鄰位定向金屬化反應

鄰位定向金屬化反應(DoM)是基於芳香族親電取代反應的一種變化反應：親電試劑通過芳基鋰化合物中間體，僅與定向金屬化基團或稱DMG的鄰位發生取代。^[1] DMG與鋰通過一個雜原子相互作用，常見的DMG，如：甲氧基，季胺基及酰胺基團。

反應式1，定向鄰位金屬化

「反應式1」概括了總反應機理：由於DMG基團上的雜原子屬於路易斯鹼，而鋰屬於路易斯酸，因此帶有DMG基團的芳香環1與烷基鋰試劑，如正丁基鋰的特定聚合態((R-Li)_n)發生反應並形成中間態2。極強鹼性的烷基鋰而後將芳環的鄰位去質子化並形成芳基鋰3，在此其間仍有酸－鹼平衡存在。親電試劑在下一步發生芳香族親電取代反應，並極其傾向於鋰原子的本位被親電試劑所取代。

普通帶有活化基團的親電取代反應傾向於鄰位、對位兩個取代位點，而定向鄰位金屬化反應則提高了反應的區域選擇性，使只有鄰位取代成為可能。

反應式2，DoM反應一覽

該反應類型於20世紀40年代被化學家Henry Gilman^[2] 與格奧爾格·維蒂希^[3] 分別獨立發現。

展望

Victor Snieckuszhil,當今致力於研究鄰位鋰化反應的科學家之一

在反應式3中，DOM已被用於合成光學純苄胺^[4][5]。 快要形成鋰中間體時，在亞胺親電試劑上的大位阻對甲苯磺酰基使之發生了不對稱誘導。

反應式3，DOM應用參考文獻

另外一種應用中^[6]，DOM用於將大位阻的叔丁基在鄰位上(反應式4)。鋰化過程為芳香族親核取代反應，繼而發生亞碸的芳香族親電取代反應。最後一步是叔丁基鋰作為親核試劑通過負離子中間體發生又一次芳香親核取代反應。

反應式4，DOM應用

DoM還被應用於一鍋合成中與鈴木反應混合使用^[7][8]。

吡啶衍生物的定向鄰位金屬－硼酸化以及Suzuki-Miyaura交叉偶聯反應

相關反應

定向金屬化反應不僅僅局限於鋰化合物中間體或鄰位選擇性。在另一項研究中^[9]，發現了N,N-二甲基苯胺與TMEDA絡合物，TMP鈉鹽與二叔丁基鋅的反應產物是一種間位取代的鋅絡合物，這是由於該取代位是一種穩定的晶形化合物。這種絡合物與親電性的碘反應得到N,N-二甲基-3-碘苯胺^[10]：

定向鄰位金屬化

參考文獻

1. Directed ortho metalation. Tertiary amide and O-carbamate directors in synthetic strategies for polysubstituted aromatics Victor Snieckus Chem. Rev.; 1990; 90(6); 879-933. Abstract （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
2. Relative Reactivities of Organometallic Compounds. XX.* Metalation Henry Gilman, Robert L. Bebb J. Am. Chem. Soc.; 1939; 61(1); 109-112. Abstract （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
3. G. Wittig et al. Chem. Ber. 1940, 73, 1197
4. ortho-Metalation of Enantiopure Aromatic Sulfoxides and Stereocontrolled Addition to Imines Nicolas Le Fur, Ljubica Mojovic, Nelly Plé, Alain Turck, Vincent Reboul, and Patrick Metzner J. Org. Chem.; 2006; 71(7) pp 2609 - 2616; Abstract
5. 反應式3：碘苯與正丁基鋰反應後，繼續與(S)-叔丁基亞磺酸硫代叔丁酯反應得到光學純的亞碸，而後使用正丁基鋰與親電試劑N-對甲苯磺酰亞胺發生反應。最後亞碸基團可通過雷尼鎳氫化脫除。Ts為對甲苯磺酰基，ee代表對映體過量百分數。
6. Contra-Friedel–Crafts tert-butylation of substituted aromatic rings via directed metallation and sulfinylation Jonathan Clayden, Christopher C. Stimson and Martine Keenan Chemical Communications, 2006, 1393 - 1394 Abstract
7. Directed ortho Metalation-Boronation and Suzuki-Miyaura Cross Coupling of Pyridine Derivatives: A One-Pot Protocol to Substituted Azabiaryls Manlio Alessi, Andrew L. Larkin, Kevin A. Ogilvie, Laine A. Green, Sunny Lai, Simon Lopez, and Victor Snieckus J. Org. Chem.; 2007; 72(5) pp 1588 - 1594; (Article) doi:10.1021/jo0620359
8. 在該反應中，煙酰胺先被鋰化，而後與硼酸三異丙酯反應得到硼酸酯，繼而與頻哪醇反應，最後在四(三苯基膦)鈀的催化下與碘苯發生反應鈴木反應
9. Directed meta-Metalation Using Alkali-Metal-Mediated Zincation David R. Armstrong, William Clegg, Sophie H. Dale, Eva Hevia, Lorna M. Hogg, Gordon W. Honeyman, Robert E. Mulvey Angewandte Chemie International Edition Volume 45, Issue 23 , Pages 3775 - 3778 2006 doi:10.1002/anie.200600720
10. a) 在室溫下反應，溶劑為正己烷。在2中與芳香環共平面的鍵長為Zn-C鍵：203.5 pm，Na-C鍵長：269 pm，與芳香環共平面形成76°角