羰基化合物在有机合成上的应用.ppt

第十二章 二羰基化合物在有机合成上的应用,1,掌握Claisen酯缩合反应，了解乙酰乙酸乙酯及丙二酸二乙酯在合成反应上的意义。 掌握酮型-烯醇型互变异构现象。,2,基本要求,3,氰乙酸酯,-酮酸易于失羧，但-酮酸酯是稳定的。,乙酰乙酸乙酯,-酮酸酯,丙二酸酯,-二酮,酮酸酯的基本结构,4,一、克莱森缩合,b-丁酮酸乙酯又叫做乙酰乙酸乙酯,工业上简称三乙。可由乙酸乙酯在醇钠作用下经Claisen缩合反应制得：,它是由具有aH的酯在碱的作用下与另一分子酯发生类似醇醛缩合的反应称Claisen酯缩合反应。,5,反应机理：, CH3CH2O-,乙酰乙酸乙酯,6,不具有aH的酯可以与具有aH的酯发生交叉Claisen酯缩合反应：,+,+ CH3CH2OH,+ CH3CH2OH,7,二、酮式烯醇式互变异构(tautomerism),酮式,烯醇负离子 碳负离子或氧负离子,烯醇式,醛、酮在溶液中总是通过烯醇负离子而以酮式和烯醇式平衡共存，并互相转化。同分异构体之间以一定比例平衡共存并相互转化的现象称为互变异构。酮式和烯醇式互为互变异构体。,8,几种纯液体化合物烯醇式平衡含量如下：,化合物(酮式) 烯醇式含量(%) 烯醇式,10-4 10-2 7 76.5 100,9,乙酰乙酸乙酯的性质：,1.具有甲基酮的典型反应,能与HCN、NaHSO3、羰基试剂等发生亲核加成；能发生碘仿反应。,2.具有酯的通性：用稀碱水解生成3丁酮酸和乙醇。,3.特性：,使Br2水褪色;与FeCl3显色;与Na作用放出H2。,实验证明，三乙不是一种物质，而是酮式与烯醇式2种异构体的平衡混合物。,10,酮式：93%,烯醇式：7%,室温下彼此转变的速度很快，不能将二者分离；在反应时可以全部以酮式或者烯醇式进行反应，表现为一个单纯化合物。在特殊条件下可分离出两种异构体。,11,Question 将下列化合物按烯醇式结构稳定性 由大到小排列.,丙酮 2,4-戊二酮 乙酰乙酸乙酯 丙二酸二乙酯 苯甲酰丙酮 1,3-二苯基-1,3-丙二酮,答：能形成稳定烯醇式异构体的化合物，具有以下结构特点：, 分子中的亚甲基受两个相邻极性基团的影响，使 H 酸性增加，易于质子化。 形成烯醇式异构体的分子中，其共轭体系有所延伸，体系内能降低，更趋于稳定。 烯醇式形成分子内氢键能增加其稳定性。,12,(90.0%),(76.5%),(7.0%),(710-4%),(1.510-4%),(96.0%),CH3-C-CH2-C-OC2H5,13,三、酮酸酯的水解,乙酰乙酸乙酯的两类分解反应： 酮式分解和酸式分解,酮式分解,2 CH3CO2Na + C2H5OH,酸式分解,稀OH- H+,浓OH- (40%NaOH),14,活性亚甲基,烃化和酰化反应,吸电子基团,12.5 二羰基化合物的反应,15,一、活性亚甲基的烷基化和酰基化,1. 乙酰乙酸乙酯合成法,乙酰乙酸乙酯和丙二酸酯合成法,(Methods of Acetoacetic Ester Synthesis,16,过程：,上述是乙酰乙酸乙酯在合成上的第一个用途：制备甲基酮。,17,应用 1：制备取代丙酮（甲基酮）类化合物,二取代丙酮,18,酮式水解和酸式水解,合成上可用于制备取代乙酸,酮式水解,酸式水解,取代乙酸,取代丙酮,19,应用2：通过酰基化制备 b -二酮类化合物,b -二酮类化合物,20,应用3：通过卤代酮制备 -二酮类化合物,21,总之：乙酰乙酸乙酯合成法可向合成的目标产物中提供,注意：要上两个基团，必须分步进行，先上活性小的后上活性大的， 先上位阻大的，后上位阻小的。,应用4：通过卤代酯 制备 -酮酸,22,Question 5* 由乙酸乙酯合成下列化合物：,23,解：1）,24,2. 丙二酸酯合成法,1). 合成一元羧酸,1. 制法:,25,2). 合成二元羧酸,26,除乙酰乙酸乙酯，丙二酸二乙酯外还有下列一些含活性亚甲基的试剂：,总之：丙二酸酯合成法可向合成的目标产物中提供：,27,3. 乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯还可发生下列反应,1). 与醛酮加成(含有活泼氢的化合物，缩合),诺文葛尔反应（Knoevengel 反应）,2).