1、2020年高中化学竞赛-有机化学-第15章缩合反应 15.1 氢碳酸的概念和氢碳酸的概念和-氢的酸性氢的酸性 15.2 酮式和烯醇式的互变异构酮式和烯醇式的互变异构 15.3 缩合反应简述缩合反应简述 15.4 羟醛缩合反应羟醛缩合反应 15.5 胺甲基化反应胺甲基化反应 15.6 Robinson增环反应增环反应 15.7 酯缩合反应酯缩合反应 15.8 碳负离子碳负离子的烃基化、酰基化反应的烃基化、酰基化反应 15.9 -二羰基化合物在有机合成中的应用二羰基化合物在有机合成中的应用 15.10 Perkin反应反应 15.11 Knoevenagel 反应反应 15.12 Darzen反应
2、反应 15.13 安息香缩合反应安息香缩合反应本本章章提提纲纲 烃可以看作是一个氢碳酸（烃可以看作是一个氢碳酸（carbon acid），碳上的氢以正离子解离下），碳上的氢以正离子解离下来的能力代表了氢碳酸的酸性强弱。可以用来的能力代表了氢碳酸的酸性强弱。可以用pKa值来表示，值来表示，pKa值越小，酸值越小，酸性越强。表性越强。表15-1列出了一些氢碳酸的列出了一些氢碳酸的pKa值。值。CH4,CH3CH3CH3CH CH2CH2(C6H5)2CH(C6H5)3CH3C CH化合物化合物pKa50353431.52516 表中的数据表明：烷烃的酸性是很弱的。烯丙位和苯甲位碳上的表中的数据表明
3、：烷烃的酸性是很弱的。烯丙位和苯甲位碳上的氢的酸性比烷烃强。末端炔烃的酸性更强一些，环戊二烯亚甲基上的氢的酸性比烷烃强。末端炔烃的酸性更强一些，环戊二烯亚甲基上的氢相对更活泼一些。氢相对更活泼一些。表15-1 一些氢碳酸的pKa值（在二甲亚砜中）15.1 氢碳酸的概念和氢碳酸的概念和-氢的酸性氢的酸性R-CH2-YR-CH-Y +H+-H以正离子解离下来的能力称为以正离子解离下来的能力称为-H的活性或的活性或-H的酸性的酸性 判断判断-H活性活性的方法：的方法：1.pKa值值 2.同位素交换的速率同位素交换的速率15.1.1 15.1.1 -氢氢的酸性的酸性 CH3CH=CH2 pKa=35p
4、Ka=16CH3CCH2CCH3OOCH3CCH3OHOO的酸性比的酸性比强。强。的酸性与一元酮差不多。的酸性与一元酮差不多。OOHOOOO影响影响-H活性活性的因素：的因素：1.Y的吸电子能力。的吸电子能力。2.碳负离子的稳定性。碳负离子的稳定性。3.-H 周围的空间环境。周围的空间环境。1.羰基的羰基的-H是十分活泼的是十分活泼的OCH3OCH3OCH3DDDH+NaODD2O15.1.2羰基化合物羰基化合物-氢的活性分析氢的活性分析 2.羰基的羰基的-H的的活性是两个原因造成的：活性是两个原因造成的：羰基的吸电子诱导效应羰基的吸电子诱导效应 -碳氢键对羰基的超共轭效应碳氢键对羰基的超共轭
5、效应 3.不同羰基化合物的不同羰基化合物的-H活性是不同的活性是不同的4.-二羰基化合物的酸性及判别二羰基化合物的酸性及判别化合物化合物 pKa 烯醇式含量烯醇式含量CH3COCH3 20 1.510-4(痕量痕量)H2O 16ROH 15EtO2CCH2CO2Et 13.3 7.710-3NCCH2CO2Et 11 2.510-1CH3COCH2CO2Et 10.3 7.3(纯液态纯液态)，气态，气态46.1%,水水0.4%CH3COCH2COCH3 9 76.5C6H5COCH2COCH3 99 100*表中的烯醇式含量均在纯净液态（无溶剂）下测定。表中的烯醇式含量均在纯净液态（无溶剂）下
6、测定。OCHO碳负离子可以写出三个共振式碳负离子可以写出三个共振式 (1)(2)(3)酮式（酮式（92.5%）41oC/2.66barmp-39oC烯醇式（烯醇式（7.5%）32oC/2.66barCH3CCH2COC2H5OOCH3C=CHCOC2H5OOHOCH3CHOHOOC2H5CH3CCH2COC2H5OO+C2H5ONaC2H5OHCH3C=CHCOC2H5OO-OCH3CCHCOC2H5OOCH3CCH=COC2H5OO-Na+在极强碱的作用下，可以形成很不稳定的双负离子在极强碱的作用下，可以形成很不稳定的双负离子CH3CCH2CCH3OO2 NaNH2CH2=C-CH=CCH3
7、O-O-15.2 酮式和烯醇式的互变异构酮式和烯醇式的互变异构15.2.1 酮式和烯醇式的互变异构酮式和烯醇式的互变异构341酸或碱酸或碱*1 实验证明：酮式、烯醇式都是存在的。实验证明：酮式、烯醇式都是存在的。*2 由键能数据可以判断，破坏酮式需要更多的能量。由键能数据可以判断，破坏酮式需要更多的能量。1+2=791kJ/mol 3+4=728kJ/mol CH3 C CH2 HOCH3 C CH2OH2*3 在一般情况下，在一般情况下，烯醇式在平衡体系中的含量是比较少的，烯醇式在平衡体系中的含量是比较少的，但随着但随着-H活性活性 的增强，的增强，烯醇式也可能成为平衡体系中烯醇式也可能成为
8、平衡体系中 的主要存在形式。的主要存在形式。CH3CCH3OC2H5OCCH2COC2H5OOOCH3CCH2COC2H5OOCH3CCH2CCH3OOCH3CCH2CCF3OO烯醇式含量烯醇式含量/%1.5 10-4 7.7 10-3 2.0 10-27.3 76.5 最多最多15.2.2 烯醇化的反应机理烯醇化的反应机理CH3CCH3O+H+快CH3COHCH2HH+,慢CH3C CH2OH酸催化下的反应机理酸催化下的反应机理碱催化下的反应机理碱催化下的反应机理OC CH2CH3H+OH慢OC CH2CH3OCCH3CH2CH3CCH2O碳负离子烯醇负离子烯醇负离子*1 烯醇负离子是一个两
9、位负离子，氧碱性强，碳亲核性强。烯醇负离子是一个两位负离子，氧碱性强，碳亲核性强。R C CH3O-OHR COCH2R COCH2R COCH2 R C CH2BrOR C CH2OHR C CH3O+烯醇负离子烯醇负离子 碳负离子碳负离子 烯醇负离子烯醇负离子H+Br2热力学产物热力学产物 动力学产物动力学产物15.2.3 烯醇负离子的两位反应性能烯醇负离子的两位反应性能15.2.4 不对称酮的烯醇化反应不对称酮的烯醇化反应CH3CH2 C CH2OHCH3CH2CCH3OCH3 CH=C CH3O H动力学控制的产物动力学控制的产物 热力学控制的产物热力学控制的产物 分子间或分子内不相连
10、接的两个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。样的反应统称为缩合反应。15.3 缩合反应简述缩合反应简述 15.4.1 羟醛缩合反应的机理羟醛缩合反应的机理 15.4.2 羟醛缩合反应的分类羟醛缩合反应的分类 1.醛和酮的自身缩合醛和酮的自身缩合 分子间缩合，分子内缩合分子间缩合，分子内缩合 2.醛和酮的交叉缩合醛和酮的交叉缩合 甲醛的羟甲基化反应甲醛的羟甲基化反应 克莱森克莱森-斯密特反应
11、斯密特反应 3.醛和酮的定向醛和酮的定向缩合缩合 4.实例实例15.4 15.4 羟醛缩合反应羟醛缩合反应定义：定义：有有-H的醛或酮在酸或碱的作用下，缩合生成的醛或酮在酸或碱的作用下，缩合生成-羟基醛或羟基醛或-羟基酮的反应称为羟基酮的反应称为羟醛缩合羟醛缩合反应反应。CH3CCH3OBa(OH)2OH(CH3)2CCH2CCH3O-H2O(CH3)2C=CHCCH3O15.4 15.4 羟醛缩合反应羟醛缩合反应CH3CCH3OCH3C-CH2-H+OHCH3C=CH2OHCH3CCH3+OHOHCH3-C-CH2-C(CH3)2+OH-H+OHCH3-C-CH2-C(CH3)2O-H2OC
12、H3-C-CH=C(CH3)2O酸催化下的反应机理酸催化下的反应机理烯醇化烯醇化亲核加成亲核加成酸碱反应酸碱反应H+-H+消除反应消除反应15.4.1 15.4.1 羟醛缩合反应的机理羟醛缩合反应的机理首先是在酸催化下由酮式转变为烯醇式，然后烯醇对质子化的酮进行亲核加首先是在酸催化下由酮式转变为烯醇式，然后烯醇对质子化的酮进行亲核加成，得到质子化的成，得到质子化的-羟基酮，再经质子转移、消除水生成羟基酮，再经质子转移、消除水生成,-不饱和酮。不饱和酮。碱催化下的反应机理碱催化下的反应机理CH3CH=O-CH2CH=O-B：CH3CH=OO-CH3CHCH2CHO-H2OCH3CH=CHCHO常
13、用的碱性催化剂有：常用的碱性催化剂有：KOH，C2H5ONa，(t-BuO)3Al.催化剂用量应在催化剂用量应在0.5mol以上。以上。OHCH3CHCH2CHOH2O烯醇化烯醇化亲核加成亲核加成酸碱反应酸碱反应消除反应消除反应首先是在碱催化作用下生成烯醇负离子，然后烯醇负离子再对醛（或酮）首先是在碱催化作用下生成烯醇负离子，然后烯醇负离子再对醛（或酮）发生亲核加成，加成产物从溶剂中夺取一个质子生成发生亲核加成，加成产物从溶剂中夺取一个质子生成-羟基醛（或羟基醛（或-羟基羟基酮），再在碱作用下失水生成酮），再在碱作用下失水生成,-不饱和醛酮。不饱和醛酮。讨讨 论论*1 在酸性及强碱性条件下易失
14、水，一般的碱性条件，在酸性及强碱性条件下易失水，一般的碱性条件，加热时失水。所以，如要制备加热时失水。所以，如要制备-羟基醛、羟基醛、-羟基酮，羟基酮，通常采用弱通常采用弱碱性催化剂，温度较低的反应条件。碱性催化剂，温度较低的反应条件。*2 烯醇负离子是一个两位负离子，在羟醛缩合反应烯醇负离子是一个两位负离子，在羟醛缩合反应中，主要是烯醇负离子的中，主要是烯醇负离子的C端去进攻。端去进攻。*3 羟醛缩合反应是一个可逆反应，温度低有利于正羟醛缩合反应是一个可逆反应，温度低有利于正向反应，而加热回流有利于逆向反应。向反应，而加热回流有利于逆向反应。逆向羟醛缩合的反应机理逆向羟醛缩合的反应机理-OH
15、(CH3)2C=CH C CH3O(CH3)2CCH=C CH3O-OHH2OCH3CCH3O-CH2CCH3OCH2=CCH3O-+H2OCH3CCH3O2+-OH逆向羟醛缩合逆向羟醛缩合失水产物的逆向反应失水产物的逆向反应-OH(CH3)2C CH2 C CH3OO-正逆反应的控制正逆反应的控制正反应的操作条件是：低温、在碱性条件下缩合。正反应的操作条件是：低温、在碱性条件下缩合。逆反应的操作条件是：在水中加少量逆反应的操作条件是：在水中加少量-OH，加热回流。，加热回流。(CH3)2CCH2 C CH3OOH1.醛和酮的自身缩合醛和酮的自身缩合-分子间缩合和分子内缩合分子间缩合和分子内缩
16、合醛的自醛的自身缩合身缩合CH3CH2CH2CHO +CH2CHOCH3CH2CH2CHCHCHOCH2CH3-OHCH2CH3OHI2CH3CH2CH2CH=CCHOCH2CH3OCH(CH2)3CHCHOCH2CH2CH3CHOCH2CH2CH3H2O15.4.2 15.4.2 羟醛缩合反应的分类羟醛缩合反应的分类OONa2CO3,H2OO96%OOAlOC(CH3)33H2O278%酮酮的的自自身身缩缩合合CH3CCH3O2CH3CCH3OBa(OH)2-H2O(CH3)2C=CH C CH3OH+(CH3)2C=CH C CH=C(CH3)2OOHHCH3CH3CH3CH2-HCH3C
17、H3CH3OHOCH3CH3CH31,4加成加成互变异构互变异构插烯系规则插烯系规则分子内缩合分子内缩合Soxhlex 提取器提取器I22.醛和酮的交叉缩合反应醛和酮的交叉缩合反应两种不同的醛、酮之间发生的羟醛缩两种不同的醛、酮之间发生的羟醛缩合反应称为交叉的羟醛缩合反应。合反应称为交叉的羟醛缩合反应。有两种情况有两种情况（1）一种醛或酮有）一种醛或酮有-H，另，另一种醛或酮无一种醛或酮无-H。（2）两种醛酮都有两种醛酮都有-H。（在定向。（在定向羟醛缩合反应中讨论。）羟醛缩合反应中讨论。）（i）甲醛的羟甲基化反应甲醛的羟甲基化反应CH2O +H-CH2CHOHOCH2-CH2CHO(HOCH
18、2)3CCHO(HOCH2)4C+HCOOH-OH-OH2CH2O康尼查罗反应康尼查罗反应CH2OHCH2OHCHOH-OHCH2O浓浓-OH+CH2O（过量）（过量）（ii）克莱森克莱森-斯密特反应斯密特反应 一种无一种无-H的芳香的芳香醛和一种有醛和一种有-H的脂肪的脂肪醛醛或酮或酮，在，在NaOH和乙醇的混合体系内，进行混合和乙醇的混合体系内，进行混合的缩合反应，得到产率很高的的缩合反应，得到产率很高的、-不饱和醛酮，不饱和醛酮，这一反应称为这一反应称为克莱森克莱森-斯密特反应。斯密特反应。CHO +CH3CC(CH3)3OH2O-C2H5OHNaOH88%-93%C=CHHCC(CH3
19、)3OE 构型为主构型为主3.醛和酮的醛和酮的定向定向缩合反应缩合反应解决两个问题：解决两个问题：（1）两个反应物都有）两个反应物都有-H时，到底哪个出时，到底哪个出-H，哪个出羰基？，哪个出羰基？（2）不对称酮发生）不对称酮发生羟醛缩合反应时，提供羟醛缩合反应时，提供哪一側的哪一側的-H参与反应？参与反应？CH3CHO +CH3CCH3OCH3CHCH2CHO +(CH3)2CCH2CCH3 +OHOHOCH3CHCH2CCH3 +(CH3)2CCH2CHOOHOHO-OH乙醛缩合产物乙醛缩合产物丙酮缩合产物丙酮缩合产物-H2O(CH3)2C=CHCHOeg1.制备制备 CH3CHO +CH
20、3CCH3OKOH,15oC80%83%bp 77/3.73 103Pa 59/1.33 103PaOHOCH3CHCH2CCH3OHOCH3CHCH2CCH3LDA:LiNCH(CH3)22 二异丙胺的锂盐二异丙胺的锂盐制备：（制备：（i-C3H7)2NH +n-BuLi （i-C3H7)2NLi +C4H10碱碱 共轭酸共轭酸 pKaOC2H5CCH3OC2H5CCH2-(C6H5)3CNa(C6H5)3CH(CH3)2CH2NLi(CH3)2CH2NH31.54020Eg2 制备制备CH3CHO +OLiNCHH2CPhPh_+Ph2C=CHCHOLDA Et2O-7025oCH2O-H
21、2O78%85%醛不能直接制成烯醇锂盐，因为醛羰基太活泼，制成的锂醛不能直接制成烯醇锂盐，因为醛羰基太活泼，制成的锂盐会与它反应。所以，在制锂盐时，必须先加以保护。盐会与它反应。所以，在制锂盐时，必须先加以保护。H2NCH3CH=NCH2CH=N_Li+CH2=CHN_Li+Ph2CCH2CHOOHPh2C=CHCHOOPhCPheg3 制备制备CH3CH2CHCH2CCH2CH3OOHCH3CCH2CH3OCH3CH2CHO +THF,-78oCCH3CCH2CH3OCH3CH2CHCH2CCH2CH3OOHCH3CH2CHOH2OLDA制烯醇盐制烯醇盐定向羟醛缩合定向羟醛缩合反反 应应 式
22、式CH3CH2CHCH2CCH2CH3OOH1 制制 LDA（i-C3H7)2NH +n-BuLi （i-C3H7)2NLi+C4H10无水溶剂无水溶剂2 制烯醇盐制烯醇盐CH3CCH2CH3O+LDATHF,-78oC3 定向羟醛缩合定向羟醛缩合LiOCHH2CCH3CH2CHO-OLiO+H2OCH3CH2CHCH2CCH2CH3OOHCH2=C-CH2CH3 +(i-Pr)2NHOLi实例一实例一 用用 和不超过和不超过4个碳的有机物合成个碳的有机物合成逆逆 合合 成成 分分 析析OCH3CH3OCH3CH3OCH3CH3O-+CH3CHCCH3OBrOCH3CH2CCH3+Br2CH3
23、O+LDACH3OHOCH3CH34 实例实例OCH3CH3OCH3CH3OCH3CH3OCH3OHCH3OLi沙瑞特试剂沙瑞特试剂LDA-OH合合 成成OCH3CHCCH3BrOCH3逆逆 合合 成成 分分 析析实例二实例二OCH3PhCHOHOCH3OCH3PhCHOHPhCHO +OCH3O-Li+CH3O-Li+CH3+OSi(CH3)3CH3OSi(CH3)3CH3+OSi(CH3)3CH3LDACH3OCH2CH2OCH3(CH3)3SiCl-LiCl锂盐无法蒸馏分离锂盐无法蒸馏分离主主 次次蒸馏分离蒸馏分离99%1%纯净纯净+TiCl4 +PhCHO-(CH3)3SiClH3O+
24、-78OC+TiCl3(OH)合合 成成OCH3OTiCl3PhCHOCH3OHPhCH15.5 15.5 胺甲基化反应胺甲基化反应定义：具有活泼氢的化合物、甲醛、胺同时缩合，活泼氢被定义：具有活泼氢的化合物、甲醛、胺同时缩合，活泼氢被胺甲基或取代胺甲基取代的反应，称为胺甲基或取代胺甲基取代的反应，称为曼尼期曼尼期(Mannich,C.)反应反应，也称为，也称为胺甲基化反应。胺甲基化反应。生成的产物称为生成的产物称为曼氏碱曼氏碱。CH3-C-CH2-H +CH2O +HNORRH+CH3-C-CH2-CH2NORR取代的胺甲基取代的胺甲基1.具有具有-H的醛、酮、酸、酯、硝基化合物、腈、末端炔
25、烃、含的醛、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。有活泼氢的芳香环系化合物。2.二级胺二级胺NNHHHOHCH3H使用原料的范围使用原料的范围CH2=ONHRRRRH+HCH2=OHN-CH2OHRRRR-H2ON=CH2N-CH2-OH2OORRCH2=NRRHO HCH3-C=CH2CH3-C-CH2-CH2-NCH3C-CH2+H+H+转移转移活化的活化的C=N反应机理反应机理胺甲基化反应实例胺甲基化反应实例eg 11 用来制备用来制备-氨基酮氨基酮不对称酮反应时，亚甲基比甲基优先反应不对称酮反应时，亚甲基比甲基优先反应OCH3CCH2CH3 +CH2O +M
26、e2NH HClCH3CCHCH2NMe2 HClOCH3eg 2OCH3CH2O +(CH3)2NH+HCl,H2OOCH3CH2N(CH3)2OCH3(CH3)2NCH267%+33%OHO+CH2O +NHH+OHCH2Neg 32 在芳、杂环上引入胺甲基在芳、杂环上引入胺甲基NHN+CH2O +HN(CH3)2eg 4草绿碱草绿碱NHCH2N(CH3)2H2OHOAc95%3 制备杂环化合物制备杂环化合物eg 5CH2 CH CH2CH2 CH CH2NCH3C=OCH3NOeg 6R-C-CH2CH2NMe2R-C-CH2CH2NMe3CH3IOH-OOOOR-C-CH=CH2R-C
27、-CH=CH2，蒸馏4 制制,-不饱和酮、不饱和酮、,-不饱和酯不饱和酯OOOOOHHOOOOOHHOOOOOHHCH2-N(CH3)2H2CN(CH3)2OOOOOHHCH2-N(CH3)3H2CN(CH3)3+H2C=N+(CH3)2 I-NaHCO3LDACH3I实实 例例定义：定义：环己酮及其衍生物在碱环己酮及其衍生物在碱(如氨基钠、醇钠等如氨基钠、醇钠等)存在存在下，与曼尼期碱的季铵盐反应产生二并六元环的产物，下，与曼尼期碱的季铵盐反应产生二并六元环的产物，该反应称为该反应称为鲁宾逊鲁宾逊(Robinson,R.)增环反应增环反应.15.6 15.6 鲁宾逊增环反应鲁宾逊增环反应OG
28、+CH3CCH2CH2NR3I-OHGOO碱GOG=H,R,Ar,COOR,OCR等O鲁宾逊增环反应实际上是分三步完成的：鲁宾逊增环反应实际上是分三步完成的：OGGOO麦克尔加成分子内醇醛缩合碱OHGOOCH3CCH2CH2NR3I-CH3CCH=CH2O碱曼氏碱热消除碱碱 选用合适的原料合成选用合适的原料合成CH3OCH3O+CH2=CHCCH3OC2H5O-C2H5OHOCH3OOH-H2OH+or OH-50%CH3OOHCH3O应用实例应用实例 15.7.1 15.7.1 酯缩合反应酯缩合反应 15.7.2.15.7.2.混合酯缩合反应混合酯缩合反应 15.7.3 15.7.3 分子内
29、的酯缩合反应分子内的酯缩合反应 15.7.4 15.7.4 酮与酯的缩合反应酮与酯的缩合反应15.7 15.7 酯缩合反应酯缩合反应15.7.1 酯缩合反应酯缩合反应 定义：具有定义：具有-活泼氢的酯，在碱的作用下活泼氢的酯，在碱的作用下,两两分子酯相互作用，生成分子酯相互作用，生成-羰基酯羰基酯,同时失去一分同时失去一分子醇的反应子醇的反应称为酯缩合反应称为酯缩合反应。也。也称为称为克莱森缩合克莱森缩合反应。反应。RCH2C-OC2H5 +H-CHCOC2H5OOOORCH2C-CHCOC2H5RR1 C2H5ONa2 HOAc15.7 15.7 酯缩合反应酯缩合反应反应机理反应机理CH3C
30、CHCOC2H5OC2H5OH-CH2COC2H5OC2H5ONaCH3COC2H5OCH3COC2H5OC2H5ONaCH3CCH2COC2H5OO-OC2H5-C2H5O-OCH3CCH2COC2H5OO-Na+CH3CCH2COC2H5OO+CH3COONaCH3COOHpKa 24.5pKa 11.0pKa 15.9在强碱作用下的酯缩合反应在强碱作用下的酯缩合反应只有一个只有一个-H，必须用强碱作催化剂，才能使反应进行。，必须用强碱作催化剂，才能使反应进行。2(CH3)2CHCO2C2H5Ph3C-Na+Et2O(CH3)2CHC-C-CO2C2H5O CH3CH3Ph3CH pKa
31、31.5在强碱作用下酯缩合的在强碱作用下酯缩合的反应机理反应机理Ph3C-Na+(CH3)2CHC-C-CO2C2H5O CH3CH3(CH3)2CHCO2C2H5Ph3C-(CH3)2CCO2C2H5-(CH3)2CHCOC2H5O(CH3)2CHC-C-CO2C2H5O-CH3CH3C2H5O-C2H5O-(CH3)2C-C-C-CO2C2H5O CH3CH3-+Ph3CHH2O(CH3)2CHC-C-CO2C2H5O CH3CH315.7.2.15.7.2.混合酯缩合反应混合酯缩合反应（1）甲酸酯）甲酸酯HCOOC2H5+H CH2COC2H5OEtONaHCOCH2COOC2H5H2O
32、-3H2OCOOC2H5H5C2OOCCOOC2H5醛基醛基OHOH+HCOEtOO-HHCO2ROHOHCHOOHOHCH2OHRO-NaH025oCH2ONaBH4C2H5OH 25oC*1.甲酸酯中含有醛基、催化剂碱性不能太强，产率不高甲酸酯中含有醛基、催化剂碱性不能太强，产率不高.*2.是在分子中引入是在分子中引入甲酰基甲酰基的好方法的好方法.*3.如果用一个环酯和甲酸酯缩合，不能用如果用一个环酯和甲酸酯缩合，不能用RO-作催化剂，作催化剂，否则会发生酯否则会发生酯 交换而开环交换而开环.讨讨 论论*1.一个酯羰基的诱导效应，增加了另一个酯羰基的活性，一个酯羰基的诱导效应，增加了另一个
33、酯羰基的活性，反应顺利，产率好。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。羰基活性好，所以催化剂的碱性不用太强。*3.在合成上用来制备在合成上用来制备 丙二酸酯或丙二酸酯或-取代的丙二酸酯。取代的丙二酸酯。-羰基酸。羰基酸。（2）草酸酯）草酸酯丙二酸酯丙二酸酯-羰基酸羰基酸+H CH2COC2H5OEtONaH2OCOOC2H5COH5C2OCOCH2COC2H5OCOH5C2OHO-H+COCH2COOHCOHOCOCH3COHO175 oCCOCH2COC2H5OH5C2O*1.羰基活性差，选用强一些的碱作催化剂。羰基活性差，选用强一些的碱作催化剂。*2.在合成上用来在
34、合成上用来制备丙二酸酯或制备丙二酸酯或-取代的丙二酸酯取代的丙二酸酯。(3)碳酸酯碳酸酯H5C2OCOOC2H5+H CH2COC2H5OEtONaH5C2OCOCH2COC2H5OH2O*1.羰基活性差，选用强碱作催化剂。羰基活性差，选用强碱作催化剂。*2.在合成上，主要用于在在合成上，主要用于在-C上上引入苯甲酰基引入苯甲酰基。(4)苯甲酸酯苯甲酸酯COOC2H5+H CH2COC2H5OEtONaCOCH2COC2H5OH2O（5）实）实 例例 剖剖 析析eg 1.选用合适原料制备选用合适原料制备eg 2.选用合适的原料制备选用合适的原料制备合成二：合成二：HCOOEt +C6H5CH2
35、COOEtEtONa70%C6H5CHCOOEtCHOC6H5CHCOOEtCHOC6H5CHCOOEtCOOEt合成一：合成一：C6H5CHCOOEtCCOOEtOEtOOC-COOEt +C6H5CH2COOEtEtONa-CO175oCC6H5CHCOOEtCOOEt+C6H5CH2COOEtEtONaC6H5CHCOOEtCOOEtOC2H5O-C-OC2H5合成：合成：eg 3.选用合适的原料合成选用合适的原料合成OHO2C-CH2CH2CCOOH逆合成分析逆合成分析OHO2C-CH2CH2CCOOHOHO2C-CH2CH-CCOOHCOOHCOOEtEtO2C-CH2EtO2C-C
36、H2COOEt+EtO2C-CH-CCOOEtEtO2C-CH2O-CO2EtO-H+H+OH-HO2C-CH-CCOOHHO2C-CH2OHO2C-CH2CH2-CCOOHOeg 4.选用合适的原料合成选用合适的原料合成OOOOCO2HHO2COOCO2EtEtO2CCO2EtEtO2C+EtO2C-CO2Et逆合成剖析：逆合成剖析：OO具体合成：具体合成：CO2EtEtO2C EtO2C-CO2EtEtO-EtO-HO-H+-CO2OCO2EtEtO2COOCO2EtEtO2CCO2EtOOCO2HHO2COO15.7.3 15.7.3 分子内的酯缩合反应分子内的酯缩合反应 二元酸酯若分子
37、中的酯基被四个以上的碳原子隔开时，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，形成就发生分子内的酯缩合反应，形成五元环或更大环五元环或更大环的酯，这的酯，这种环化酯缩合反应也称为狄克曼酯缩合。种环化酯缩合反应也称为狄克曼酯缩合。实例实例 1CO2C2H5C6H5CH3CH2CH2CO2C2H5Na,C2H5OH(少量)CH2CH2CO2C2H5OCH3OCH3CH2CHCO2C2H5CH2CH2CO2C2H5CO2C2H5O-CH3CO2C2H5OCH3CO2C2H5实例实例 2实例实例 3COOC2H5COOC2H5C2H5ONa2OOC2H5OOCCOOC2H
38、5+2C2H5OHOOCH3C-CH2-CCH3OOCH3C-CH2-COC2H5OHOCH3C-CH2-COC2H5CH3OHOCH3C-CH2-CCH3CH3OCH3CCH3+CH3CO2C2H5C2H5O-H+or NaH15.7.4 15.7.4 酮与酯的缩合反应酮与酯的缩合反应从理论上分析，有可能生成四种化合物。从理论上分析，有可能生成四种化合物。HC-OC2H5 +H-CH2CCH3OOOOHC-CH2CCH3C2H5O-C-C-OC2H5 +H-CH2CCH3OOOOOOC2H5O-C-C-CH2CCH3OOC2H5O-C-CH2CCH3OOC2H5O-C-OC2H5 +H-CH
39、2CCH3OOC2H5O-C-CH2CCH3OOC-OC2H5 +H-CH2CCH3OOC-CH2CCH3NaHEtO-EtO-NaHH2OH2OH2OH2O-CO酮酯酮酯缩合缩合实实 例例实例实例 1.选用合适的原料合成选用合适的原料合成OOC6H5C-CH2-COC2H5酯缩合酯缩合 C6H5COOC2H5 +CH3COOC2H5OOC6H5C-CH2-COC2H5C2H5O2C-CO2C2H5OOO+C6H5C-CH3C2H5OCOC2H5OO+C6H5C-CH31NaH1NaH2H+2H+-CONaH实例实例 2O CH3CCH2CH3 +CH3CH2CO2C2H5NaH/Et2O40
40、55oCO CH3CH2CCHCCH2CH3 +CH3CH2CCCCH3OO OCH3酸性大，空阻小酸性大，空阻小对动力学有利。对动力学有利。稳定性好，对热稳定性好，对热力学有利。力学有利。51%9%实例实例 4实例实例 5OOOCH3C-CH2CH2CH2CH2-COC2H51 C2H5O-2 H3O+CH3OOOOCO2C2H5 C2H5OHH3OC2H5O-+发生分子内酮酯缩合时发生分子内酮酯缩合时,总是倾向于形成五元环、六元环。总是倾向于形成五元环、六元环。OOCH3CH2C-CH2CH2CH2-COC2H51 C2H5O-2 H3O+OOCH3实例实例 3 15.8.1 15.8.1
41、 酯酯的烃基化、酰基化反应的烃基化、酰基化反应 15.8.2 15.8.2 酮酮的烃基化、酰基化反应的烃基化、酰基化反应 1.对称酮的烃基化、酰基化反应对称酮的烃基化、酰基化反应 2.不对称酮的烃基化、酰基化反应不对称酮的烃基化、酰基化反应 15.8.3 15.8.3 醛醛的烃基化反应的烃基化反应 15.8.4 15.8.4-二羰基化合物的烃二羰基化合物的烃基化、酰基化反应基化、酰基化反应 1.乙酰乙酸乙酯的乙酰乙酸乙酯的-烃烃基化、基化、-酰基化酰基化 2.乙酰乙酸乙酯的乙酰乙酸乙酯的-烃烃基化、基化、-酰基化酰基化 3.-二酮二酮的的-烃烃基化、基化、-酰基化酰基化15.8 15.8 碳负
42、离子碳负离子的烃基化、酰基化反应的烃基化、酰基化反应15.8.1 15.8.1 酯酯的烃基化、酰基化反应的烃基化、酰基化反应CH3COC2H5O碱CH2COC2H5OCH2COOC2H5RXSN2RCH2COC2H5O+XCH3COC2H5O碱CH2COC2H5OCH2COOC2H5CH3COC2H5OCH3CXOCH3COCCH3O OCH3CCH2COC2H5OO+C2H5OCH3CCH2COC2H5OOCH3CCH2COC2H5OO+X+CH3COO酯酯的酰基化的酰基化反应反应酯酯的烃基化的烃基化反应反应15.8 15.8 碳负离子碳负离子的烃基化、酰基化反应的烃基化、酰基化反应 一元酸
43、酯在强碱作用下，与卤代烷发生反应，一元酸酯在强碱作用下，与卤代烷发生反应，在在-C上引入烷基，这称为烷基化反应。上引入烷基，这称为烷基化反应。酯酯 烷烷 基基 化化 反反 应应 的的 实实 例例CH3COC(CH3)3ONCH(CH3)2LiTHF-78oCCH2=CO-Li+OC(CH3)3RXRCH2COC(CH3)3O反应需在无质子溶剂中进行。反应需在无质子溶剂中进行。酯酯 酰酰 基基 反反 应应 的的 实实 例例反应反应在无在无质子质子溶剂溶剂中进中进行。行。一元酸酯在强碱作用下，可与酰氯或酸酐进行反应，而一元酸酯在强碱作用下，可与酰氯或酸酐进行反应，而在在-C上引入酰基，这称为酯的酰
44、基化反应。上引入酰基，这称为酯的酰基化反应。(CH3)2CHCOOC2H5(CH3)2CCOOC2H5Ph3C-Na+(C2H5)2ONa+(CH3CO)2O(C2H5)2OC6H5COClC6H5C-CCOOC2H5O CH3CH3CH3C-CCOOC2H5 +CH3COONaO CH3CH3(C2H5)2O（1 1）反应总述）反应总述CH3CCH3OCH3CCH2OCH3C=CH2O-CH3CCH3OCH3CCH2CCH3OOHCH3RXCH3CCH2ROB:CH3CCH2CROORCXOCH3COCCH3O OCH3CCH2CCH3OOCH3CCH2CROORCOOC2H5亲核加成亲核加
45、成亲核取代亲核取代醇醛缩合醇醛缩合酮的烷基化反应酮的烷基化反应酮的酰基化反应酮的酰基化反应1.1.对称酮的烃基化、酰基化反应对称酮的烃基化、酰基化反应15.8.2 15.8.2 酮的烃基化、酰基化反应酮的烃基化、酰基化反应（2）几点说明）几点说明 *1.为了在反应中抑制为了在反应中抑制aldol反应，使用足够强的碱反应，使用足够强的碱（如（如NaNH2、Ph3CNa、NaH）将反应物迅速地全部变为）将反应物迅速地全部变为碳负离子碳负离子 *2.酮酯缩合是可逆的，酮与酰卤、酸酐的反应是不可酮酯缩合是可逆的，酮与酰卤、酸酐的反应是不可逆的。逆的。eg 2OPhCCH2(CH2CH3)2 +NaBr
46、PhC=CHCH2CH3(C2H5)2OPh3C-Na+CH3CH2-BrO-Na+OPhCCH2CH2CH3 *4.烯醇负离子是两位负离子，烷基化反应主要在碳端烯醇负离子是两位负离子，烷基化反应主要在碳端发生（发生（C亲核性强，软亲核性强，软-软）要使酰基化反应在碳端发生，软）要使酰基化反应在碳端发生，烯醇负离子必须过量。烯醇负离子必须过量。eg 1ONaNH2(C2H5)2OOO-OCH3-ICH3+I-*3.酸酐、酰卤和空阻大的酯要用强碱催化，酸酐、酰卤和空阻大的酯要用强碱催化，反应要在反应要在非质子溶剂中进行。非质子溶剂中进行。2.2.不对称酮的烃基化、酰基化反应不对称酮的烃基化、酰基
47、化反应 对于不对称酮，有热力学控制与动力学控制对于不对称酮，有热力学控制与动力学控制两种酰基化产物，通常，空阻大的碱、强碱、低两种酰基化产物，通常，空阻大的碱、强碱、低温、非质子溶剂有利于动力学产物产生。在质子温、非质子溶剂有利于动力学产物产生。在质子溶剂中进行反应有利于热力学产物产生。溶剂中进行反应有利于热力学产物产生。CH3CH2CCH3O用三甲基氯硅烷和锂盐处理，得热力学控制产物用三甲基氯硅烷和锂盐处理，得热力学控制产物ROH +Me3SiClROSiMe3ROH +Me3SiOH-HClEt3N25oCH3O+OCH3OHCH3OHCH3+DMF 回流回流Et3N Me3SiClOSi
48、(CH3)3CH3OSi(CH3)3CH3+78%22%OSi(CH3)3CH3OCH3CH3LiMe3SiOLiCH3OCH3R蒸馏分离蒸馏分离CH3Li-Me4SiRX用用LDA处理，得动力学控制产物处理，得动力学控制产物OLDA,040oCCH3OCH2CH2OCH3OCH3OLiCH3OLiCH3+PhCH2Br3050oC1%99%CH3CH2Ph 含有下边结构的化合物称为烯胺，含有下边结构的化合物称为烯胺，N上有氢的上有氢的烯胺是不稳定的，烯胺是不稳定的，N上没氢的烯胺是稳定的。上没氢的烯胺是稳定的。C=C-N(1)烯胺结构：烯胺结构：酮经烯胺烷基化、酰基化酮经烯胺烷基化、酰基化，
49、也得动力学控制产物，也得动力学控制产物 稳定的烯胺是含稳定的烯胺是含-H的酮与二级胺在酸催化下反应来制备的。的酮与二级胺在酸催化下反应来制备的。(2)烯胺制备：烯胺制备：ONH+CH3SO3HC6H6,N烯胺 六氢吡啶（六氢吡啶（sixhydropyridine）、四氢吡咯（）、四氢吡咯（tetrahydropyrrole）和吗啉（和吗啉（morpholine）等是最常用的二级胺，它们与羰基的反应）等是最常用的二级胺，它们与羰基的反应性为：性为：NHNHONH四氢吡咯吗啉六氢吡啶H3O+（ii）能形成共轭体系时，双键在共轭处形成。）能形成共轭体系时，双键在共轭处形成。O+NHTsOHN五原子重
50、叠，五原子重叠，空阻大。空阻大。OCH3+NHTsOHCH3NHCH3NH90%10%12345（i）不对称酮形成烯胺时，双键总是在取代基较少的地方形成。）不对称酮形成烯胺时，双键总是在取代基较少的地方形成。不对称酮形成烯胺时的规律不对称酮形成烯胺时的规律(3)烯胺的反应烯胺的反应*1.烯胺具有双位反应性能烯胺具有双位反应性能C=C-NC-C=N+O+NHH+N+N反应既可以在氮上发生也可以在碳上发生。反应既可以在氮上发生也可以在碳上发生。-NR-XN+RX-H2ONH+OR 使用活泼卤代烷如碘甲烷、烯丙型卤化物、苯甲型卤代使用活泼卤代烷如碘甲烷、烯丙型卤化物、苯甲型卤代物等主要发生碳烃基化产
