013醛酮、羧酸衍生物的烃化、酰化和缩合反应ppt课件

1、有机合成Organic Synthesis20122013 学年连有两个吸电子基团的活性亚甲基化合物有较强的酸性连有两个吸电子基团的活性亚甲基化合物有较强的酸性(pKa 16)；而连有一个吸电子基团的亚甲基化合物酸性要弱得多，而连有一个吸电子基团的亚甲基化合物酸性要弱得多，除了硝基烷烃有较大的酸性除了硝基烷烃有较大的酸性(pKa=910)外，其余外，其余pKa一一般为般为1927。有机合成Organic Synthesis20122013 学年要使它们完全成为碳负离子，必须使用足够强的碱，如要使它们完全成为碳负离子，必须使用足够强的碱，如LDA (lithium diisopropylamid

2、e)。RCH2Y+(CH3)2CH2NLi+-RCHLi+Y-(CH3)2CH2NH+LDAY = COR, CO2R, CN 等等在醛、酮、酯的缩合反应中，有一定量的碳负离子存在在醛、酮、酯的缩合反应中，有一定量的碳负离子存在时，反应就可以顺利进行，因此时，反应就可以顺利进行，因此NaOH、NaOEt也是常也是常用的碱。用的碱。RCH2Y+NaOHRCHNa+Y-+H2O有机合成Organic Synthesis20122013 学年醛、酮、酯、酰胺和腈在等摩尔的强碱如醛、酮、酯、酰胺和腈在等摩尔的强碱如LDA、氨基、氨基钠存在下和卤代烃、磺酸酯等烃化剂作用可直接得到钠存在下和卤代烃、磺酸酯

3、等烃化剂作用可直接得到 烃化产物。烃化产物。CH3CN+3 CH3(CH2)3Br3 NaNH2C6H5CH3CH3(CH2)33CCN(84%)OHOO(1) 2 LDA, THF, -78oC(2) CH3I, HMPAOHOH3CO(65%)有机合成Organic Synthesis20122013 学年不对称酮羰基化合物，如果两边都有不对称酮羰基化合物，如果两边都有 H，在动力学，在动力学控制用很强的碱和非质子性极性溶剂条件下烃化，控制用很强的碱和非质子性极性溶剂条件下烃化，主要生成位阻小一边的烃化产物。主要生成位阻小一边的烃化产物。OH3COH3COH3C+动力学控制动力学控制 LD

4、A, DMF 1% 99%热力学控制热力学控制 Et3N, DMF 78% 22%53%3%OH3C(1) LDA, DMF(2) PhCH2BrOH3CCH2Ph+OH3CPhCH2有机合成Organic Synthesis20122013 学年与直接烃化一样，醛酮和羧酸衍生物的与直接烃化一样，醛酮和羧酸衍生物的 位的直接位的直接酰化也需要在很强的碱和低温条件下进行。酰化也需要在很强的碱和低温条件下进行。(CH3)2CHCOOC2H5(1) Ph3CNa(2) CH3COCl(CH3)2CCOOC2H5COCH3CH3COOC2H5NLiRi-Pr(CH3)3CCClO(CH3)3CCCH2

5、COOC2H5O有机合成Organic Synthesis20122013 学年草酸酯、甲酸酯、碳酸酯等也是常用的酰化试剂。草酸酯、甲酸酯、碳酸酯等也是常用的酰化试剂。OCO2EtCO2Et+NaHC6H6OCOCO2EtO+HCO2Et(1) Na / EtOH(2) H+OCHO草酸酯草酸酯甲酸酯甲酸酯CH2CN+(EtO)2CO(1) NaOEt, 甲甲苯苯(2) H+CHCNCO2Et碳酸酯碳酸酯有机合成Organic Synthesis20122013 学年仅有一个吸电子基团的仅有一个吸电子基团的RCH2Y类型化合物醛酮和羧类型化合物醛酮和羧酸衍生物在强碱如酸衍生物在强碱如LDA存在

6、时也可以直接发生存在时也可以直接发生Michael加成反应。加成反应。(CH3)3CCOCH3LDADMF(CH3)3CCOCH2PhCHCHCOPh(CH3)3CCOCH2CHCH2COPhPh(90%)有机合成Organic Synthesis20122013 学年醛醛醛醛酮酮酮酮酯酯酯酯Claisen缩合缩合Claisen缩合缩合Claisen缩合缩合aldol缩合缩合aldol缩合缩合aldol缩合缩合有机合成Organic Synthesis20122013 学年1. aldol 缩合及相关反应缩合及相关反应醛、酮在碱或酸催化下缩合成醛、酮在碱或酸催化下缩合成 羟基醛酮的反应羟基醛酮

7、的反应称为称为aldol缩合反应。缩合反应。 羟基羰基化合物受热易脱羟基羰基化合物受热易脱水生成水生成, 不饱和羰基化合物。不饱和羰基化合物。 醛醛醛缩合醛缩合具有具有 H的醛在碱的催化下可以自缩合。的醛在碱的催化下可以自缩合。2C6H13CH2CHO EtONaC6H13CH2CHC CHOC6H13(79%)有机合成Organic Synthesis20122013 学年具有具有 H的两种不同的醛缩合生成多种产物的混合物，的两种不同的醛缩合生成多种产物的混合物，在合成上没有什么意义。在合成上没有什么意义。但无但无 H的芳醛和有的芳醛和有 H的脂肪醛缩合可以得到高的脂肪醛缩合可以得到高产率的

8、产率的, 不饱和醛不饱和醛 。CHOCH(CH3)2+CH3CHONaOHCHCH(CH3)2CHCHO(80%)有机合成Organic Synthesis20122013 学年 酮酮酮缩合酮缩合由于酮的位阻较大和羰基活性较低，酮由于酮的位阻较大和羰基活性较低，酮酮缩合比醛酮缩合比醛醛醛缩合困难。两种酮缩合时，一般至少其中一种是甲基酮，缩合困难。两种酮缩合时，一般至少其中一种是甲基酮，缩合反应才能进行。缩合反应才能进行。CH3O+CH3CO(CH3)3COKOCH3(47%)有机合成Organic Synthesis20122013 学年二羰基化合物起分子内的缩合反应，生成环状化合物，二羰基化

9、合物起分子内的缩合反应，生成环状化合物，可用于含可用于含 5 7 元环化合物的合成。元环化合物的合成。OCH3CH2CH2COCH3KOHEtOHOCH3(89%)CH3CO(CH2)2COCH3NaOH, H2O100 oCOCH3CH3CO(CH2)4COCH3NaOH, H2O100 oCCH3COCH3有机合成Organic Synthesis20122013 学年 醛醛酮缩合酮缩合醛比酮活泼，因而醛提供羰基，酮提供醛比酮活泼，因而醛提供羰基，酮提供 H。芳醛和酮发生的芳醛和酮发生的aldol缩合反应产率很高。缩合反应产率很高。CHOFe+CH3CONaOHCHFeCHCO92%CHO

10、+CH3OCH3CCH3ONaOH, H2O30 oCCHCH3O83%CHCCH3O有机合成Organic Synthesis20122013 学年 Henry 反响反响脂肪族硝基化合物的脂肪族硝基化合物的 H有较大的酸性，易和醛、有较大的酸性，易和醛、酮发生类似于酮发生类似于aldol缩合的反应。缩合的反应。CH3(CH2)7CHO+CH3NO2NaOHEtOHCH3(CH2)7CHCH2NO2OH硝基甲烷与芳醛缩合，生成的硝基甲烷与芳醛缩合，生成的 羟基化合物容易脱羟基化合物容易脱水形成水形成, 不饱和硝基化合物。不饱和硝基化合物。CHO+CH3NO2CHCHNO28083%NaOHH2

11、O有机合成Organic Synthesis20122013 学年2. Claisen 缩合及相关反应缩合及相关反应 酯酯酯缩合酯缩合具有具有 H的酯在强碱作用下可以自缩合。的酯在强碱作用下可以自缩合。具有具有 H的两种不同的酯缩合生成多种产物的混合物，的两种不同的酯缩合生成多种产物的混合物，在合成上没有什么意义。在合成上没有什么意义。2C12H25CH2COOEt(1) EtONa(2) H3O+C12H25CH2C CHOCOOEtC12H2584%有机合成Organic Synthesis20122013 学年无无 H的芳酸酯、甲酸酯、草酸酯、碳酸酯与有的芳酸酯、甲酸酯、草酸酯、碳酸酯与

12、有 H的酯发生的酯发生Claisen缩合可得到单一的缩合产物。缩合可得到单一的缩合产物。COOEtOCH3+CH3CH2COOEt(1) NaOH(2) H3O+COCH3CHOCOOEtCH3(65%)甲酸酯与有甲酸酯与有 H的羧酸酯发生的羧酸酯发生Claisen缩合，可在酯缩合，可在酯的的 位导入甲酰基。位导入甲酰基。HCOOEt+CH2COOEt(1) EtONa(2) H3O+CHCOOEtCHO(90%)有机合成Organic Synthesis20122013 学年草酸酯与有草酸酯与有 H的酯的缩合产物经热解脱羰，可以的酯的缩合产物经热解脱羰，可以得到取代丙二酸酯。得到取代丙二酸酯

13、。COOEtCOOEt+CH2COOEtEtONaCHCOOEtCOCOOEtCOCH(COOEt)2(85%)碳酸酯活性较差，但使用过量的碳酸酯并不断地除去碳酸酯活性较差，但使用过量的碳酸酯并不断地除去反应中生成的醇可得到取代丙二酸酯。反应中生成的醇可得到取代丙二酸酯。+CH2COOEtEtONaCO(OEt)2CH(COOEt)2(85%)有机合成Organic Synthesis20122013 学年CH(COOEt)2Br以上化合物不能由以上化合物不能由和和 CH2(COOEt)2来制备。来制备。因为乙烯式卤代烃的卤原子很不活泼，不易离去。因为乙烯式卤代烃的卤原子很不活泼，不易离去。想

14、一想：什么是乙烯式卤代烃？想一想：什么是乙烯式卤代烃？ 什么是烯丙式卤代烃？什么是烯丙式卤代烃？有机合成Organic Synthesis20122013 学年二元羧酸酯分子内的二元羧酸酯分子内的Claisen缩合称为缩合称为Dieckmann缩合。缩合。COOEtCOOEt(1) EtONa(2) H3O+OCOOEtCH2COOEtCH2COOEt(1) EtONa(2) H3O+OCOOEtCOOCH3NHCH2COOCH3(1) EtONa(2) H3O+NHOHCOOCH3有机合成Organic Synthesis20122013 学年有有 H和无和无 H的两种二元酸酯也可缩合关环。

15、的两种二元酸酯也可缩合关环。CH3CHCH2COOEtCH2COOEt+COOEtCOOEt(1) EtONa(2) H3O+COOEtCOOEtOOCH3COOEtCOOEt+CH2COOEtCH2COOEt(1) EtONa(2) H3O+OOCOOEtCOOEt缩合产物经水解、脱羧可得环酮。缩合产物经水解、脱羧可得环酮。OOCOOEtCOOEt(1) 5% NaOH(2) H3O+,OO有机合成Organic Synthesis20122013 学年 羰羰酯缩合酯缩合在碱性催化剂作用下，具有在碱性催化剂作用下，具有 H的醛酮与酯缩合消的醛酮与酯缩合消去醇生成去醇生成 二酮。二酮。O+CH

16、3COOEt(1) NaH(2) H3O+OCOCH3(84%)在碱性催化剂影响下，醛酮以及酯都会发生自缩合反在碱性催化剂影响下，醛酮以及酯都会发生自缩合反应。为了防止这种自缩合，一般将反应物醛酮和酯的应。为了防止这种自缩合，一般将反应物醛酮和酯的混合溶液在搅拌下滴加到含有碱催化剂的溶液中。混合溶液在搅拌下滴加到含有碱催化剂的溶液中。有机合成Organic Synthesis20122013 学年在在Claisen羰羰酯缩合中，醛酮的酯缩合中，醛酮的 碳负离子亲核进碳负离子亲核进攻酯羰基的碳原子。由于位阻和电子效应两方面的原因，攻酯羰基的碳原子。由于位阻和电子效应两方面的原因，草酸酯、甲酸酯和

17、苯甲酸酯比一般的羧酸酯活泼。草酸酯、甲酸酯和苯甲酸酯比一般的羧酸酯活泼。OCH3O+HCOOEt(1) CH3ONa(2) H3O+OCH3OCHO(100%)有机合成Organic Synthesis20122013 学年与草酸酯的缩合产物加热脱羰与草酸酯的缩合产物加热脱羰(CO)，可以从酮制备，可以从酮制备 酮酸酯。酮酸酯。碳酸酯反应活性低，但用过量的碳酸酯和提高反应温度，碳酸酯反应活性低，但用过量的碳酸酯和提高反应温度，并不断除去生成的醇，也可获得并不断除去生成的醇，也可获得 酮酸酯。酮酸酯。O+COOEtCOOEt(1) EtONa(2) H3O+OCOCOOEtCOOCOOEt(67

18、%)O+CO(OEt)2(1) EtONa(2) H3O+OCOOEt(94%)有机合成Organic Synthesis20122013 学年 酯酯腈缩合腈缩合CH3COOEt+CH2CNEtONaCHCNCOCH3对于较高级的脂肪腈，酯对于较高级的脂肪腈，酯腈缩合可以得到很高的收腈缩合可以得到很高的收率。率。COOEt+CH3(CH2)4CNEtONaCCHCNOCH2CH2CH2CH3有机合成Organic Synthesis20122013 学年 Perkin 反响反响在碱性催化剂作用下，芳醛与酸酐反应生成在碱性催化剂作用下，芳醛与酸酐反应生成 芳基芳基, 不饱酸的反应，称为不饱酸的反

19、应，称为Perkin 反响。反响。C6H5CHO+(CH3C )2OOCH3COONa180 oCC6H5HCOOHH(55%)(E) 肉桂酸肉桂酸OCHO+(CH3C )2OOCH3COONa150 oCOCHCHCOOH(74%)产物主要为反式构型。产物主要为反式构型。有机合成Organic Synthesis20122013 学年甲酰基的邻位如有羟基，经甲酰基的邻位如有羟基，经Perkin 反应形成的肉桂酸将反应形成的肉桂酸将失水环化，生成香豆素类化合物。失水环化，生成香豆素类化合物。CHOOH+(CH3C )2OOCH3COONaOO香豆素香豆素水杨醛水杨醛芳环上若有吸电子基团则有利于

20、芳环上若有吸电子基团则有利于Perkin反应，若有给电反应，若有给电子基团则不利于子基团则不利于Perkin反应。反应。有机合成Organic Synthesis20122013 学年 ClaisenSchmidt 反反响响在强碱在强碱(OH, RO 等等)存在下，芳醛与含有存在下，芳醛与含有 氢的氢的脂肪族醛酮进行缩合生成脂肪族醛酮进行缩合生成, 不饱醛酮的反应叫做不饱醛酮的反应叫做Claisen Schmidt 反响反响 。PhCHO+CHONaOHH2O, EtOHPhCHO80%著名的法国香精组分著名的法国香精组分(Flosal)PhCHO+CH3CCH3ONaOHH2OPhCHCHC

21、CH3O78%PhCHO+OKOHH2OPhCHO75%有机合成Organic Synthesis20122013 学年芳醛与芳醛与CH3COCH2R型不对称酮进行型不对称酮进行ClaisenSchmidt 反响，优先生成甲基上的缩合产物反响，优先生成甲基上的缩合产物 。Claisen Schmidt 反应也包括在碱作用下芳醛与其它含反应也包括在碱作用下芳醛与其它含有两个活泼有两个活泼 氢化合物的缩合反应。氢化合物的缩合反应。PhCHO+CH3CCH2CH3ONaOHH2OPhCHCHCCH2CH3OPhCHO+KOHH2OCH2CCH3OPhPhCHCHCCH2PhO48%99%PhCHO+

22、CH3NO2NaOHH2OPhCHCHNO2PhCHO+PhCH2CNEtONaEtOHPhCHCPhCN8391%8083%有机合成Organic Synthesis20122013 学年3. Wittig 反响反响R2CPPh3orWittig试剂的制备：试剂的制备：Wittig试剂试剂(又叫磷叶立德又叫磷叶立德)和醛、酮反应生成烯烃，这是和醛、酮反应生成烯烃，这是形成碳碳双键的重要方法。形成碳碳双键的重要方法。PhPhOPPh3+-H2C+PhPhPh3PO+R2CHBrPPh3R2CHPPh3Br+n-BuLiR2CPPh3+-有机合成Organic Synthesis20122013 学年OPPh3+-H2C+Ph3PO+羰基化合物中的碳碳双键和叁键不受影响。羰基化合物中的碳碳双键和叁键不受影响。COOCH3CH3OOPPh3+-H2CCOOCH3CH3O原料中如同时有酯基存在，则酮羰基优先起反应。原料中如同时有酯基存在，则酮羰基优先起反应。有机合成Organic Synthesis20122013 学年4. Mannich 反响反响 胺胺(氨氨)甲基化反应甲基化反应RHCHOHNR2H+ORONR2MeIRONR2M