[A] Ka/k-a"KB~/(-a[B] Kb/K-bKhL4不同部位负碳离子形成时可以从反应条件来确定它是受动力学控制或受热力学控制。当反应使用强碱、低温、无过量酮，并使用非质子溶剂时，碳氢键被碱提取质子快速、定量、不可逆，因此这时反应受动力学控制。当过量酮或质子溶剂存在时，负碳离子易于从中接受质子而达到平衡，这时反应条件是负碳离子形成受热力学控制。当动力学控制时负碳离子在位阻较少部位的碳氢键处形成。热力学控制的条件下，两个不同部位的负碳离子可达到平衡，取代基较多的部位的碳氢键易于形成负碳离子。负碳离子是活泼的中间体。其混合物组分测定是依靠硅烷化之后利用NMR光谱或气相色谱测定相应硅烷醚组成来加以确定的。表2.2给出了一些酮类化合物不同条件下所得负碳离子组分。DSi(CHb)3OSi(CHa)3(CHa)sSiCI表2.2负碳离子形成的组分0-HCCH,CH动力学控制2872PhCLi甲氧烷94'热力学控制ph,CLi/过量酮存在OHCHH,动力学控制LDAV二甲氧乙烷199热力学控制FT,N/DMF782200-CHCH,CH-C-CH,*CH,CH2-CH-C-CH,动力学控制唯形式LDA/THF - 78°℃2.3负碳离子的烃基化反应负碳离子作为亲核试剂可以通过与卤烃或具有其它离去基闭的经基化试剂作用形成碳碳18
键。+XR+OSOCHROSOCH对于具有两个功能基活化的碳氢键，它们的酸性较强。例如β-二酮、β-酮酸酯、丙二酸酯等，其活性亚甲基可以使用不太强的碱如醇钠形成负碳离子。然后在卤烃作用下引人烃基。OmNaOEtCHa-C—CH2-CO0C2H5+CHa(CH2)3BrCH3-CH2-C00C2H5二0(CH2)3CH369%~72%COOC2HsNaOEtCH2(COOC2H52 + BrCHCH2CH2C)53%~55%COOC2H53-酮酸酯及丙二酸酯水解之后形成的β-酮酸、丙二酸是不稳定的羧酸，很易脱去二氧化碳生成酮及各种羧酸。从而形成制备取代甲基酮和取代乙酸的一种常用方法。Hg(iOH1CO2CH3CHaCHCH3CHhR△RRHHCC.OO=COCHRCH2R△HOHOHOR闪二酸二乙酯及乙酰乙酸乙酯进行烃基化之后还有其它合成上的用途。例如利用乙酰乙酸乙酯及其衍生物在强碱或浓碱作用下形成各种取代的乙酸及在碘存在下两分子乙酰乙酸乙酯的缩合形成-二酮的方法。o17OH"CH-COOCHSCH3CH3CHCoOCHS-ROHRO=CHo--OH + RCH-COOCH6CH-C-O-+RCHCOOC2H50001CH3-C-CH-COOC-H5CH3-C-CH-COOC2H5CH3 --C--CH--COOCH5RRRAiRRR1. OHCH3"C--C-CHCH3-C-CH-CHC—CH2. H*ACHsOOCCOOCHS从上述反应中我们可以看到在丙二酸二乙酯或乙酰乙酸乙酯中其中-一个基团是起到活化作用的。反应之后加以脱除，从而它们分别起到丙酮负碳离子及乙酸负碳离子等价体的烃基19
化反应。只具有一个活性基的酮类化合物，其负碳离子形成需要较强的碱。当使用强碱时，选择性差。在进行酮的烃基化反应时，常导致多烃化反应。例如α-甲基环已酮在叔丁醇钾反应下与碘甲烷反应时生成二甲基酮的混合物，使反应难以在合成中采用。反应发生在多取代的碳CCCH3I(CH3)CO)(主要)（少量)原子上是由于取代较多的碳氢键形成热稳定性较大的负碳离子。在有些反应中，当反应条件加以控制时可以形成具有较好选择部位的烃化反应。例如下面两个例子。OLHaCHoozphPhCH2Br[(CH3)2CH2NLI42%~45%OTLHoCLDA25THF-78℃79%负碳离子的烃基化反应中通过环酮烃化研究了反应中的立体化学。4-叔丁基环已酮与碱作用生成的负碳离子在与碘乙烷反应时，生成的烃基化产物接近1:1的cis和trans-异构体的比例。CHS(CHU(CHC+ (CHsC)CHkCaHsYC(CHO3负碳离子部位有取代基时可以增加烃基引人的立体选择性。例如4叔丁基-2-甲基环已与三氛代碘仿反应时，三尔代甲基由直立键引入为优势产物，trns-取代产物占较大比例。CD3O(CH3)3C)(CH3)3C(CH6)aC+CH3CDS_CH3CHsCDs83%17%这是由于烃基从直立键引只需较小的能量。如果由负碳离子上方引人需克服甲基与碳氧键成重叠构像时能量升高。高能量的过渡态导致较少比例的产物生成。6-取代十氢蔡酮在进行环部位烃基化反应时，烃基由位阻较小的方向引人：20
CH3CH31C(CHa)3(CH)3唯一产物总之，由各种位置取代基效应形成的构像对于烃化反应的立体选择性影响十分复杂。其中位阻效应起重要的作用。2.4由醛、酯、酰胺及睛形成的负碳离子烃化反应醛类化合物由于容易发生羟醛缩合、歧化反应，因此由其烯醇盐进行烃化反应在合成上难以应用，即使应用锂盐也极少成功。但是一些其它的烯醇金属盐，如三正丁基锡与醛的烯醇离子形成的盐在THF-HMPA为溶剂时使用活泼的烃化剂，烃化反应收率良好，不过反应速率较慢，反应需要较高的温度和较长的时间。Latez等发现一些α，α-二取代醛如2-甲基丙HHHHH醛（CH3—CH—CHO），2-乙基已醛（CHg—C—C-C—C--CO）与氢氧化钾作用形成H H HCH,CHs负碳离子后，在THF中室温下与活泼烃化剂反应可得到较好收率的烃化产物。含有一个α-氢的醛与碘甲烷、烯丙氯或氯芙在苯及50%氢氧化钠溶液中，加人催化量的四正丁基铵可以得到适量的相应的烃基化产物。复杂的醛类化合物由于羟醛缩合不易发生，因而烃基化反应能够进行。例如下述三环醛在形成负碳离子后可顺利地引入甲基。CHOCHC1.t-BuOK/t-BuOH2.CH31羧酸及其衍生物的α-活性氢酸性较醛、酮要弱，但与二烃基胺类的碱反应时可以定量地转化成它们相应的负碳离子。酯、内酯、、N，N-二取代酰胺在非质子溶剂和THF中与LDA反应可得到它们的负碳离子。与一些可以进行S2烃化反应的试剂反应时可以发生C-烃化反应。在室温或更低些温度下均可顺利进行。2-取代的环已甲酸酯在碱作用下形成的负碳离子在烃基化时选择anti-甲基化。COOCHECOOCHHCCOOCHeHCCHCH3CH31. LDA/ THF2.CHs I20804-取代环已甲酸酯在碱作用下形成的负碳离子进行烃基化反应时，也选择性地进行anti-烃化。21
COOCHEOOCHCOOCHSCHCH31.LDA2.CH3IC(CH)3C(CHb)3C(CH3)38416酯的某些长链烃化反应也取得成功：OOCH1. LDA /TAF -70CCOOCHe2.CH3(CH2)61/HMPA90%(CH2)6CHa羧酸类化合物当采用两当量碱与其反应时，首先形成双负离子，然后在α-位置上引人烃基。β、-不饱和羧酸当使用铜盐作碱时，-位烃化产物为主：CH3,OLi2.LDACH3(CH2)3BrH(CHa)2CHCOOHCHSOLiCH3CHb—(CH2)3COOHCH80%OLi2. LDADOHTHF80%-90%OLiO0H1000Cu2*496（收率95%）腈类化合物α-位置的烃化也需在强碱作用下进行。例如下述乙腈及苯乙腈的烃基化反应。1.2LDACHeCNLiCHCN(CH)3SiOCHCHCHCNTHF2. (CH3)sSiC)NCHsN(CH2CH2C)2NeNH2.CH&CNCH酰胺的α-位可以借助碱进行烃基化反应。一些带有手性助基的酰胺被用于羧酸的不对称烃基化。由（S）脯氨醇形成的酰胺是十分适用的取代基团。当以LDA作为碱在THF中反应时，形成2-烯醇离子。烃基化反应在较少位阻的Si面进攻。其中鳌合作用掩盖了另一面，因而得到较好选择性烃化产物。22