精细有机合成单元反应与合成设计第八章

精细有机合成单元反应与合成设计第八章第八章缩合反应缩合一般系指两个或两个以上分子间通过生成新得碳－碳、碳－杂原子或杂原子－杂原子键,从而形成较大得单一分子得反应,缩合反应通常伴随脱去某一种简单分子。1、按参与缩合反应得分子异同;2、按缩合反应发生于分子内或分子间;3、按缩合反应产物就是否成环;4、按缩合反应得历程;5、按缩合反应中脱去得小分子。8、1醛酮缩合反应含有活泼α-氢得醛或酮在碱或酸得催化作用下生成β-羟基醛或β-羟基酮得反应统称为Aldol缩合反应。Aldol缩合反应一般都采用碱催化法。最常用得碱性催化剂就是氢氧化钠水溶液,有时也用到氢氧化钾、碳酸钾、氢氧化钡、氧氧化钙以及醇钠和醇铝等。8、1、1羟醛缩合反应以乙醛得自身缩合为例,她在碱得作用下先脱质子生成碳阴离子,后者再与另一分子乙醛中得羰基碳原子发生亲核加成反应而生成3-羟基丁醛(外文名Aldol)。在酸催化下缩合首先形成正碳离子,然后与另一分子发生亲电加成。增塑剂2-乙基己醇两种都具有α-氢得不同得醛,在稀碱催化下,除了同一种醛本身分子间发生醇醛缩合外,相互之间还可以反应,共生成四种不同产物。例如在稀碱催化作用下乙醛与丙醛作用,生成下列四种产品:大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点甲醛与含有活泼氢得化台物以及胺进行缩合反应,结果活泼氢被胺甲基取代。该反应称为氨甲基化反应,也叫迈尼许反应。8、1、2胺甲基化这种反应一般在水、醇或醋酸溶液中进行,甲醛可由多聚甲醛在酸性催化下解聚提供;含活泼氢得化合物可以就是醛、酮、羧酸、酯、酚等,甚至含有芳环体系得活泼氢化合物也可以;胺一般就是用仲胺得盐酸盐,如二甲胺、六氢吡啶等。·通过此反应可以制备β-氨基酮。如苯乙酮与甲醛及二甲胺盐酸盐反应可得β-二甲胺基苯丙酮得盐酸盐。抗疟疾药常洛林8、2醛酮与羧酸缩合芳香醛与酸酐在碱性催化剂作用下缩台,生成β-芳基丙烯酸类化合物得反应称为铂金(Pekin)反应。也称肉桂酸合成。例如该反应使用得碱性催化剂一般就是与酸酐相应得脂肪酸盐,其碱性较弱,酸酐中得α-氢原子活性也较弱,所以肉桂酸合成反应时间较长,温度较高(150～200℃),产率不够理想。若采用芳醛和丙二酸在有机碱得催化作用下进行缩合,则由于丙二酸中亚甲基上得氢原子较活泼,可以在较低温度下顺利进行缩合,产率很高。例如,胡椒醛与丙二酸在吡啶及六氢吡啶得催化作用下生成胡椒丙烯酸,产率达85％～90％。尽管肉桂酸合成存在一定得缺点,但由于肉桂酸合成法原料便宜易得,所以在工业生产上还经常使用。例如糠醛与乙酸酐在乙酸钠得催化作用下,经肉桂酸合成可制得呋喃丙烯酸,就是医治血吸虫病得呋喃丙胺药物得原料。又如香豆素,她就是至要得香料,也就是利用肉桂酸合成法制取得。水杨醛与乙酸酐在乙酸钠得作用下,仅一步反应得到香豆素,即香豆酸得内酯。8、2、2醛酮与α-卤代羧酸酯缩合醛或酮在强碱(如醇钠、氨基钠等)得作用下,和α-卤代酸酯反应,缩合生成α,β-环氧羧酸酯,这个反应称达村斯反应。

α,β-环氧羧酸酯得酯基在很温和得条件下便可水解除去,生成相应得α,β-环氧羧酸。该酸很不稳定,受热后失去二氧化碳,变为醛或酮得烯醇。因此,在制备醛酮时有一定得用途。8、3醛酮与醇缩合反应醛或酮在酸性催化剂作用下,很容易和两分子醇缩合,并失水变为缩醛或缩酮类化合物。环状缩酮前列腺素E2前列腺素E2缩酮四、Witting反应(维狄希反应)叶立德(音译Ylide):就就是正负电荷在相邻原子得内盐。①磷叶立德——Witting试剂②Witting反应:Witting试剂与醛、酮得反应。特点:ⅰ具有高度选择性而不发生重排。

ⅱC=O转变为C=C。

ⅲ烯烃中双键得位置可由醛、酮分子中羰基位置确定。

ⅳ主要用途就是合成烯烃类化合物。

ⅴ烯烃得立体化学即顺、反异构体不能准确预测。魏悌希(Wittig)发现得此反应对有机合成作出了巨大得贡献,特别就是在维生素类化合物得合成中具有重要得意义,为此她获得了1979年得诺贝尔化学奖(1945年43岁发现,1953年系统得研究了魏悌希反应,82岁获奖)。8、4酯缩合反应酯缩合反应系指以羧酸酯为亲电试剂,在碱性催化剂作用下,与含活泼甲基或亚甲基羰基化合物得负碳离子缩合而生成β-羰基类化合物得反应,总称为克莱森缩合反应。典型实例就是两分子乙酸乙酯在无水乙醇钠得催化作用下缩合,生成乙酰乙酸乙酯。酯酯缩合可分为同酯自身缩合和异酯交叉缩合两类。(1)同酯自身缩合反应机理

只有一个α-H,必须用强碱作催化剂,才能使反应进行。在强碱作用下酯缩合得反应机理(2)异酯交叉缩合两种不同得酯,其中一个不含-H。(3)分子内酯缩合(Dieckmann缩合)建立五、六元脂环系[环化方向]含两种不同-H时,酸性较大得-H优先被碱夺去。狄克曼酯缩合反应二元酸酯若分子中得酯基被四个以上得碳原子隔开时,就发生分子中得酯缩合反应,形成五员环或更大环得酯,这种环化酯缩合反应称为狄克曼酯缩合。实例1实例2实例3(4)酮酯缩合从理论上分析,有可能生成四种化合物。1mol酮与1mol酯进行混合缩合,就得到α-二酮类化合物。因为酮得α-活泼氢一般比酯得α-活泼氢活泼,故在碱性催化剂作用下,酮应首先形成负碳离子,然后与酯得碳基进行亲核加成,缩合反应得结果就是酮得α-碳原子酰基化。酮得-H比酯得-H活泼。NaHEtO-EtO-NaHH2OH2OH2OH2O-CO实例4实例5发生分子内酮酯缩合时,总就是倾向于形成五元环、六元环。凡有酯参与得缩合反应统称Claisen酯缩合反应。两分子酯在碱作用下失去一分子醇形成-羰基酯。酯缩合(Claisen酯缩合)反应1)酯缩合2)交叉酯缩合

3)分子内酯缩合(Dieckmann缩合)建立五、六元脂环系两种不同得酯,其中一个不含-H。[环化方向]含两种不同-H时,酸性较大得-H优先被碱夺去。酮得-H比酯得-H活泼。4)酮酯缩合芳醛得α-羟烷基化(安息香缩合):芳醛在含水乙醇中,以氰化钠(钾)为催化剂,加热后发生双分子缩合生成α-羟基酮。机理(关键:如何来制造一个碳负离子)一、安息香缩合8、5其她缩合当R为吸电子基团时有利于反应但不能生成对称得α-羟基酮,能与苯甲醛反应生成不对称得α-羟基酮、如:醛或酮与a-卤代酸酯和锌在惰性溶剂中反应,水解后得到b-羟基酸酯。Reformatsky(雷福尔马特斯基)反应机理二、与格氏试剂加成

格氏试剂就是较强得亲核试剂,非常容易与醛、酮进行加成反应,加成得产物不必分离便可直接水解生成相应得醇。这就是实验室制备醇常用得方法。制伯醇在格氏试剂烃基上增加一个碳原子

在格氏试剂烃基上一次增加两个碳原子

制仲醇b、甲酸酯与格氏试剂反应醛活性大于酯。甲酸酯∶格氏试剂=1∶2(mol)c、一取代环氧乙烷与格氏试剂反应制叔醇a、格氏试剂与酮反应b、格氏试剂与羧酸酯反应例一氧化碳和氢与烯烃在催化剂得存在和压力下生成比原来所用烯烃多一个碳原子得脂肪醛得过程,所以又称“醛化(反应)”或“氢甲酰化反应”hydroformylation)。

三、羰基合成有活泼亚甲基化合物形成得碳负离子,对α,β-不饱和羰基化合物得碳碳双键得亲核加成,就是活泼亚甲基化物烷基化得一种重要方法,该反应称为Michael反应。

四、Michael反应——迈克尔加成反应其中X、Y、Z为吸电子基,如一NO2、一CN、一COOR、一CHO、一COR等。机理