反转，化学反应中的“女追男”

来源：公众号|化学加 2015-09-23

导读：恋爱中的反转就是男追女反转成了女追男，子曰，“男追女，隔座山，女追男，隔层纱”，这从化学的角度看，就是个能量Gap的问题，活化能低，很容易反应，活化能高了，则很难发生反应。

随着2015年春晚小品“喜乐街“播出，反转一词一时成了最流行的热词。事实上，反转一词也出现在很多领域中，看韩剧的朋友都知道韩剧里有个反转剧，炒股的朋友们也都了解股市里的反转。恋爱中的反转就是男追女反转成了女追男，子曰，“男追女，隔座山，女追男，隔层纱”，这从化学的角度看，就是个能量Gap的问题，活化能低，很容易反应，活化能高了，则很难发生反应。反转，transpose,转向相反的方向，实际上是一种重要的思维方式，反向思维或者逆向思维，反弹琵琶，有时会有更多的精彩！

先讲个小故事，1990年，香港流行词坛教父黄沾受命为徐克的电影《笑傲江湖》谱曲，连写六稿，徐导都不满意，无奈之中，随意翻阅古书《乐至》，看到一句话，“大乐必易”。心想最“易”的莫过于反转，把中国五声音阶（宫、商、角、徵、羽）反用改成“羽、徵、角、商、宫”，12356反转成了65321，到钢琴前一试，婉转动听，声色悠扬，颇具中国古曲风韵，于是就顺着写出了整条旋律，这就是今天大家所听到的《沧海一声笑》。不仅乐坛有反转，文坛也有，比如“蝉噪林愈静，鸟鸣山更幽”，“鸟宿池边树，僧敲月下门”等都是以轻微的动来反写静的。古文生涩，换个今文，比如说，小时候作文里要写教室里很安静，你要是写很静，鸦雀无声都没有新意，有人会写“教室里静的连根针掉地上都能听见”，老师会说好，这正是反转，以动来写静，试想，针掉地上都能听见，得多安静啊。

除了生活中、文坛、乐坛上有反转，化学中的反应也有反转哦。众所周知，有机反应主要有三大类型，除了自由基反应、协同反应以外，很大部分就是亲核反应。往深奥了说，就是亲核试剂提供了HOMO轨道，亲电试剂提供了LUMO轨道，亲核试剂去进攻亲电试剂从而完成化学反应，往简单了说，就是负打正的过程。为了促进化学反应，就是让正的更正，负的更负，比如说加入Lewis酸去活化亲电试剂，就是使正的更正。常见的亲电试剂，也就是正的，被进攻的主要有醛、酮、亚胺、卤代物等，而醛、卤代物等也可能在某种条件下反转，极性反转，成为亲核试剂去发生反应哦。下面，我们就为大家盘点下卤代物和醛的极性反转（umpolung）。

卤代物的反转

卤代物的反转最主要的就是将卤代物与金属镁反应制得格利雅（Grignard）试剂，简称格氏试剂，这就使得原本亲电的卤代物极性反转，亲核性十足，可以亲核进攻醛、酮、酯、亚胺、环氧、二氧化碳等一大批亲电试剂，是有机反应中最重要的构建碳碳键的方法。格氏反应在有机化学中多重要？谁要是没玩过格氏试剂，没做过格氏反应，都不好意思说自己是做有机合成的。

法国化学家格利雅也正是因为发现这一反应而荣膺1912年的诺贝尔化学奖。传说格利雅年轻的时候在一次舞会上追求一位美女遭到鄙视，这哥们一气之下发奋图强，努力学习化学，这才有了后面精彩的格氏反应问世。“人面不知何处，绿波依旧东流”，多年以后，那位美女已不知所去，而格利雅却流芳百世。自成名后，追求格利雅的美女则是越来越多，看来这哥们的恋爱也是反转啊。卤代物的极性反转除了与金属镁制成格氏试剂以外，还包括制成有机锌试剂、有机镉试剂等等。

格氏反应的多样性

醛的极性反转

醛的极性反转主要包括两个方面，一是醛在氰化物或者噻鎓盐催化下极性反转，自身缩合即安息香缩合，这在基础有机中都学习过。如果与不饱和化合物发生1,4-加成，则是著名的Stetter反应，Stetter反应是构建1,4-二羰基化合物的经典方法。在Roseohpilin的全合成中，作者正是用Stetter反应构建了重要中间体。

Stetter反应的机理

J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 8509-8514

另一方面，醛的极性反转则是将醛制成1,3-二硫六环即dithiane，这是Corey和Seebach最早提出的，二硫六环不仅可以看做是醛的保护基，在反应后可以脱除，又实现了醛的极性反转，二硫六环被拔氢后，使得醛由亲电变得亲核，是重要的构建碳碳键的方法。Dithiane可以和许多亲电试剂反应，在有机合成中具有广泛的应用。