人名详解第三篇之Bartoli （巴尔托利）反应：人名详解第三篇之Bartoli（巴

原标题：人名详解第三篇之Bartoli（巴尔托利）反应
Bartoli吲哚合成
历程阐释
1989年G.Bartoli发表了关于由硝基芳烃和过量的乙烯基格氏试剂在低温下反应水解得吲哚的反应。即将三倍于底物量的乙烯基溴化镁加入到冷的硝基芳烃溶液中，搅拌20min ，然后加入饱和NH4CI溶液，再用乙醚萃取。（疑问一：为什么用了3eq的乙烯基溴化镁？它们的作用是一样的吗？）
其中邻位取代的硝基芳烃在反应中能得到较高的产率。（疑问二：邻位取代基在这个机理历程中扮演着什么角色？起着什么作用？）
这一反应的主要特点有：
1)当硝基芳烃没有邻位取代基时，反应产率低甚至得不到产物；2)邻位取代基的大小同样影响反应的产率，而且高位阻基团常常能得到较高的产率（这意味着疑问二对于整个反应至关重要）；
3)可用格氏试剂代替常用的乙烯基镁，同样能在C2或C3位置发生取代，得到相应的取代吲哚；
4)如果亚硝基芳烃发生Bartoli ，只需要两倍于底物的格氏试剂即可（疑问三：这给我们透漏出什么信息？）
机理释义

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首先，格氏试剂与硝基氧原子加成，并很快消去烯氧基团得到亚硝基芳烃，它的活泼性远大于硝基芳烃，它再和另一分子的格氏试剂反应得到烯氧基羟胺，然后很容易的发生了[3 ， 3]重排。重排产物发生分子内亲核进攻而关环，质子在环内交替传递，并被第三分子格氏试剂接受。最后，在酸性条件下水解得到产物。
很明显我们能够得知， 3eq的格式试剂中， 1eq给电子做还原剂还原硝基使其变成更活泼的亚硝基。传统的Bartoli机理认为这是一步极性反应，碳负进攻氧原子，电子转移到带正电的N上，也即在这步反应中LUMO轨道落在了O上而不是N上；1eq进攻亚硝基物种化作吲哚骨架的一部分，在此过程中碳负依然进攻亚硝基的末端O ，原因有二：一是亚硝基的邻位基团的空阻使其不利于进攻末端N ，邻位位阻越大进攻O端越有利，二是进攻末端O产生的N-可以很好的和苯环共轭分担多余电荷，简言之LUMO轨道落在O端是有利的，这也部分解释了疑问二。对于[3 ， 3]重排我希望读者能够在脑海中将涉及到的6个P轨道想象出来，毕竟[3 ， 3]重排就是6个轨道间的“水乳相融” ，其过程经历一个较高的活化能（也即生成一个能量较高的中间体）然后再恢复芳构化等形成稳定中间体或产物；1eq格式试剂纯粹做强碱拔H完成芳构化。至此疑问一得到了完整解释。
【人名详解第三篇之Bartoli （巴尔托利）反应】疑问三能给我们带来什么信息呢？我们知道，中间体检验法是验证被提机理是否准确可信的一种方法。比如我们猜测一个反应经历A→B→C其中B为反应中间体，那么为了验证B是否为中间体，我们可以直接用B做底物在同等反应条件下检测B是否生成了C ，若生成则在一定程度上验证了推理的准确性。类比Bartoli反应，亚硝基只需要两倍于底物的格氏试剂即可吲哚化，也直接有力的支持了亚硝基苯中间体是Bartoli的中间体之一，疑问三得到解释。
如果对于Bartoli反应的认知仅止于此，那么将错过Bartoli反应给我们的最大智慧启发。因为上述理解尤其是对疑问二的理解是片面的、不完整的、无法完美解释实验现象。
深度探析

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探析一：Bartoli反应中乙烯基溴化镁对硝基以及后续对亚硝基的进攻真的是纯粹的极性反应吗？
答：在此之前，对于B-D角（Burgi-Dunitz轨道）不熟悉的读者请仔细阅读上图，它同样适用于N=O键。敏感的读者可能已经认识到疑问二的解释是稍微有些问题的。如果上述两部是纯粹的极性反应，当邻位基团位阻变大时破坏了NO2与苯环的共轭， NO2平面与苯环平面产生了夹角，使得N的一端“远离”了邻位基团，基于B-D角在某种程度上这种情况是有利于碳负进攻N=O的N端的，这与实验结果观察到的杂质没有增多反而减少的现象并不完美契合。
最近的研究表明，这两步机理过程在更多的程度上是SET（单电子转移）机理， NO2的Π34大π键变成自由基阴离子π35大π键，然后乙烯基自由基与自由基阴离子的自由基中心结合成键，由于自由基结合成键的过程中对空阻的异常敏感使得“O端位阻比N端小”的这一优势无限放大，所以才有了当硝基芳烃没有邻位取代基时反应产率低甚至得不到产物这种夸张的实验现象，如此理解下来才会对你理解机理、设计反应提供帮助。（后台回复Bartoli获取参考文献）