有机化学缩合反应

缩合反应第十五章缩合反应（1）主要内容酯的缩合反应（Claisen缩合，Dieckmann缩合，交叉酯缩合），酯缩合反应机理酮的酰基化酮或酯的酰基化反应在合成中的应用b-二羰基化合物的互变异构现象酮和酯类化合物a位的烷基化缩合反应CHRCR'OHBCHRCR'OCHRCR'OCHRCR'OOHBCHRCR'OOCHRCR'OO一．复习：烯醇负离子及其部分反应烯醇负离子醛、酮酯缩合反应复习：几类烯醇负离子的反应氕氘交换α-卤代醇醛缩合CHRCR'OD2OX2CH2RCR'OCHRCR'ODCHRCR'OXCHCR'OCROHR'CH2R亲核试剂缩合反应本章将介绍的几类烯醇负离子的反应烷基化酰基化共轭加成(Michael加成)CCOCCCOCHCOCCCORCLORXCCORCOCCOR醛、酮或酯缩合反应一．酯的酰基化——酯缩合反应1.Claisen（酯）缩合（两个相同酯之间的缩合）b-羰基酯（1,3-二羰基类化合物）其它常用碱NaH,NaNH2,LDA,Ph3CNa,t-BuOK（弱亲核性强碱）碱用量对反应的影响催化量：反应可逆大于化学计量：反应完全为什么？RCH2COR'ORCHCOR'ORCH2COCHCOR'ORH++HOR'OR'请注意所用碱的结构缩合反应Claisen缩合举例：H3CCOOC2H52（1）Na/C2H5OHCOOC2H5H3CCO（2）50%HOAcCH2NaOC2H5CH3(CH2)3COCHCO2C2H5CH2CH2CH32CH3CH2CHCO2C2H5CH3NaCH3CH2CHCCH3COCH3CH2CH3CO2C2H52CH3(CH2)3CO2C2H5Ph3C乙酰乙酸乙酯缩合反应Claisen缩合机理稳定的烯醇负离子缩合反应b-羰基酯的分解机理（逆Claisen缩合机理）消除一个稳定的烯醇负离子缩合反应CH2COOC2H5R'RCOOC2H5强碱（化学计量）无a氢CHCOOC2H5CORR'HCCOOC2H5R'（使不可逆）有a氢CH2COORR'CH2COORR+碱四种产物均有a氢2.交叉酯缩合（两个不同酯之间的缩合）产物单一有合成意义合成上意义不大缩合反应（1）甲酸酯HCOOC2H5+HCH2COC2H5OEtONaHCOCH2COOC2H5H2O-3H2OCOOC2H5H5C2OOCCOOC2H5醛基缩合反应OHOH+HCOEtOO-HHCO2ROHOHCHOOHOHCH2OHRO-0-25oCNaHH2ONaBH4C2H5OH25oC*1.甲酸酯中含有醛基、催化剂碱性不能太强，产率不高.*2.是在分子中引入甲酰基的好方法.*3.如果用一个环酯和甲酸酯缩合，不能用RO-做催化剂，否则会发生酯交换而开环.讨论缩合反应*1.一个酯羰基的诱导效应，增加了另一个酯羰基的活性，反应顺利，产率好。*2.羰基活性好，所以催化剂的碱性不用太强。*3.在合成上用来制备①丙二酸酯或α-取代的丙二酸酯。②α-羰基酸。（2）草酸酯丙二酸酯α-羰基酸+HCH2COC2H5OEtONaH2OCOOC2H5COH5C2OCOCH2COC2H5OCOH5C2OHO-H+COCH2COOHCOHOCOCH3COHO175oCCOCH2COC2H5OH5C2O缩合反应*1.羰基活性差，应选用强一些的碱作催化剂。*2.在合成上用来制备丙二酸酯或α-取代的丙二酸酯。(3)碳酸酯H5C2OCOOC2H5+HCH2COC2H5OEtONaH5C2OCOCH2COC2H5OH2O缩合反应*1.羰基活性差，选用强碱作催化剂。*2.在合成上，主要用于在α-C上引入苯甲酰基。(4)苯甲酸酯COOC2H5+HCH2COC2H5OEtONaCOCH2COC2H5OH2O缩合反应H2CCO2EtH2CCO2Et+CO2EtCO2EtNaOEtHCCO2EtH2CCO2EtCNCO2C2H5+NCCHCO2EtCH2CH3NaHCO2EtOOCH3(CH2)2CO2Et混合酯缩合举例：无a氢有a氢缩合反应eg1.选用合适原料制备eg2.选用合适的原料制备合成二：HCOOEt+C6H5CH2COOEtEtONa70%C6H5CHCOOEtCHOC6H5CHCOOEtCHOC6H5CHCOOEtCOOEt合成一：C6H5CHCOOEtCCOOEtOEtOOC-COOEt+C6H5CH2COOEtEtONa-CO175oCC6H5CHCOOEtCOOEt+C6H5CH2COOEtEtONaC6H5CHCOOEtCOOEtOC2H5O-C-OC2H5缩合反应合成：eg3.选用合适的原料合成OHO2C-CH2CH2CCOOH逆合成分析OHO2C-CH2CH2CCOOHOHO2C-CH2CH-CCOOHCOOHCOOEtEtO2C-CH2EtO2C-CH2COOEt+EtO2C-CH-CCOOEtEtO2C-CH2O-CO2△EtO-H+H+OH-HO2C-CH-CCOOHHO2C-CH2OHO2C-CH2CH2-CCOOHO缩合反应eg4.选用合适的原料合成OOOOCO2HHO2COOCO2EtEtO2CCO2EtEtO2C+EtO2C-CO2Et逆合成剖析：OO具体合成：CO2EtEtO2CEtO2C-CO2EtEtO-EtO-HO-H+-CO2OCO2EtEtO2COOCO2EtEtO2CCO2EtOOCO2HHO2COO缩合反应3.Dieckmann缩合（分子内酯缩合）对称二羧酸酯的Dieckmann缩合碱为催化量时反应可逆CO2EtCO2EtCO2EtCO2EtCO2EtOCO2EtONaOC2H5CO2EtONaH+CO2EtONaH+（化学计量）NaOC2H5CH2CH2CO2C2H5NCH2CH2CO2H2H5H3CHClNCO2C2H5OH3CHClNaOC2H5（化学计量）（化学计量）缩合反应CO2EtCO2EtCO2EtONaOC2H5RRCO2EtORNaOC2H5CO2EtORNaOC2H5不对称二羧酸酯的Dieckmann缩合主要产物两产物在碱作用下可相互转变，请写出该转变的机理（下页）反应可逆过量的碱CO2C2H5C2H5O2CCH3CO2C2H5NaHOCH3C2H5O2CCO2C2H5H+其它可能产物难生成，为什么？缩合反应机理分析逆Dieckmann缩合Dieckmann缩合CO2EtORCO2EtCO2EtRCOOEtOR缩合反应合成CO2C2H5OCD3I/t-BuOKCO2C2H5OD3C烷基化CO2C2H5OCD3重排NaOC2H5CO2C2H5OKt-BuOKCD3I例：Dieckmann缩合的可逆性在合成上的应用CO2C2H5OCO2C2H5OCD3直接反应得不到目标产物双活化位问题：两步反应中分别采用了不同的碱，若两种碱相互交换会有什么问题？缩合反应CRCHOOC2H5COOC2H5CHRHBR'COLCOOC2H5R'COCHRL－LCOOC2H5R'COCHR4.酯与酰氯或酸酐的缩合机理问题：用酯代替酰氯或酸酐好不好？COOC2H5R'COCHRCH2CO2C2H5强碱R'COClR或R'COOR'CO反应分两步进行化学计量产物有何特点？缩合反应二．酮的酰基化酯（酰基化试剂）酮2,4-戊二酮（乙酰丙酮）（引入酯基）碳酸二乙酯1,3-二羰基类化合物b-羰基酯类缩合反应酮的酰基化机理酮与酯的a-氢酸性比较：优先CH2COC2H5OHCH2CCH3OHpKa20~24缩合反应不对称酮的酰基化缩合反应实例2实例3OOOCH3C-CH2CH2CH2CH2-COC2H51C2H5O-2H3O+CH3OOOOCO2C2H5C2H5OHH3OC2H5O-+发生分子内酮酯缩合时,总是倾向于形成五元环、六元环。OOCH3CH2C-CH2CH2CH2-COC2H5+1C2H5O-2H3OOOCH3实例1缩合反应练习：拟定合理的反应机理缩合反应≡-EtO-解答：缩合反应缩合反应思考题：（1）酮与酯的缩合是否也有可逆性？（2）若存在可逆，还可能有什么产物生成？写出机理解释。（3）如果反应有可逆性，如何使反应完全？RCOEtORCHCR'ORCOCHCR'ORH++OEtHOEt缩合反应三．b-二羰基化合物的互变异构现象互变异构烯醇式的特征：IR:有OH吸收峰，1HNMR:有OH和烯质子信号，化学试验：与FeCl3显色分子内氢键COCOCHHβ-二酮β-羰基酯β-二酯很少缩合反应四．酮或酯的酰基化反应在合成上的应用——制备b-二羰基型化合物（1,3-二羰基化合物）b-二酮b-羰基酯1,3-二羰基型化合物的反合成分析酯＋酮酯＋酯酮＋酯CCOR'ORCOCOR'ORCORCOH+abaCCOR'HROORCOb+CCOR'RCOCOR'ORCRCOH+abaCCOR'HRORCOb+缩合反应CH3(CH2)3CCH2CH2CH3OCHCOC2H5OabCH3(CH2)3CO2C2H52aCH3(CH2)3CCH2CH2CH3OCH2CO+bOC2H5C2H5O例1（反合成分析）原料不易得有两处可反应原料易得合成方便例2（反合成分析）abOCO2C2H5a+COOOC2H5C2H5ObCOOC2H5CO2C2H5原料易得合成方便缩合反应例3（反合成分析）：NCO2C2H5OH3CabaNOH3C+COOC2H5C2H5Ob-氨基酮类二烯酮不稳定orNH2H3CH3CH3CO+2HCHO+Mannich反应NH2H3CO+胺的共轭加成bNCOOC2H5CO2C2H5H3C逆向Dieckmann缩合NH2H3CCH2CCO2C2H5+2H胺的共轭加成稳定化合物缩合反应例3的合成路线a,b-不饱和酯的共轭加成（类似a,b-不饱和酮的反应）缩合反应例4：反合成分析H3CH3COEtO2COabcdaH3CH3COO+COOC2H5C2H5OEtOOCH3CH3COEtO2CbCH3COEtH3CH3COEtO2COcdOC2H5H3CH3COEtO2CCH3O不可行不可行可行可行缩合反应五．酮和酯类化合物a位的烷基化反应普通酮、酯的烷基化反应反应不可逆CCORCCORR'XCCORR'强碱HCCOROHCCOROR'XCCOROR'强碱醛、酮酯烯醇负离子作为亲核试剂缩合反应例1：第一步若不采用强碱和低温，酮将不能完全烯醇负离子化，会发生醇醛缩合等副反应。应予以考虑的问题：反应的活性问题（一般酮和酯类化合物α氢的酸性不够强，须强碱作用，反应条件较为苛刻）。反应的区位选择性问题（不对称酮有两种反应位置）。酮或酯的自身缩合问题（醇醛缩合和Claisen缩合）OCH3O强碱/低温ONaCH3I如：NaNH2,LDA,NaH,Ph3CNa等缩合反应例2：例3：CO2EtLDA/-78oCCLiOOEtCH3IEtO2CCH3OCH3碱OCH3OCH3+RXRXOCH3ROCH3R不对称酮热力学控制动力学控制缩合反应COCCOCOCOCHBRXCOCCOR1,3-二羰基化合物的烷基化反应双活化位置，反应优先发生其它活化基团如：－CN，－NO2,－ArCOCCHNCNCCHNArCCHN双活化例子缩合反应例：缩合反应本次课小结：酯的酰基化。反应的几个类型（Claisen缩合，Dieckmann缩合，交叉酯缩合），各反应的机理（重要）酮的酰基化酮和酯的酰基化反应在合成中的应用羰基a位的烷基化缩合反应有机化学作业上册，第五章习题下册，第十五章习题本次作业共20分，限五一节前交上。缩合反应第十五章缩合反应（2）主要内容乙酰乙酸乙酯合成法在合成中的应用丙二酸酯合成法在合成中的应用羰基a位酯基的作用——活化、定位、引导断键1,3-二羰基化合物g位的反应缩合反应CCOCHCORCOR'ORXCCORCOCCOR复习：羰基a位的反应——酰基化（Claisen缩合，交叉酯缩合，Dieckmann缩合）和烷基化本次课重点：羰基a位的酰基化和烷基化在合成上的应用醛、酮、酯1,3-二羰基