第5章 缩合反应

第五章缩合反应 缩合反应 凡两个分子通过反应失去一个小分子而形成一个新的较大分子的反应 缩合反应的由简单的有机物合成复杂有机物的重要途径 5 1酯化反应 酯化反应的通式 酯化反应都是可逆反应 反应速度一般较慢 在常温下不易察觉 即使是在回流温度也不快 不能用于制备 因此必须加催化剂才能加速反应进行 具有合成的意义 5 1 1用羧酸的酯化 用羧酸和醇进行酯化时 使羧酸尽可能反应完全的方法有 使醇大大过量 适用于批量小 产值高的甲酯化和乙酯化过程 及时蒸出生成的酯 适用于在酯化反应中酯的沸点最低的情况 直接蒸出生成的水 适用于所有的比水的沸点高很多 且与水不形成共沸物的羧酸 醇和酯 采用共沸精馏的方法蒸出水 适用于有机相与水形成共沸点低于100 的恒沸物 且有机相与水相的互溶度非常小的体系 羧酸和不饱和烃在强酸催化下可以发生加成酯化 羧酸也可以和环氧化合物在酸催化下可以发生加成酯化 5 1 2用酰氯 酸酐 腈或酰胺进行酯化 酰氯与醇或酚进行反应即可生成酯 常用的酰氯有脂酰氯 芳羧酰氯 光气 氯甲酸酯等有机酰氯和三氯化磷 三氯氧磷等无机酰氯 5 1 3用酯交换法进行酯化 酯交换指的是将一种容易制得的酯与醇反应生成难以合成的酯 也称酯 醇交换法 酯 醇交换法是将一种低碳醇的酯与一种高碳醇或酚反应而生成高碳醇或酚的酯 生物柴油为高级脂肪酸甲酯的混合物 具有可再生 可降解 无毒 高闪点 高十六烷值 对环境友好等优点 作为 绿色 替代燃料 生物柴油的开发和应用具有深远的经济效益 5 2羟醛缩合反应 在稀碱或酸的催化下含有 H的醛或酮相互反应生成 OH醛或酮 进一步脱水可生成具有共轭体系的 不饱和醛或酮的反应 称为羟醛缩合反应 5 2 1自身羟醛缩合反应 5 2 2交叉羟醛缩合反应 不同醛或酮分子间的羟醛缩合反应为交叉羟醛缩合反应 当两分子不同醛或酮都含有 H时可能生成4种混合物 在有机合成中意义不大 因此 合成上有意义的交叉羟醛缩合反应通常是一分子醛或酮含有 H 另一分子醛或酮不含 H 5 3Knoevengel反应 含活泼亚甲基的化合物 如丙二酸 氰乙酸 丙二酸酯 氰乙酸酯等 在弱碱性催化剂有机碱的催化下与醛酮发生缩合 脱去一分子水生成 不饱和化合物的反应 称为Knoevengel反应 X Y为吸电子基团 CHO COR COOH COOR CN NO2等 利用该反应可以合成蜜蜂信息素9 氧代 2E 癸烯酸 5 4Claisen缩合 含有 H的酯和含活泼亚甲基的羰基化合物在强碱作用下缩合 生成 羰基化合物的反应 称为Claisen酯缩合反应 R和R 可以是H 烷基 芳基 杂环基等 R 为酯基 羰基 氰基等吸电子基团 5 4 1酯酯缩合 5 4 2酯酮缩合 5 5Mannich反应 含活泼 H的化合物 如醛 酮 酸 酯 酚 炔类化合物 杂环化合物等 与醛 如甲醛 在酸的催化下 与伯 仲胺反应 H被氨甲基取代生成氨甲基化衍生物的反应称为Mannich反应 或氨甲基化反应 氨甲基化衍生物被称为Mannich碱 利用Mannich反应合成生物碱 如颠茄酮 5 6Perkin Stobbe和Darzens反应 5 6 1Perkin反应 不含 H的芳香醛在强碱弱酸盐 如醋酸钾 碳酸钾 的催化下加热与含 H的脂肪酸酐 如丙酸酐 乙酸酐 脱水缩合 生成 芳基 不饱和羧酸的反应 称为Perkin反应 5 6 2Stobbe反应 在强碱的催化下 丁二酸二酯与醛 酮羰基发生缩合反应 生成 亚烃基丁二酸单酯的反应 称为Stobbe反应 萘满酮是生产选矿阻浮剂和杀虫剂的重要中间体 以苯甲醛为原料 通过Stobbe反应进行合成 5 6 3Darzens反应 醛 酮与 卤代羧酸酯在强碱的作用下 缩合生成 环氧羧酸酯的反应 布洛芬 又称芬必得 是一种解热镇痛药物 利用Darzens反应来进行合成 5 7Dieckmann反应 二元羧酸酯在强碱的作用下发生分子内酯缩合 生成五 六元环的环状 酮酸酯的反应 产物经水解 脱羧可得脂环酮 5 8Prins反应 醛或酮在酸的催