有机化学课件第15章缩合反应

第十五章缩合反应exit第一节曼尼期反应--氨甲基化反应第二节麦克尔加成反应第三节鲁宾逊缩环反应第四节魏悌息反应和魏悌息--霍纳尔反应第五节浦尔金反应和脑文格反应第六节达参反应第七节安息香缩合反应和二苯乙醇酮重排本章提纲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。第一节曼尼期反应——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，称为曼尼期(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1.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CH2=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+Me2NHHCleg2：OCH3CH2O+(CH3)2NH+HCl,H2OOCH3CH2N(CH3)2OCH3(CH3)2NCH267%+33%OHO+CH2O+NHH+OHCH2Neg32在芳、杂环上引入氨甲基NHN+CH2O+HN(CH3)2NHCH2N(CH3)2H2OHAc95%eg4：草绿碱3制备杂环化合物eg5CH2CHCH2CH2CHCH2NCH3C=OCH3NOeg6R-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OOOOOHHOOOOOHHOOOOOHHCH2-N(CH3)2H2CN(CH3)2OOOOOHHCH2-N(CH3)3H2CN(CH3)3++H2C=N+(CH3)2I-NaHCO3LDACH3I实例第二节麦克尔加成反应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，此类反应称为麦克尔加成(Michael,A.)反应。(反应产物为1,5-二官能团化合物，尤以1,5-二羰基化合物为多)。一定义反应式常用碱性催化剂：CH3CCH2CCH3+CH2=CH-CH=OOO给体受体EtO-EtOH(CH3C)2CHCH2CH2CHOO1,5-二羰基化合物12345αβ,Et3N,KOH,EtONa,(CH3)3COK,R4N+OH-NH(CH3C)2CH2(CH3C)2CHCH2=CH-CH=OEtO-OO(CH3C)2CH-CH2-CH=CH-O-OEtOH(CH3C)2CH-CH2-CH=CH-OHO互变异构(CH3C)2CHCH2CH2CHOO二反应机制1不对称酮进行麦克尔加成时，反应总是在多取代的-C上发生。OCH3+CH2=CH-C-CH3OEtO-OOOO+64%36%三麦克尔加成反应的规律2用β-卤代乙烯酮或β-卤代乙烯酸酯作为麦克尔反应的受体时，反应后，双键保持原来的构型。OCH3O-CH3CCClHHCOCH3OαβC2H5O-OCH3CH-CH=C-OCH3ClO-OCCHHCOCH3O95%3若受体的共轭体系进一步扩大，也可以制备1,7-官能团化合物。CH3CH=CH-CH=CH-COCH3+OCH2(COOC2H5)2碱CH3-CH-CH=CH-CH2COOCH3CH(COOC2H5)21234567+CH3CH=CH-CHCH2COOCH3CH(COOC2H5)2123451,6-加成产物(72%)1,4-加成产物(8%)(C2H5OOC)2CHCH-CH=CH-CH=C-O-CH3CH3(C2H5OOC)2CH-CH-CH=CH-CH=C-OHCH3CH3互变异构(C2H5OOC)2CH-CH-CH=CH-CH2CCH3CH3O(C2H5OOC)2CH2(C2H5OOC)2CHCH3CH3CH=CH-CH=CH-C=O碱1,6-加成的反应机理如下EtOH1曼尼希碱热消除法四制备α,β-不饱和醛酮的方法CH3CCH3+CH2O+Me2NHHClOCH3CCH2CH2N(CH3)2HClO胺的甲基化反应CH3CCH2CH2N(CH3)3I-OCH3CCH2CH2N(CH3)3OH-O曼尼希反应+CH3I霍夫曼消除形成四级铵碱OH-CH3CCH=CH2Oα,β-不饱和醛酮是麦克尔加成反应的重要原料，下面归纳了制备α,β-不饱和醛酮的几种方法。2醇醛缩合法3由α-卤代酮制备OOBrBr2HOOHH+OOOH+OOBrKOHC2H5OHH+4由α-卤代烯制备BrOHOhvBr2NaOHCrO3吡啶5通过烯烃和酰卤的反应制备+RCClOClCROCROAlCl3Na2CO3,H2O6通过魏悌息反应来制备R-CHO+Ph3P-CHCPhOR-CH=CH-CPhO环己酮及其衍生物在碱(如氨基钠、醇钠等)存在下，与曼尼期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.第三节鲁宾逊增环反应OG+CH3CCH2CH2NR3I-OHGOO碱GOG=H,R,Ar,COOR,OCR等O一定义鲁宾逊增环反应实际上是分三步完成的：OGGOO②③麦克尔加成分子内醇醛缩合碱OHGOOCH3CCH2CH2NR3I-CH3CCH=CH2O碱①曼氏碱热消除碱eg1.选用合适的原料合成CH3OCH3O+CH2=CHCCH3OC2H5O-C2H5OHOCH3OOH--H2OH+orOH-50%CH3OOHCH3O二应用实例合成Eg2.选用合适的原料合成OOCH3CCH=CH2+CH3COC2H5CH3CCH3+CH2=CHCOC2H5CH3CCH2COC2H5+CH2=CHCOC2H5活泼①②③*1*2OOOOOOOOOCH3CCH2CH2CH2COC2H5OO剖析CH3CCH3+CH2=CHCOC2H5OONaOEtEtOH*1OOCH3CCH2CH2CH2COC2H5OOEtONa合成*2CH3CCH2COC2H5+CH2=CHCOC2H5OOOEtOHEtONaOH-H+CHCH2CH2COC2H5CH3CCH3OCOOOOCH3CCH2CH2CH2COHEtOHH+OOCH3CCH2CH2CH2COC2H5EtONaOOCHCH2CH2COOHCH3CHOCOO-CO2~160oC合成Oeg3.选用合适的原料合成COOHO剖析一：COOHOCOOHO12345O+CH3COOHCH2=CH-CCH3+CH2=CHCOHOOα-H不够活泼产物为混合物剖析二：通过添加适当基团，克服上述剖析中的问题COOHOCOOHOCO2C2H5COOHCO2EtCO2EtCO2EtEtO2CEtO2CCO2EtCO2HHO2CEtO2CCO2EtCNNCEtO2CCO2EtEt2O2CCH2CO2Et+2CH2=CH-CNCOOC2H5OCOOC2H5EtONaOH-H+-CO2COOHOEtOCCH2CH2CNEtOCCH2CH2CNOOOH-H+-CO2C2H5OCCH2COC2H5+2CH2=CH-CNEtONaEtOHOOC2H5OCCH(CH2CH2COOEt)2OC2H5OHH+CO2EtCO2EtCO2EtHOCCH(CH2CH2COOH)2O合成路线合成eg4.选用合适的原料合成OOHOOHC=OCH3OC=OCH3OC2H5OCOCOC2H5C=OCH3OC2H5OCOCH3CCH2COC2H5OO2CH2=CH-COOC2H5+剖析CH3CCH2COC2H5OO+CH2=CH-COOC2H5CH2-CH-COOC2H5CH3CCHCOC2H5OOCH2-CH-COOC2H5CH3CCCOC2H5OOCH2-CH-COOC2H5CH2=CH-COOC2H5H+H2OOH-COC2H5C=OCH3OC2H5OCOC2H5OHH+HOCH2CH2OHHCl(g)C2H5ONaOCOOCOOC2H5CH3H+3OCH3COOOOHHO-OOCH3合成C2H5ONaC2H5ONaeg5.选用合适的原料合成OEtOOCOEtOOCOEtOOCOHCCHOEtOOCO+CHOEtOOC+CH3CCH2CH2NR2I-O+CH3CH3CCH2CH2NR2OCH3CCH3+CH2O+HNR2O剖析(1)CH3CCH3+HCHO+HNR2HClOCH3CCH2CH2NR2CH3IOCHOCH=NRH2NRLDACOOEtH+(2)CH=NRCOOEtH+水解CHOCOOEtNaOEt,CH2=CHCCH3OOEtOOCCHOCOOEtCOCH3OH-合成CH3CCH2CH2NR2I-O+CH3OH-CH3CCH=CH2+R2NCH3+I-+H+oeg6.选用合适的原料合成OPhOPhOPhOOOCH2NR3I-+O+CH2O+HNR2OPhCOOC2H5+COOC2H5O+ClCH2Ph剖析一魏悌息试剂：Ph3P=CH2(I)(II)Ph3P-CH2第四节魏悌息反应和魏悌息-霍纳尔反应在相邻位置上带有相反电荷的两性离子称为叶利德(ylide)。磷叶利德也称为魏悌息试剂(德1953,1973)。贡献大Ph3+-CH2-3PhH+PCl3Ph3PPh3P+CH3XPh3P+-CH3X-C6H5LiPh3P+XCH2COOC2H5Ph3P+-CH2COOC2H5X-K2CO3Na2CO3,NaOH,NaOR,NaNH2,NaH,RLi魏悌息试剂制备Ph3PCHCOOC2H5+-魏悌息试剂与醛、酮反应,生成烯烃,称为魏悌息(Wittig,G.)反应.C=O+[Ph3P-CR2Ph3P=CR2]C=CR2+Ph3P=O二魏悌息反应反应机理Ph3P-CR2+-O=CPh3P-CR2+-O-CPh3P-CR2O-CPh3PCR2OCC=CR2+Ph3P=OH3COCCH2CH2COCH3+Ph3P-CH2OO*1①醛最快，酮次之。酯最慢。所以可进行选择性反应。H3COCCH2CH2COCH3CH2O*2PhCHO+Ph3P-CH2C6H5Cl-NaOEtEtOH,25℃CPhHCPhHCPhHCHPh41%35%+CH3CH=O+(C6H5)3P-CCH3COCH3*3CH2Cl2CH3CHCCH3COCH396%②亲核性好的叶利德比较活泼.活泼叶利德反应时，常得Z,E-烯烃的混合物.稳定叶利德反应时，E型产物为主.反应规律++-三魏悌息-霍纳尔试剂和魏悌息-霍纳尔反应魏悌息-霍纳尔试剂：(I)(II)(EtO)2POO(EtO)2P-CHRCHR(EtO)2POEtCH2RBr-(C2H5O)3P+RCH2BrO(EtO)2P-CH2R(EtO)2POO(EtO)2P-CHRCHR魏悌息霍纳尔试剂-EtBrNaH魏悌息-霍纳尔反应魏悌息-霍纳尔试剂与醛、酮反应，制备烯烃，这一反应称为魏悌息(Wittig,G.)-霍纳尔(Horner,L.)反应。(比魏悌息反应容易进行)反式烯烃二乙磷酸钠(溶于水，后处理较易)RCHO+(EtO)2PCHRNa+O_(EtO)2PCHRNa+O-_+RHHR'+(EtO)PONaO反应规律：生成的烯烃以反式为主.CCCHHCO2EtCH2C2H566%OCHRPCHR'OROROCCHR'RHOPOORORCCHRR'H+(RO)2PO-O反应机理CH2=C-CH=O+(EtO)2PCH2CO2EtOEtONaC2H5四魏悌息反应和魏悌息-霍纳尔反应的应用实例1用来制备环外烯烃2制备α,β-不饱和羰基