化学资料chapter15 缩合反应

1、第十五章缩合反应 exit本章提纲第一节曼尼期反应-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。缩合反应第一节曼尼期反应氨甲基化反应 定义ORH+OCH3-C-CH2-H+CH2O+HNCH3-C-CH2-R取代的氨甲基RCH2NR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 (M

2、annich, C.)反应，生成的产物称为曼氏碱。 使用原料的范围1. 具有-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。HHHO HNCH3N H二 反应机制RH+RNHRH+转移CH2=OCH2=OHRN-CH2OHHRN-CH -OH-H2ORN=CH R22R2活化的C=NROOHCH2=NORCH3C-CH2CH3-C=CH2 RCH3-C-CH2-CH2-N+ H+RH三氨甲基化反应实例1 用来制备-氨基酮eg 1不对称酮反应时，亚甲基比甲基优先反应。OCH3CCH2CH3+CH2O+Me2NHHClOCH3CCHCH2NMe2HClCH

3、3eg 2：OCH3HCl, H 2O+CH2O+(CH3)2NHOOCH3+(CH3)2NCH2CH3 CH2N(CH3)267 %33 %2 在芳、杂环上引入氨甲基eg 3OH OH+ CH2O +NHCH2 N OHeg 4：+ CH2O + HN(CH3)2NNHH2OCH2N(CH3)2HAcNH95 %草绿碱3制备杂环化合物eg 6CH3 NOeg 5CH2CHCH2NCH3C=O CH2CHCH24 制,-不饱和酮、,-不饱和酯OOR-C-CH2CH2NMe2 ，蒸馏R-C-CH=CH2CH3IOOR-C-CHCHNMeOH -223R-C-CH=CH2OHOHOOH2C=N+(

4、CH3)2LDAI-OCH2-N(CH3)2OHOH2C HOOON(CH3)2OHOOHOCH3I+CH2-N(CH3)3NaHCO3OOH2C HOHOON(CH3)3O+实例第二节麦克尔加成反应一定义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)。反应式常用碱性催化剂：(CH 3)3COK,R4N+OH-,Et3N,KOH,EtONa,N HOOEtO-CH3CCH2CCH3+CH2

5、=CH-CH=OEtOH给体受体O(CHC)CH H H CHO32C2C2543211,5-二羰基化合物二反应机制OO EtO- CH =CH-CH=O(CH3C)2CH2(CH3C)2CH 2O(CH3C)2CH-CH2-CH=CH-O-O互变异构EtOH(CH3C)2CH-CH2-CH=CH-OHO (CH3C)2CHCH2CH2CHO三麦克尔加成反应的规律1 不对称酮进行麦克尔加成时，反应总是在多取代的a -C上发生。OCHO-3+CH2=CH-C-CH3EtOOO+OO64 %36 %2用-卤代乙烯酮或-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。Cl HO-HC

6、C COCHO3CH3C2H5O-CH3OOCH3OHCH-CH=C-OCH 3CCClO-HCOCH3O95 %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。OCH3CH=CH-CH=CH-COCH 3 +CH2(COOC2H5)2 碱54321CH3-CH-CH=CH-CH 2COOCH3+CH(COOC2H5)2671,6-加成产物 (72 %)213CH2COOCH3 CH3CH=CH-CHCH(COOC 2H5)2451,4-加成产物 (8 %)1,6-加成的反应机理如下CH=CH-CH=CH-C=O (C2H5OOC)2CH2 碱(C2H5OOC)2CH CH3CH

7、3(C H OOC) CHCH-CH=CH-CH=C-O -EtOH252CH3CH3互变异构(C2H5OOC)2CH-CH-CH=CH-CH=C-OHCH3CH3O (C2H5OOC)2CH-CH-CH=CH-CH 2CCH3CH3四 制备,-不饱和醛酮的方法1 曼尼希碱热消除法OOCH3CCH3 + CH2O + Me2NH HClCH3CCH2CH2N(CH3)2 HCl曼尼希反应CH3IO+OH-CH3CCH2CH2N(CH3)3I -胺的甲基化反应形成四级铵碱OOCH3CCH2CH2N(CH3)3OH -CH3CCH=CH2霍夫曼消除,-不饱和醛酮是麦克尔加成反应的重要原料， 下面归

8、纳了制备,-不饱和醛酮的几种方法。23醇醛缩合法由-卤代酮制备OOOOBr2BrHOOHBrH+H+OOOKOHC2H5OHH+4由- 卤代烯制备5通过烯烃和酰卤的反应制备6通过魏悌息反应来制备 OOR-CHO+Ph3P-CHCPhR-CH=CH-CPh O ClO+RCCl AlCl3CRNa2CO3, H2OCRO hv BrNaOH OHCrO3 OBr2吡啶第三节鲁宾逊增环反应一定义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(Robon, R.)增环反应.OOOHO+CH3CCH2CH2NR3I- 碱GGOGOG=H,

9、R, Ar, COOR, OCR等O CH3CCH=CH2O CH3CCH2CH2NR3I- 碱曼氏碱热消除OOH碱OOO碱G分子内醇醛缩合麦克尔加成GG鲁宾逊增环反应实际上是分三步完成的：二应用实例eg 1.选用合适的原料合成 合 成CH3O+CH2=CHCCH3CHOC H O-325C2H5OHOOCH3CH3OH-H2OH+ or OH-OOOH50 %CH3OEg 2.选用合适的原料合成O 剖 析O*1*2OCH3CCH=CH2+活泼OOCH3CCH3+CH2=CHCOC2H5OOOCH3CCH2COC2H5+CH2=CHCOC2H5O CH3COC2H5OOCH3CCH2 CH2

10、CH2COC2H5OOOO*1CH3CCH3+CH2=CHCOC 2H5 NaOEtEtOHOOO EtONaCH3CCH2CH2CH2COC2H5O合 成OOO CH2=CHCOC2H5EtONa*2CH3CCH2COC2H5+EtOHO CH3CCH3OCOOO CH3CCHCH2CH2COOHHOCOOH-H+CHCH CH COCH2225OOEtOH -CO2 CH CCHCH CH COH3222H+160oCOOO EtONaCH3CCH2CH2CH2COC2H5O合 成eg 3.选用合适的原料合成 剖析一： -H不够活泼1COOHCOOH+ CH3COOH2 O34OO5OCH

11、2=CH-CCH 3 + CH2=CHCOHO 产物为混合物COOHO 剖析二：通过添加适当基团，克服上述剖析中的问题COOHCOOHCOOHEtO2CCO2EtCO2C2H5COCO2EtEtO CCO2EtOO2Et2EtO2CCO2EtEtO2CCO2Et HO2CCO2HNCCNEt2O2CCH2CO2Et+2 CH2=CH-CN合成路线OOC H OCCH COC H+ 2 CH =CH-CN EtONa252252EtOHOEtOCCH2CH2CNOH-H+-CO2O HOCCH(CH2CH2COOH)2EtOCCH2CH2CNOCO2EtOC2H5OHC H OCCH(CH CH

12、 COOEt)H+25222CO Et2CO2EtCOOC2H5COOHEtONaOH-H+-CO2COOC2H5OO合 成eg 4.选用合适的原料合成 剖 析OOC2H5OCCOC2H52CH2=CH-COOC2H5+C=OOOCH3CH3CCH2COC2H5OOOOHC2H5OCOC=OC=OCH3CH3OHOOOOOC2H5ONa+CH2=CH-COOC2H5CH3CCH2COC2H5CH3CCHCOC2H5CH2-CH-COOC2H5CH2-CH-COOC2H5OOH+H2OtC2H5OHH+OH-CH2=CH-COOC2H5C2H5ONaCH3CCCOC2H5OC2H5OCCH2-C

13、H-COOC2H5OCOC2H5OOCCH3HOCH2CH2OHHCl(g)C2H5ONaOCOOC2H5C=OCH3OOHOCH3C H+OCH3HO-3O tOO合 成eg 5.选用合适的原料合成+OCH3CCH2CH2NR2OCH3CCH3 + CH2O + HNR2EtOOC CHOOCH CCH CH+ RI-322N2CH3EtOOC CHOOEtOOC OHCOEtOOC O剖 析EtOOC O 合 成H2NR LDACOOEt COOEt水解(2)CHOH+CH=NRCH=NRH+OCOOEtOH-EtOOCCOOEtNaOEt, CH2=CHCCH3COCH3CHOCHOOO

14、O(1) CH CCH+ HCHO + HNRHClCH CCH CH NRCH3I3323222OoCH CCH CH+ RI-OH -CH CCH=CHR NCHI-H+322N232 +23 +CH3eg 6.选用合适的原料合成 + +ClCH2PhO+ CH2O + HNR2OCOOC2H5OCH+ RI - 2N3OOPh COOC2H5OPhOPhO剖析OPh第四节魏悌息反应和魏悌息-霍纳尔反应一魏悌息试剂：贡献大在相邻位置上带有相反电荷的离子称为叶利德(ylide)。磷叶利德也称为魏悌息试剂(德1953,1973)。Ph3P-CH2Ph3P=CH2(I)(II)魏悌息试剂制备3P

15、hH+PCl3Ph3PNa2CO3,NaOH,NaOR,NaNH2,NaH,RLiPh3P+XCH2COOC2H5Ph3P+-CH2COOC2H5 X-K2CO3+-Ph3PCHCOOC2H5Ph3P+CH3XPh3P+-CH3X- C6H5LiPh +-CH -32二魏悌息反应魏悌息试剂与醛、酮反应, 生成烯烃, 称为魏悌息(Wittig, G.)反应.反应机理+Ph3P-C-R2Ph + -CRPh P-CR3P232O=C-O-CO-C Ph3PCR2 C=CR2 + Ph3P=OOC=O + Ph3P-CR2Ph3P+ Ph3P=OCC=CR2=CR2反应规律+ -CH3CH2Cl2H

16、3CCH3*3CH3CH=O + (C6H5)3P-CHC CCOCH96 %COCH33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.*2PhCHO + Ph P-CH C H Cl- NaOEtC C+C CH+PhPhPh3265EtOH, 25HHHPh41 %35 % OO*1H3CO CCH2CH2COCH3 + Ph3P-CH2醛最快，酮次之。酯最慢。所以可进行 CH2O选择性反应。H3CO CCH2CH2COCH3三 魏悌息-霍纳尔试剂和魏悌息-霍纳尔反应O (EtO)2P-CHR(II)O 魏悌息-霍纳尔试剂： (Et

17、O)2PCHR(I)魏悌息霍纳尔试剂(C H O) P+ RCH Br2532OEtCH-EtBr-(EtO) PR22BrO (EtO)2P-CH2RNaHO (EtO)2P-CHRO (EtO)2PCHR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)O_O(EtO)2PCHRNa+RHORCH+O-HR+(EtO)PONa(EtO) P+ _ HRNa+二乙磷酸钠2C反式烯烃(溶于水，后处理较易)反应机理反应规律：生成的烯烃以反式为主.C2H5OEtONaC2H5CH

18、2=C-CH=O + (EtO)2PCH2CO2EtCH2CC CH66 %HCO2EtOR O OROO POROP ORCCHCCR HRHRRHH RO RCC+ (RO)2PO-H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,-不饱和羰基化合物OO-CH3CCH3 + (EtO) 2P+-CHCOOC2H5 Na+ O- (CH3)2C=CHCOOC 2H5 + (C2H5O)2P+-O- Na+70 % O+Ph P-CH25oCCH35%-40 %32Et2O23制备丙二烯衍生物4 合成多烯类天然产物CH=O+Ph3PCH2OH(10 C)(10 C)C

19、H2OHVitamin A (20 C)O- (C6H5)2C=C=O + (EtO) 2P+-CHCOOC2H5 Na+ (C6H5)2C=C=CH-COOC2H532 %五硫叶利德的反应1 硫叶利德的结构OOR2S-CH2R2S=CH2R2S-CH2R2S=CH2-+-+2 硫叶利德的制备OCH3-S-CH3 + CH3IO+CH3-S-CH3 I -CH3OOR2S=CH2NaH, (CH3)2SO-HIR2S-CH2-+NaNH2-HClR S-CHR S=CHCH3SCH3 + CH3I(CH3)3S+I-2+222- 3d-p共轭3硫叶利德的反应硫叶利德与醛、酮反应可制备环氧化合物

20、或环丙烷衍生物。 与非共轭醛、酮反应可制备环氧化合物OO-O-+R2CCH2-S(CH3)2R2C=O +CH2-S(CH3)2O R R+ (CH3)2S=OOOO-+CH2-S(CH3)2(CH3)3C(CH3)3CO-CCH3+CH2-S(CH3)2OOOCCH3-+CH2-S(CH3)2共轭加成分子内亲核取代OOCCH3CCH3+CH2-S(CH3)2O-分子内亲核取代与a、b不饱和醛、酮发生共轭加成反应时，可制备环丙 烷衍生物第五节浦尔金反应和脑文格反应一浦尔金反应1 定义：在碱性催化剂的作用下，芳香醛与酸酐反应生成-芳基-,-不饱和酸的反应为浦尔金(Perkin, W.)反应.Ar

21、CCH(R)CH3COONaHCOCCH2H(R)180OOArCCH+CH3COOHHCOOH(RCH2COOH)=O+H22 反应机理：OOOOO-B:-ArCHRCH2COCCH2RRCH2COCCHRArOOO-RCH2OCH RCH2COCCHCHArCCHR-OOCROO OOArOOArOORCH2COCCH2RRCH2COCHCHCO-RCH2COCHCHCOCCH2RRROArOOArR RCH COCH- COCCH R 2C2RHCOCCH2ROOH2OArRHCOH O3 应用实例：制备肉桂酸、呋喃丙烯酸、香豆素.二脑文格反应1定义：在弱碱的催化作用下，醛、酮与含有活泼

22、亚甲基的化合物发生的失水缩合反应为脑文格(Knoevenagel, E.)反应。RCCZ 弱碱RC=CZRZ苯, 分水RZOZ: CHO, CR, COOR, CN, NO2等弱碱:N,N, RCH2NH2, R2NH 等H=O+H22反应机理O-CH-CR RC=OZZZZZZBR RCHCH2OHCH-COHCZZBHBZZR RR RC ZZR RC=C3 脑文格反应的实例eg 1.eg 2.eg 3.制备各种类型的,-不饱和化合物.- HOAcN(CH3)2CHCHO + CH 2(COEt)2 H(CH3)2CHCH = C(CO 2Et)290 %苯, 分水OCH3CH3CCH2C

23、H3 + NCCH 2CO2Et 丙氨酸 - HOAcCH CH C = CCO Et85 %苯, 分水322CNCHO + CH2(CO2H)2 吡啶O2NCH=C(CO 2H)2-CO2CH=CHCO 2H O2NO2N74-80 %第六节达参反应一定义：醛、酮与-卤代酸酯在强碱(RONa, NaNH2, (CH3)3COK)催化作用下互相作用，生成,-环氧酸酯的反应称为达参(Darzen, G.)反应.C=O+Br*CO EtNaNH2 CH22or RO-CCHCO2EtO,-环氧酸酯OH-H+CHCHO* CH生成醛2CHR 生成酮二反应机理CH3C=ONaNH2C6H5BrCH2COOEtBrCHCOOEt产生碳负离子BrBrCH3CCCO2Et+CH3CCHC6H5HC6H5CO2Et O-O-Br-CH3 OH-H+CH3OC6H5CCHCO2EtC6H5 CCHCOOOHCH3C=CH-OHCH3CHCHO-CO2C6H5C6H5三应用：合成环氧酸酯，合成比原料醛、酮多一个碳的醛、酮。ClRCHCO2E