備過程必須在絕對無水無二氧化碳無乙醇等具有活潑氫的物質條件下進行。通常以通式R-Mg-X表示。格氏試劑是一種活潑的有機合成試劑，能夠發生：偶連、加成、取代等多種類型反應，在有機合成中具有較高應用價值。 ^[2] 

格氏試劑一般有兩種，1：氯苯類（氯化苄）在乙醚（四氫呋喃）下和鎂反應，2：溴代環戊烷在乙醚（四氫呋喃）下和鎂（鋅）反應。 ^[3] 

簡稱格氏試劑。一類通式為R-Mg-X的試劑，式中R為脂肪烴基或芳香烴基，X為鹵素（Cl、Br或I）。通常用鹵代烴和金屬鎂在無水乙醚或四氫呋喃中製取。性質極為活潑，可與具有活潑氫的化合物（如H₂O，ROH，RC≡CH…）醛、酮、酯、酰滷、腈、環氧乙烷、滷代烷、二氧化碳、三氯化磷、三氯化硼、四氯化硅等反應。為重要的有機合成試劑。 ^[4] 

格氏試劑是共價化合物，鎂原子直接與碳相連形成極性共價鍵，碳為負電性端，因此格氏試劑是極強的路易斯鹼，能從水及其它路易斯酸中奪取質子，故格氏試劑不能與水，二氧化碳接觸，需格氏試劑的製備和引發的反應需要在無水，隔絕空氣條件下進行。 ^[5] 

格氏試劑一般由鹵代烴與鎂粉在無水乙醚或四氫呋喃（THF）中反應制得。（滷代苯必須在THF中反應）格氏試劑可與醚或四氫呋喃中的氧原子形成絡合物，製備過程必須在絕對無水無二氧化碳無乙醇等具有活潑氫的物質（如：水、醇、氨、鹵化氫、末端炔等）條件下進行。 ^[6] 

在有活潑氫物質或者THF中：R-Br+Mg→R-Mg-X ^[1] 

由於碘代烷價格較高，一般用溴代烷合成。溴代烷是最常用於製備格氏試劑的鹵代烴，但由於氯、溴甲烷均為氣體，使用不便，一般使用碘甲烷合成碘化甲基鎂。氯苯在製備格氏試劑時還須控制温度與壓力。烯丙型及苯甲基型格氏試劑，合成後會與尚未反應的鹵代烴發生偶合，因而需要嚴格控制温度。 ^[6] 

在250mL三口燒瓶上，配置攪拌器、恆壓滴液漏斗和帶有CaCl₂乾燥管的迴流冷凝管。向三口燒瓶中置入2.9g（0.12mol）鎂屑，用20mL無水乙醚浸沒。攪拌下，先滴入5mL 25%鹵代烴乙醚溶液（由0.12mol鹵代烴和無水乙醚配製而成）。如果反應液呈現混濁狀並且温度上升，表明反應已經開始。如果沒有產生上述現象，則需要加入1～2小粒碘晶，並微微加熱。片刻，碘的顏色開始漸漸消褪，溶液變混濁，反應即開始，停止加熱。將餘下的鹵代烴溶液滴入反應瓶中，滴速以維持反應液平穩沸騰為宜。加畢，用温水浴加熱迴流約半小時，使反應完全，即得格氏試劑乙醚溶液。 ^{[3]  [7]} 

（1） 不論何時都不要將乙醚蒸乾。 ^[8] 

（2） 所用儀器均需乾燥。溶劑和試劑都必須經過乾燥處理。 ^{[7]  [8]} 

（3）可用熱水浴加熱，切不可用明火加熱。 ^[8] 

（4）空氣中的氧會與格氏試劑發生緩慢的氧化，格氏試劑的乙醚溶液在暗室裏會發出美麗的光，就是這個緣故。因此，格氏試劑不可久置，通常隨制隨用。 ^{[7]  [8]} 

格林試劑和某些活潑氫化合物（水、醇、酸等）、CO₂、羰基化合物、金屬或非金屬滷代物等的反應成為格林尼亞反應。常用以製備烴類、醇、酮、酸等。例如： ^[1] 

日本北海道大學創成研究機構化學反應創成研究據點（WPI-ICReDD）、北海道大學工學研究院等機構的科研人員共同組成的研究團隊研發出幾乎不使用有機溶劑便可簡便製備格林尼亞試劑（Grignard reagent，簡稱“格氏試劑”）的方法。研究成果於近期發表於《Nature Communications》期刊，題為：“Mechanochemical Synthesis of Magnesium-based Carbon Nucleophiles in Air and Their Use in Organic Synthesis”。

格氏試劑作為有機合成中重要的試劑被廣泛使用，製備通常需要在無水無氧的反應容器中進行，需使用高純度的有機溶劑，並且要嚴格控制温度，不僅製備過程繁瑣，有機溶劑還會產生廢棄物和毒性。

為探索更為簡便、高效的製備方法，科研人員通過球磨機左右震動和機械攪拌，只需添加少量的有機溶劑便可在短時間內簡便、高效地製備格氏試劑。此種製備方法能將有機溶劑的使用量降低至原使用量的十分之一左右，無需使用高價高純度的有機溶劑，並且，製備方法不易受到反應容器中水分和氧氣的影響，可用於多種有機合成反應。

此項研究成果有效控制了格氏試劑製備過程中有害有機溶劑的使用量，不僅可以減少化學制品對環境的不良影響，還有助於降低化學制品的生產成本。 ^[9-10]