14-b-二羰基化合物.ppt

1、1,第十四章 -二羰基化合物,2,3,学习要求,掌握-二羰基化合物的结构特点； 熟练掌握乙酰乙酸乙酯、丙二酸酯合成法在合成中的应用； 融会贯通已学过的有机反应，掌握合成有机化合物的基本思路和方法。,4,一、酮-烯醇互变异构 二、乙酰乙酸乙酯的合成及其应用 三、丙二酸酯的合成及其应用 四、Knoevenagel缩合 五、Mickael加成,5,一、酮-烯醇互变异构,酸和碱对酮-烯醇平衡的影响,-H+ 慢,OH- 慢,H-OH,快,注意：共振式中经典结构式与互变异构体的区别。,6,化合物的结构对酮-烯醇平衡的影响,酮式异构体中碳氧键比碳碳键更稳定。,7,一些活泼氢的酸性,化合物 pKa 烯醇式含量

2、 CH3COCH3 20 1.510-4(痕量) H2O 16 ROH 15 EtO2CCH2CO2Et 13.3 0.1 NCCH2CO2Et 9 0.25 CH3COCH2CO2Et 10.3 7.5(纯液态)，气态46.1%, 水0.4% CH3COCH2COCH3 9 76 C6H5COCH2COCH3 90 100,*表中的烯醇式含量均在纯净液态（无溶剂）下测定。,8,实验现象：以乙酰乙酸乙酯为例,可生成肟、腙; 与HCN、NaHSO3加成； 还原可生成-羟基酸酯； 1）OH- 2）H+，加热脱羧,可使溴水褪色,能与金属钠作用，放出H2 能与CH3COCl作用生成酯,有醇羟基存在,与

3、FeCl3水溶液作用呈紫红色,有不饱和键存在,具有烯醇式结构,具有羰基的性质,不能发生碘仿反应,9,在乙酰乙酸乙酯中存在着酮式和烯醇式的互变异构，并形成一个平衡体系。,同为烯醇式结构，为什么在乙酰乙酸乙酯中可以稳定的存在呢？,分子内氢键,电子离域,10,影响烯醇式含量的因素：,活泼亚甲基上取代基的电子效应。,溶剂极性。,11,烯醇化导致立体异构化,12,(一) 乙酰乙酸乙酯的制备,Claisen酯缩合反应：含-H的酯在强碱(如：乙醇钠)催化下缩合，生成-酮酸酯的反应称为Claisen酯缩合。,1.相同酯的自身缩合,二、乙酰乙酸乙酯的合成及应用,13,反应机理：,pKa = 24,pKa = 1

4、6,pKa = 11,14,很难,思考：不同的酯能否发生选择性缩合？,为什么？,怎么办？,15,2. 不同酯的交错缩合,含-H的酯与不含-H的酯(如：甲酸酯、苯甲酸酯、乙二酸酯和碳酸酯)之间不仅可以缩合，而且具有应用价值。如：,例：,16,例： 选用合适原料制备,例：选用合适的原料制备,17,3. Dieckmann缩合分子内的Claisen酯缩合,Dieckmann缩合主要用于制备五元和六元环状-酮酸酯。,例：,18,例：写出下列分子式对应的结构式：,19,(二) 乙酰乙酸乙酯的化学性质,1. 酮式分解和酸式分解,(1) 乙酰乙酸乙酯在稀碱作用下，首先水解生成乙酰乙酸，后者在加热条件下，脱羧

5、生成酮。,20,(2)乙酰乙酸乙酯与浓碱共热，则在-和-碳原子间断键，生成两分子乙酸盐，该分解称为酸式分解。,21,-酮酸酯-碳原子上的两个氢原子均可被烃基取代。,烃基化,酰基化,2.乙酰乙酸乙酯活泼亚甲基上的反应,22,(三) 乙酰乙酸乙酯在合成上的应用,同理，二取代乙酰乙酸乙酯进行酮式分解将得到二取代丙酮；进行酸式分解将得到二取代乙酸。,23,1. 合成甲基酮,经乙酰乙酸乙酯合成：,甲基酮合成时一定要经过酮式分解; 将TM的结构与丙酮进行比较，确定引入基团; 确定合成路线。,注意：当引入基团不同时，通常是先引入活性较高和体积较大的基团。,24,2. 合成二羰基化合物,思考：用I2偶合的机理

6、？,25,3. 合成酮酸,注意：在引入基团时，要用卤代酸酯X(CH2)nCOOC2H5，而不能使用卤代酸X(CH2)nCOOH。,4. 合成一元羧酸,(1) TM为羧酸，经乙酰乙酸乙酯法合成时需酸式分解。 (2) 将TM看成取代乙酸，确定引入基团。,由于酸式分解的同时必然伴随酮式分解，故合成羧酸通常采用丙二酸酯法。,26,三、丙二酸酯的合成及其应用,27,1. 合成一元酸,28,2. 合成二元酸,(1) 带支链的二元酸,在引入基团时要用卤代酸酯，而不能使用卤代酸。,(2) 高级直链二元酸,29,3. 合成环状羧酸,n = 0, 1, 2, 3,思考：在与卤代烃反应生成C-C键反应中，比较三乙及丙二酸酯的钠盐与RMgX的活性差异。,30,四、Knoevenagel缩合,在弱碱的催化下，醛、酮与含有活泼亚甲基的化合物发生的失水缩合反应。,思考：Knoevenagel缩合的副反应？,31,32,33,五、Michael加成,一个能提供亲核碳负离子的化合物(给体) 与一个能提供亲电共轭体系(受体)的化合物，在碱性催化剂作用下，发生亲核1,4-共轭加成反应。,亲核碳负离子:,C2H5ONa,34,Robinson增环反应 在一个六元环系体系上，再加上四个碳原子，形成一个二并六元环的体系，称为Robinson增环反应。 通常用甲基乙烯酮和一个含有活泼亚甲基的环酮，在碱催化下，先发生麦克