chap14.1.ppt

1、第十四章 -二羰基化合物,第十四章 -二羰基化合物,学习要求： 1. 掌握酯的水解和克莱森（Claisen）酯缩合历程。 2. 掌握乙酰乙酸乙酯和丙二酸二酯在合成上的应用。 3. 理解互变异构。 4. 理解合成路线设计的基本知识。 5. 了解麦克尔加成的涵义和应用。,-二酮 -酮酸酯 丙二酸酯,-二羰基化合物：,凡是两个羰基中间为一个亚甲基（CH2）隔开的化合物为 -二羰基化合物 。,这里所指羰基不限于醛、酮羰基，还包括羧基和酯的羰基。 两个羰基的作用使亚甲基很活泼，所以又叫活泼亚甲基化合物。 活泼亚甲基化合物不限于 -二羰基化合物 ,范围更宽。,碳负离子（或烯醇负离子）三个共振式,乙酰乙酸乙

2、酯实际是酮式和烯醇式混合物，酮式和烯醇式 混合物是互变异构，两者处于平衡状态，互相转换。,14.1 -二羰基化合物的酸性及互变异构 P350,烯醇负离子,碳负离子,反应主要发生在亲核的碳原子上。,-二羰基化合物的酸性及判别,化合物 pKa 烯醇式含量 CH3COCH3 20 1.510-4(痕量) H2O 16 ROH 15 EtO2CCH2CO2Et 13.3 7.710-3 NCCH2CO2Et 9 2.510-1 CH3COCH2CO2Et 10.3 7.3(纯液态)，气态46.1%, 水0.4% CH3COCH2COCH3 9 76.5 C6H5COCH2COCH3 99 100,*表

3、中的烯醇式含量均在纯净液态（无溶剂）下测定。,14.2 -二羰基化合物碳负离子的反应,1. 碳负离子与羰基化合物的缩合反应2. 乙酰乙酸乙酯的-烷基化、 -酰基化3. 碳负离子与,-不饱和羰基化合物的反应,14.3 丙二酸二乙酯在有机合成中的应用 P351,（1）制法,（2）性质,丙二酸酯的-烷基化,3,Cl2,有香味的无色液体,水解、酯化同时进行,一烃基取代丙二酸酯,二烃基取代丙二酸酯,-烃基取代乙酸,二元羧酸,丙二酸二乙酯在有机合成中的应用 制备：1. -烃基取代乙酸 2. 二元羧酸,利用丙二酸酯为原料的合成方法丙二酸酯合成法,丁二酸的合成,I2在 反应中的作用,凡有酯参与的缩合反应统称C

4、laisen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。,1) 酯缩合,反应机理：,14.4 克莱森酯缩合反应乙酰乙酸乙酯的合成,去烷氧基！,-羰基酯（-酮酸酯）,当酯的碳上只有一个氢时，由于增加了烃基的诱导 效应，酸性减弱了，进行酯缩合反应时，需要使用比醇钠更强的碱（如ph3CNa，NaH）来夺取酯的氢，形成较稳定的负碳离子，迫使反应朝右方进行。,2) 交叉酯缩合,两种不同的酯，其中一个不含-H。,-羰基酯,3) 分子内酯缩合（ Dieckmann缩合）,建立五、六元脂环系,二元酸酯若分子中的酯基被四个以上的碳原子隔开时，就发生分子中的酯缩合反应，形成五员环或更大环的酯，这种环

5、化酯缩合反应称为狄克曼酯缩合。,环化方向 含两种不同-H时, 酸性较大的-H优先被碱夺去。,共轭体系越大，产物越稳定,酮的-H比酯的-H活泼。,4) 酮酯缩合,合成-二酮,根据逆合成原理：断单加乙氧，这两种切断方式都是合理的。从切断后得出的原料都可以合成1苯基1，3丁二酮。,a. 普尔金（Perkin)反应,在碱性催化剂的作用下，芳香醛与酸酐反应生成-芳基-,-不饱和酸的反应普尔金(Perkin）反应.,5) Perkin(普尔金)反应和Knoevenagel(脑文格)反应,弱碱条件下，醛、酮与 含活泼亚甲基化合物的缩合反应,类似于交叉羟醛缩合反应！,弱碱,肉桂酸,呋喃丙胺 治疗血吸虫的药物,

6、在弱碱的催化作用下，醛、酮与含有双重致活的活泼亚甲基化合物发生的缩合反应克诺文盖尔(Knoevenagel）反应。,b. 克诺文盖尔(Knoevenagel）反应。,由于双重致活基的诱导效应,使得酯的-H比酮的-H活泼。,乙酰乙酸乙酯及丙二酸二乙酯在结构上的共同特点： 1. 都具有双重致活的活泼亚甲基： 2. 都可以进行类似的脱羧反应：,pKa: 11,pKa:13,乙酰乙酸乙酯的性质：,14.5 乙酰乙酸乙酯在有机合成上的应用,1）酸性，具有双重致活的活泼亚甲基：另外它虽为甲基酮，但不发生卤仿反应。说明有双向烯醇式结构。 2）强碱作用下生成钠盐（为共振结构，主要以负碳离子形式反应，为强亲核试

7、剂，进攻卤代烷等。在活泼亚甲基上引进其他基团。 3）酮式分解和酸式分解。,酮式-烯醇式互变异构 （具有酮和烯醇的双重反应性）,甲基酮（丙酮衍生物)； 羧酸（乙酸衍生物，一般不用）；二元酮；二元酸（一般不用），酮酸酯；环酮，环状二元酮.,可以合成的化合物:,生成的烯醇式稳定的原因： 1形成共轭体系，降低了体系的内能。 2烯醇结构可形成分子内氢键（形成较稳定的六元环体系）,1. 乙酰乙酸乙酯的-烷基化、 -酰基化,CH3COOC2H5,C2H5ONa,-C2H5OH,Na+,CH3I,NaH,-H2,Na+,CH3COCl,-烷基化反应,-酰基化反应,酰卤和酸酐易于醇解和水解，反应必须避免水和醇的

8、参与。,稀-OH皂化成羧酸，加热分解脱羧成酮分解,2. 成酮分解和成酸分解,浓-OH羰基亲核加成，脱去大基团成酸分解,在合成上的应用：,-烷基取代丙酮,-烷基取代乙酸,乙酰乙酸乙酯合成法主要用其酮式分解制取酮，酸式分解 制酸很少，制酸一般用丙二酸二乙酯合成法。,以乙酸乙酯为原料合成4-苯基-2-丁酮,CH3COOC2H5,RONa (1mol),C6H5CH2Cl,1） 稀OH -,2） H+,-CO2,制备,H+,NaOEt,EtOH,NaOEt,EtOH,CH3I,CH3CH2CH2Br,OH-（浓）,+ CH3COOH,酸式分解,制备,3. 选用合适的原料制备下列结构的化合物。,合成二羰基化合物,1,5羰基酸。,取代丙酮结构,1,5二酮,制备,14.6 麦克尔（Michael）反应,不饱和羰基化合物： ,-不饱和醛、酮、羧酸、酯、酰胺、硝基化合物等。,在碱性催化剂作用下，有活泼亚甲基化合物（碳负离子） 与,不饱和羰基化合物发生的共轭加成反应，称为麦克尔加成反应。(反应主要用来合成1，5-二羰基化合物。),酮 式,烯醇式,1,4加成,反应以1，4加成开始，得3，4加成产物告终。,1,5-二羰基化合物,反应历程：,常见的共轭体系：,常用的碱性催化剂：,应