第5章 缩合反应

1、第五章第五章 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。 A-a + B-b A-B + a-b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 5.1.1 用羧酸的酯化用羧酸的酯化R-C-OHO+ROH-H2OR-C-ORO催化剂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。 COOHCOOHO2N+ 2CH

2、3OHH2SO4COOCH3COOCH3O2NHCOOH +CH3CH2OH浓硫酸-H2OHCOOCH2CH3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。 CH3O2+CH2-CH2OHOHCH2=C-C-OHCH3CH2=C-C-OCH3OCH2=C-C-OCH2CH2O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: R1COOH +H+R2CH=CH2R2CH-CH3OCOR1O+OVCl3

3、对羟基苯甲醚CH3CH2=CH-C-OHOCH2=CH-C-OCHCH2OHCH35.1.2 用酰氯、酸酐、腈或酰胺进行酯化用酰氯、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。 COCl+OHNaOHCOOOHC OCH3O+(CH3CO)2OOC OCH3OCCH3OCH2CONH2+C2H5OHH2SO4CH2COOC2H55.1.3 用酯交换法进行酯化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

4、应而生成高碳醇或酚的酯。 COOCH3COOCH3+2OHCOOPhCOOPh+2CH3OH 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。 H2CCHH2COOCR1OOCR2OOCR3+ 3CH3OH碱性催化剂R3COOCH3R2COOCH3R1COOCH3生物柴油CH2HCCH2OHOHOH5.2 羟醛缩合反应羟醛缩合反应 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

5、缩合反应自身羟醛缩合反应RCH2CROOH-RCHCR-RCH2CRORCH2CO-RC CRRHOORCH2COHRC CRRHO-H2ORCH2CRC CRROH2O慢or H+5.2.2 交叉羟醛缩合反应交叉羟醛缩合反应 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。 CHO + CH3CHO1%1.25%NaOH20，苯CHCHCHOCHO +NaOCH3CH2CNCHCCNPh5.3 Knoevengel 反应反应 含活泼

6、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。 CRRO+H2CXYCRRCXY-H2OX,Y为吸电子基团：-CHO、-COR、-COOH、-COOR、-CN、-NO2 等。 PhCHO + CH2(COOH)2NH3,乙醇-H2OPhCHC(COOH)2-CO2PhCH CHCOOH利用该反应可以合成蜜蜂信息素9-氧代-2E-癸烯酸： MeMgBr H3O+OKHSO4HOMe O3 Zn,H2OMeCHOOCH2(COOH)2OC(COOH)2,-CO2OCOOH5

7、.4 Claisen缩合缩合 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。 RCOOEt +CH2RR碱-EtOHCORCRRHR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 酯酯缩合酯酯缩合HCOOEtC6H5CH2COOEt +EtONaC6H5CHCOOEtCHOC6H5CH2COOEt+COOEtCOOEtEtONaC6H5CHCOOEtCOCOOEt-COC6H5CHCOOEtCOOEt5.4.2 酯酮缩合酯酮缩合+COOEtCOOEtEtONaCH3COCH3CH3COCH2CO

8、COOEt+NaHOHCOOEtOCHO5.5 Mannich 反应反应 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。 RCOCH2R+ HCHO+HN(CH3)2H+RCOCHRCH2N(CH3)2-H2O+ HCHO +HN(CH3)2.HCl(CH3)2CHCHOCH2N(CH3)2(CH3)2CCHO+ HCHO +HN(CH3)2COCH3.HClCH2N(CH3)2COCH2+ HCHO + H

9、N(CH3)2.HClCH3CH(COOH)2CH2N(CH3)2CH3C(COOH)2利用Mannich反应合成生物碱(如颠茄酮) : CHOCHO+ NH2CH3+COOHCOOHpH=5O ONCH3COOHHOOCONCH35.6 Perkin，Stobbe 和和Darzens反应反应5.6.1 Perkin 反应反应 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。 OH+CH3COOCOCH3PhCCH3COONaCHCOOHPhCHCH3COONaCH2COOCOC

10、H3OCHO+OCOOH5.6.2 Stobbe 反应反应 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。 CR1R2+ H2CCH2COOEtCOOEtR3CONaCR1R2CCH2COONaCOOEt+R3COH + EtOHO -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。CHO(CH2COOEt)2EtONaCH=CCH2COO-COOEtH+,-CO2CH=CHCH2COOHH2,Pd/CCH2CH2CH2COOHH+O5.6.3 Darzens反应反应 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。 R1CR2O+R3CHCOOEtX强碱R1CR2CCOOEtOR3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。CClCH2COOEtCH3Oi-C3H7ONa+ OH- H+,CCH3CHCOOEtOCHCH3CHO NaClO H+CHCH3COOH5.7 Dieckmann 反应反应COOEtCOOEt 碱CCHOCOOEt H3O+(H2C)n(H2C)n-1 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