北海道大学
(左)球磨一小时后金属镁和有机卤化物的反应混合物
在随后的反应中使用这种材料只能得到6%的目标产物
(右)同样的过程，但开始时也加入了少量的有机溶剂
在随后的反应中使用这种糊状形式的格氏试剂可得到高达94%的所需产物
信用:久保田浩二 一种创造化学中应用最广泛的化合物的新方法可能会彻底改变工业过程，使它们更便宜、更简单、更环保
由北海道大学科学家领导的一组研究人员开发了一种更简单、更绿色的格氏试剂生产方法，这是化学工业中最重要、使用最广泛的试剂之一，可以大幅减少有害有机溶剂的使用，并降低生产成本
《自然通讯》报道了这一新过程
格氏试剂是制造碳-碳键(有机分子的构造单元)的常用方法中必不可少的成分
这些试剂是在120年前发现的，但是由于它们的不稳定性，今天仍然使用的常规生产方法是在有毒的有机溶剂中进行的，并且没有暴露于湿气和氧气中
这导致产生环境有害废物的复杂、精细和昂贵的过程
研究人员通过最大限度地减少有机溶剂的用量，并采用一种叫做球磨的机械化学技术来生产格氏试剂，从而避开了这些问题
反应物，金属镁和有机卤化物，与不锈钢球一起装入金属室
在一个关键步骤中，将少量有机溶剂——约为传统方法中使用量的十分之一——加入到固体反应物中
然后将反应室旋转一小时，使球滚来滚去，撞击固态反应物，帮助它们充分混合并反应，形成糊状格氏试剂
(上图)通过镁和有机卤化物在有机溶剂中反应合成格氏试剂的常规方法
这种方法已经使用了120年
(下图)通过在球磨机中混合反应物合成格氏试剂的新方法，使用的有机溶剂最少
这种方法可以在环境空气中使用，以在很少或没有溶剂的情况下实现广泛的有机反应
信用:Rina Takahashi等人
自然通讯
2021年11月18日 研究人员甚至成功地利用有机卤化物创造了新的格氏试剂，这些有机卤化物在有机溶剂中的溶解性很差，通常无法用传统方法制造
避免大量使用有机溶剂使研究人员能够克服溶解度问题，这为由不溶性化合物制备的格氏试剂开辟了一个新的反应领域
这也导致危险废物的大量减少
此外，当使用较少的有机溶剂时，水或氧气更难影响格氏试剂
这意味着不需要从周围空气中去除水和氧气，使得该过程更容易进行并且成本更低
鉴于潜在的经济和环境效益，这一发现可能会对化学工业产生巨大影响
“随着解决环境问题和减少二氧化碳排放的需求日益增长，发展不需要有机溶剂的化学反应非常重要，”副教授久保田浩二评论道
“格氏试剂可以说是工业中最知名、最常用的试剂，因此我们的工作可以从根本上改变大量化学品的大规模生产方式，从而显著降低对环境的影响
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