缩合反应

1第十五章碳负离子缩合反应2第一节氢碳酸的概念和α氢的酸性第二节酮式和烯醇式的互变异构第三节缩合反应概述第四节羟醛缩合反应第五节胺甲基化反应第六节Robinson增环反应本章提纲3本章提纲第七节酯缩合反应第八节碳负离子的烃基化、酰基化反应第九节β二羰基化合物在有机合成中的应用第十节Perkin反应第11节Knoevenagel反应第12节Darzen反应第13节安息香缩合反应4第一节氢碳酸的概念和α氢的酸性R3CHR3C-H+pKa=-logKa某些氢碳酸的强弱顺序：烷烃＜烯丙位、苯甲位的氢＜炔氢＜环戊二烯亚甲基氢判断氢碳酸的酸性强弱，可以判断其共轭碱－碳负离子的稳定性：碳负离子越稳定，氢碳酸的酸性越强。51、α氢的酸性α氢的酸性强弱取决于解离后得到的碳负离子结构的稳定性，碳负离子越稳定，α氢的酸性越强。（1）吸电子效应的影响：总的吸电子能力越强，α氢的酸性越强。（2）电子离域的影响：碳负离子的离域范围越大，α氢的酸性越强。如环戊二烯。-NO2＞O＞SO2＞-COOR＞-CN＞CN＞＞＞-R-C6H5-CH=CH262、羰基化合物α氢的活性分析RCH2CXORCH2CHORCH2CR'ORCH2COR'ORCH2CNH2ORCH2CN-H的活性减小（-H的pka值增大）1，3－二羰基化合物，亚甲基上的氢特别活泼。RCCH2COR'OORCCH2CR'OOROCCH2COR'OONCCH2COR'ONO2CH2COR'O7第二节酮式与烯醇式的互变异构一、酮式与烯醇式的存在OCH3CCH3OHCH3C=CH2OOOHCH3C=CHCOHC2H5CH3CCH2COC2H5O8二、烯醇化的反应机理H+CH3CCH3OCH3CCH3OH+H2CC+CH3HOHH2CCCH3OH－H+CH2CCH3H2CCCH3HOH2CCCH3OH－CH2CCH3O-－H2OO-H-OH－OH-OH酸催化下：碱催化下：烯醇负离子9三、不对称酮的烯醇化反应PhO-H+PhO-PhO-ABA：动力学控制产物，位阻小，生成快；（大体积强碱，非质子溶剂，低温）B：热力学控制产物，取代多，稳定性高。（质子溶剂，较高温度）练习：p659，15－3，4，5，610缩合反应分子间或分子内不相连接的两个碳原子连接起来形成新的碳碳键，成为新的化合物，同时往往有比较简单的无机或有机小分子化合物生成。这样的反应统称为缩合反应。11第四节羟醛缩合反应CH3CHOCH3-CH-CH2CHOOH羟基丁醛OHβ2OH2OOOHCH3-CH=CHCHO-H2O有α-H的醛（酮）在酸或碱作用下，缩合形成β-羟基醛（酮）的反应，称为羟醛缩合反应。-H2OO羟醛缩合反应是合成αβ－不饱和醛酮的重要方法。12一、羟醛缩合反应的机理酸催化下：H+CH3CCH3OCH3CCH3OH+H2CC+CH3HOHH2CCCH3OH－H+CH3CCH3OH+OH+OHCH3CCH2-C(CH3)2OOH2+CH3CCH-CH2(CH3)2HOCH3CHCH=C(CH3)2-H2O13碱催化下：CH2CHOR+OH---H2OCHCHOR_CH2CHORCH2CHOHRCHCHO_RCH2CHORCHCHORH2O-H2ORCH2CH=CCHORCH=CHO-R注意：羟醛缩合是可逆反应，温度低有利于正向反应，加热有利于逆向进行。练习：p662，15－714二、羟醛缩合的分类CH3CHO+CH2CHOH稀NaOH5~10。CCH3CHCH2CHOHO--H2OCH3CH=CHCHO1、自身缩合H3CCH3OKOHCH3CH3OOOOOH稀OHOH2OO152、交叉缩合Claisen-Schmidt缩合：无α氢的芳醛和有α氢的醛（酮）缩合生成α－β不饱和醛（酮）。CHO+CH3CHOOH-CHCH2CHHOO--H2OCH=CHCHOCHO+CH3CCH3OH-CHCH2CCH3HOO--H2OCH=CHCCH3OOPhCHO+CH3CC(CH3)3OH-PhCHCH2CC(CH3)3--H2OPhCH=CHCC(CH3)3OOOHO163、定向缩合（了解）硅醚：用于固定烯醇的双键；LDA：大体积强碱，易于形成动力学烯醇负离子。练习：p667，15－817第五节氨甲基化反应具有活泼氢的化合物、甲醛、胺同时缩合，活泼氢被氨甲基或取代氨甲基取代的反应，称为曼尼希(Mannich,C.)反应，生成的产物称为曼氏碱。CH3-C-CH2-H+CH2O+HNORR'H+CH3-C-CH2-CH2NORR'取代的氨甲基一、定义181.具有α-H的醛、酮、酸、酯、硝基化合物、腈、末端炔烃、含有活泼氢的芳香环系化合物。2.二级胺。NNHHHOHCH3H使用原料的范围19CH2=ONHRR'RR'H+HCH2=OHN-CH2OHRR'RR'-H2ON=CH2N-CH2-OH2OORR'CH2=NRR'HOHCH3-C=CH2CH3-C-CH2-CH2-NCH3C-CH2+H+H+转移活化的C=N二反应机制（了解）20三氨甲基化反应实例eg11用来制备β-氨基酮CH3CCHCH2NMe2HClOCH3αβ不对称酮反应时，亚甲基比甲基优先反应。OCH3CCH2CH3+CH2O+Me2NHHCl21eg2：OCH3CH2O+(CH3)2NH+HCl,H2OOCH3CH2N(CH3)2OCH3(CH3)2NCH267%+33%22OHO+CH2O+NHH+OHCH2Neg32在芳、杂环上引入氨甲基23NHN+CH2O+HN(CH3)2NHCH2N(CH3)2H2OHAc95%eg4：草绿碱243制备杂环化合物eg5CH2CHCH2CH2CHCH2NCH3C=OCH3NOeg625R-C-CH2CH2NMe2R-C-CH2CH2NMe3CH3IOH-OOOOR-C-CH=CH2R-C-CH=CH2△，蒸馏△4制α,β-不饱和酮、α,β-不饱和酯练习：p672，15－9，1026环己酮及其衍生物在碱(如氨基钠、醇钠等)存在下，与曼尼希碱的季铵盐反应产生二并六元环的产物，该反应称为鲁宾逊(Robinson,R.)增环反应.第六节Robinson增环反应OG+CH3CCH2CH2NR3I-OHGOO碱GOG=H,R,Ar,COOR,OCR等O一定义27鲁宾逊增环反应实际上是分三步完成的：OGGOO②③麦克尔加成分子内羟醛缩合碱OHGOOCH3CCH2CH2NR3I-CH3CCH=CH2O碱①曼氏碱热消除碱▲Michael加成用于合成1，5－二羰基化合物。28eg1.选用合适的原料合成CH3OCH3O+CH2=CHCCH3OC2H5O-C2H5OHOCH3OOH--H2OH+orOH-50%CH3OOHCH3O二应用实例29Eg2.选用合适的原料合成CH3CCH=CH2+CH3COC2H5CH3CCH3+CH2=CHCOC2H5CH3CCH2COC2H5+CH2=CHCOC2H5活泼①②③*1*2OOOOOOO剖析OOCH3CCH2CH2CH2COC2H530CH3CCH3+CH2=CHCOC2H5OONaOEtEtOH*1OOCH3CCH2CH2CH2COC2H5合成31*2CH3CCH2COC2H5+CH2=CHCOC2H5OOOEtOHEtONaOH-H+CHCH2CH2COC2H5CH3CCH3OCOOOOCH3CCH2CH2CH2COHEtOHH+OOCH3CCH2CH2CH2COC2H5CHCH2CH2COOHCH3CHOCOO-CO2~160oC合成O32eg3.选用合适的原料合成OEtOOCOEtOOCOEtOOCOHCCHOEtOOCO+CHOEtOOC+CH3CCH2CH2NR2I-O+CH3CH3CCH2CH2NR2OCH3CCH3+CH2O+HNR2O剖析33(1)CH3CCH3+HCHO+HNR2HClOCH3CCH2CH2NR2CH3IOCHOCH=NRH2NRLDACOOEtH+(2)CH=NRCOOEtH+水解CHOCOOEtNaOEt,CH2=CHCCH3OOEtOOCCHOCOOEtCOCH3OH-合成CH3CCH2CH2NR2I-O+CH3OH-CH3CCH=CH2+R2NCH3+I-+H+o34eg4.选用合适的原料合成OPhOPhOPhOOOCH2NR3I-+O+CH2O+HNR2OPhCOOC2H5+COOC2H5O+ClCH2Ph剖析O+CH2O？练习：p674，15－11作业：13（ii，iii，v）351.克莱森缩合反应（1）定义：具有-活泼氢的酯，在碱的作用下,两分子酯相互作用，生成β-羰基酯,同时失去一分子醇的反应。RCH2C-OC2H5+H-CHCOC2H5OOOORCH2C-CHCOC2H5RR1C2H5ONa2HOAc第七节酯缩合反应36（2）反应机理C2H5OHCH3COONaCH3COOHOOCH3CCH2COC2H5+Na+OOCH3CCHCOC2H5C2H5ONaC2H5O-OCH3COC2H5OC2H5O-CH2COC2H5C2H5ONaOCH3CCH2COC2H5OOOCH3COC2H5OCH3CCH2COC2H5-+37（3）在强碱作用下的酯缩合反应只有一个α-H，必须用强碱作催化剂，才能使反应进行。2(CH3)2CHCO2C2H5Ph3C-Na+Et2O(CH3)2CHC-C-CO2C2H5OCH3CH338在强碱作用下酯缩合的反应机制Ph3C-Na+(CH3)2CHC-C-CO2C2H5OCH3CH3(CH3)2CHCO2C2H5Ph3C-(CH3)2CCO2C2H5-(CH3)2CHCOC2H5O(CH3)2CHC-C-CO2C2H5O-CH3CH3C2H5O-C2H5O-(CH3)2C-C-C-CO2C2H5OCH3CH3-+Ph3CHH2O(CH3)2CHC-C-CO2C2H5OCH3CH3练习：p677，15－14392.混合酯缩合（1）甲酸酯HCOOC2H5+HCH2COC2H5OEtONaHCOCH2COOC2H5H2O-3H2OCOOC2H5H5C2OOCCOOC2H5醛基是在分子中引入甲酰基的好方法.40*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.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+COCH2COOHCOHOCOCH3COHO175oCCOCH2COC2H5OH5C2O41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+HCH2COC2H5OEtONaH5C2OCOCH2COC2H5OH2O42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练习：p679，15－15433狄克曼缩合反应二元酸酯若分子中的酯基被四个以上的碳原子隔开时，就发生分子内的酯缩合反应，形成五员环或更大环的酯，这种环化酯缩合反应称为狄克曼酯缩合。实例1CO2C2H5C6H5CH3CH2CH2CO2C2H5Na,C2H5OH(少量)CH2CH2CO2C2H5O44CH3OCH3CH2CHCO2C2H5CH2CH2CO2C2H5CO2C2H5O-CH3CO2C2H5OCH3CO2C2H5实例2练习：p681，15－1645OOCH3C-CH2-CCH3OOCH3C-CH2-COC2H5OHOCH3C-CH2-COC2H5CH3OHOCH3C-CH2-CCH3CH3OCH3CCH3++++CH3CO2C2H5C2H5O-H+orNaH4酮酯缩合从理论上分析，有可能生成四种化合物，在合成上无意义。故，在合成上，常采用有α氢的酮和没有α氢的酯缩合，合成β－二羰基化合物。46HC-OC2H5+H-CH2CCH3OOOOHC-CH2CCH3C2H5O-C