碳负离子的缩合反应学习教案

1、会计学1碳负离子的缩合碳负离子的缩合(suh)反应反应第一页，共71页。2影响影响 -H活性的主要因素：活性的主要因素：1、电负性基团、电负性基团(j tun)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。第2页/共71页第二页，共71页。3二、二、 羰基羰基(tn j)化合物的酮式化合物的酮式烯醇式互变异构烯醇式互变异构乙酰乙酸乙酯于乙酰乙酸乙酯于1863年合成，它有如下年合成，它有如下(rxi)反应反应行为：行为：能与：能与： NaHSO3 HCN 苯肼等加成苯肼等加成又可又可: Na作用作用 H2 使使Br2/CCl4退色退色(tu shi) 与与FeCl 3显色

2、显色酮酮 式式烯醇式烯醇式乙酰乙酸乙酯是以酮式乙酰乙酸乙酯是以酮式烯醇式平衡混合物的形式同烯醇式平衡混合物的形式同时共存。时共存。第3页/共71页第三页，共71页。4一些化合物的酮式、烯醇式在平衡体系一些化合物的酮式、烯醇式在平衡体系(tx)中中的含量：的含量：第4页/共71页第四页，共71页。51911年年Knorr的工作：的工作：1、将三乙石油醚溶液冷却到、将三乙石油醚溶液冷却到-78，得到一无色结，得到一无色结晶晶(jijng)mp：-39 ，不与，不与Na作用、不使作用、不使Br2/CCl4退色、不与退色、不与FeCl3显色，显然是酮式结构。显色，显然是酮式结构。2、将三乙的钠盐悬浮于

3、石油醚中冷却到、将三乙的钠盐悬浮于石油醚中冷却到-78，通入通入HCl进行酸化，得到一液体化合物，可与进行酸化，得到一液体化合物，可与Na作用、可使作用、可使Br2/CCl4退色、与退色、与FeCl3显色，显然显色，显然(xinrn)是是烯醇式结构。烯醇式结构。当温度升高当温度升高(shn o)后两种化合物的差后两种化合物的差异消失。异消失。第5页/共71页第五页，共71页。6第二节第二节 酯的缩合酯的缩合(suh)(suh)反应反应一、克莱森（一、克莱森（Claisen)缩合缩合(suh)反应反应（1）定义：具有）定义：具有(jyu)-活泼氢的酯，在碱的作活泼氢的酯，在碱的作用下用下,两两分

4、子酯相互作用，失去一分子醇，生成分子酯相互作用，失去一分子醇，生成-羰基酸酯羰基酸酯的反应叫克莱森缩合反应的反应叫克莱森缩合反应第6页/共71页第六页，共71页。7（2）反应）反应(fnyng)历程历程pKa: 24.5 16pKa: 11 16pKa: 24.5pKa:11第7页/共71页第七页，共71页。8反应的前两步都不利于反应的进行，第三步反应中反应的前两步都不利于反应的进行，第三步反应中生成的三乙与醇钠作用成盐拉动生成的三乙与醇钠作用成盐拉动(l dn)了整个反了整个反应的进行应的进行只含一个只含一个-H的酯必须在强碱的酯必须在强碱(qin jin)的催化下，才能进行的催化下，才能进

5、行缩合：缩合：第8页/共71页第八页，共71页。9反应反应(fnyng)历程：历程：由强碱由强碱(qin jin)夺取单致活的夺取单致活的H而拉动反应而拉动反应的进行的进行第9页/共71页第九页，共71页。10 二元酸酯在醇钠作用二元酸酯在醇钠作用(zuyng)下所进行的分子下所进行的分子内的缩合叫狄克曼缩合反应：内的缩合叫狄克曼缩合反应：二、狄克曼（二、狄克曼（Dieckmann)缩合缩合(suh)反应：反应：该反应常用来合成该反应常用来合成(hchng)五元和六元五元和六元环环第10页/共71页第十页，共71页。11反应反应(fnyng)历程：历程：第11页/共71页第十一页，共71页。1

6、2例例:含两个含两个-H的碳原子产生碳负离子进行的碳原子产生碳负离子进行(jnxng)缩合反缩合反应。应。酮羰基酮羰基(tn j)对对-H的致活作用大于酯羰的致活作用大于酯羰基基(tn j)第12页/共71页第十二页，共71页。13三、交叉三、交叉(jioch)酯缩合反应酯缩合反应指含有指含有H的酯与不含的酯与不含H的酯在碱催化的酯在碱催化(cu hu)下所发生的缩合反应。常见的不含下所发生的缩合反应。常见的不含H的的酯有：甲酸酯、碳酸酯、草酸酯和苯甲酸酯。酯有：甲酸酯、碳酸酯、草酸酯和苯甲酸酯。（1）、与甲酸）、与甲酸(ji sun)酯的缩合酯的缩合 79%3氧代丙酸乙酯氧代丙酸乙酯这是在分

7、子中引入甲酰基的一个很好的反应。这是在分子中引入甲酰基的一个很好的反应。第13页/共71页第十三页，共71页。143氧代丙酸乙酯氧代丙酸乙酯间苯三甲酸间苯三甲酸(ji sun)乙酯乙酯第14页/共71页第十四页，共71页。15如果用一个环状的酯与甲酸酯缩合，不能用如果用一个环状的酯与甲酸酯缩合，不能用RO-做催化做催化剂，否则会发生剂，否则会发生(fshng)酯酯 交换反应而开环。交换反应而开环。第15页/共71页第十五页，共71页。16（2）、与碳酸）、与碳酸(tn sun)二乙酯、草酸二乙酯的缩合二乙酯、草酸二乙酯的缩合丙二酸二乙酯丙二酸二乙酯二者都可用来合成二者都可用来合成(hchng)

8、丙二酸（或取代）酯，但草酸丙二酸（或取代）酯，但草酸二乙酯的活性更大些。草酸酯还可用来合成二乙酯的活性更大些。草酸酯还可用来合成(hchng)羰羰基酸酯。基酸酯。碳酸碳酸(tn sun)二乙酯二乙酯草酸二乙酯草酸二乙酯羰基酸酯羰基酸酯第16页/共71页第十六页，共71页。17苯基苯基(bn j)丙二酸二丙二酸二乙酯乙酯殊途同归。用这两种酯都可以用来合成用其它方法难以殊途同归。用这两种酯都可以用来合成用其它方法难以(nny)得到的得到的苯基丙二酸酯。苯基丙二酸酯。第17页/共71页第十七页，共71页。18苯巴比妥苯巴比妥巴比妥（巴比妥（Barbitalum)类药物具有镇静、安眠类药物具有镇静、安

9、眠(nmin)和治疗癫痫的作用。和治疗癫痫的作用。苯基苯基(bn j)丙二酸酯的用途：丙二酸酯的用途：第18页/共71页第十八页，共71页。19（3）、与苯甲酸酯的缩合）、与苯甲酸酯的缩合(suh)在合成在合成(hchng)上，主要用于在酯的上，主要用于在酯的-C上引入苯甲酰基。上引入苯甲酰基。（4）、与酮的缩合）、与酮的缩合(suh)由于酮的由于酮的H酸性更强，所以在反应中是酮产生酸性更强，所以在反应中是酮产生碳负碳负离子对酯羰基进行加成，结果是将酯酰基导入到离子对酯羰基进行加成，结果是将酯酰基导入到酮的酮的位。位。第19页/共71页第十九页，共71页。20酮同样酮同样(tngyng)也可与

10、不含也可与不含H的酯进行缩合：的酯进行缩合：第20页/共71页第二十页，共71页。21四、酯缩合反应四、酯缩合反应(fnyng)在有机合成中的应在有机合成中的应用用酯的缩合反应酯的缩合反应(fnyng)主要用来合成主要用来合成1，3二羰基化二羰基化合物：合物：酮酸酯酮酸酯1，3 二酮二酮1，3 二酯二酯反应的共同特点反应的共同特点(tdin)是一组分脱去氢，另一组分脱去是一组分脱去氢，另一组分脱去乙氧基（烷氧基）。乙氧基（烷氧基）。第21页/共71页第二十一页，共71页。22例例 1： 选用合适的原料选用合适的原料(yunlio)合成合成根据逆合成原理：断单加乙氧，这两种切断根据逆合成原理：断

11、单加乙氧，这两种切断(qi dun)方式都是合理的。从切断方式都是合理的。从切断(qi dun)后得出的后得出的原料都可以合成原料都可以合成1苯基苯基1，3丁二酮。丁二酮。第22页/共71页第二十二页，共71页。23例例2：碳酸碳酸(tn sun)乙二乙二醇酯醇酯例例3：第23页/共71页第二十三页，共71页。24例例4：下列化合物通过酯缩合反应合成，写出合成：下列化合物通过酯缩合反应合成，写出合成 他们他们(t men)的原料：的原料：第24页/共71页第二十四页，共71页。25可与例可与例3进行进行(jnxng)比较：比较：第25页/共71页第二十五页，共71页。26第三节：乙酰乙酸乙酯及

12、丙二酸第三节：乙酰乙酸乙酯及丙二酸 二乙酯在合成二乙酯在合成(hchng)(hchng)中的应用中的应用一、三乙、丙二在结构上的共同一、三乙、丙二在结构上的共同(gngtng)特点：特点：1、都具有双重、都具有双重(shungchng)致活的活泼亚致活的活泼亚甲基：甲基：2、都可以进行类似的脱羧反应：、都可以进行类似的脱羧反应：pKa: 11pKa:13第26页/共71页第二十六页，共71页。27他们的脱羧都是借助于分子内的氢键，通过他们的脱羧都是借助于分子内的氢键，通过(tnggu)六元六元环环状过渡态进行：状过渡态进行：第27页/共71页第二十七页，共71页。28二、丙二在合成二、丙二在合

13、成(hchng)上的应用上的应用1、合成、合成(hchng)取代乙酸取代乙酸取代取代(qdi)乙酸乙酸取代乙酸取代乙酸第28页/共71页第二十八页，共71页。29当引入的基团当引入的基团(j tun)不同时，应先大后小，不同时，应先大后小，例：例：第29页/共71页第二十九页，共71页。302、合成、合成(hchng)二元羧酸二元羧酸、丁二酸的合成、丁二酸的合成(hchng)方法方法(fngf)一：一：I2在在 反应反应中的作用中的作用第30页/共71页第三十页，共71页。31方法方法(fngf)二：二：、戊二酸的合成、戊二酸的合成(hchng)方法方法(fngf)一：一：第31页/共71页第

14、三十一页，共71页。32方法方法(fngf)二：二：、己二酸的合成、己二酸的合成(hchng)第32页/共71页第三十二页，共71页。333、合成、合成(hchng)环状羧酸环状羧酸丙二酸酯可以制备双负离子，其双负离子与二卤代烷丙二酸酯可以制备双负离子，其双负离子与二卤代烷作用可以用来作用可以用来(yn li)合成三、四、五、六、七元员合成三、四、五、六、七元员环。三员环产率最低，五员环产率最高。环。三员环产率最低，五员环产率最高。第33页/共71页第三十三页，共71页。34合成合成(hchng)环状二元羧酸环状二元羧酸第34页/共71页第三十四页，共71页。354、合成、合成(hchng)螺

15、环羧酸螺环羧酸第35页/共71页第三十五页，共71页。36季戊四醇季戊四醇第36页/共71页第三十六页，共71页。375、与环氧乙烷反应、与环氧乙烷反应(fnyng)第37页/共71页第三十七页，共71页。38三、三乙在合成三、三乙在合成(hchng)上的应用上的应用1、合成取代、合成取代(qdi)丙酮丙酮在合成中，三乙向目标在合成中，三乙向目标(mbio)分分子提供丙酮的基本结构：子提供丙酮的基本结构：第38页/共71页第三十八页，共71页。392、合成、合成(hchng)二羰基化合物二羰基化合物1,3二酮二酮1,4二二酮酮1,5二二酮酮若将若将卤代酮、卤代酮、,不饱和酮分别改用不饱和酮分别

16、改用卤代酸酯卤代酸酯,不饱和酸酯，则可用来合成不饱和酸酯，则可用来合成(hchng)1,4、1,5羰基酸。羰基酸。第39页/共71页第三十九页，共71页。403、合成、合成(hchng)环状化合物环状化合物 因三乙不能形成因三乙不能形成(xngchng)双负离子，故可用双负离子，故可用来合成五、六、七员环，而不能合成三、四员环。来合成五、六、七员环，而不能合成三、四员环。第40页/共71页第四十页，共71页。41三乙与三乙与1,3二卤代烷的反应二卤代烷的反应(fnyng)：六员环状六员环状化合物化合物因三乙不能形成因三乙不能形成(xngchng)双负离子，故可用来合成五、六、七员环，而不能合成

17、三、四员环。双负离子，故可用来合成五、六、七员环，而不能合成三、四员环。第41页/共71页第四十一页，共71页。42四、合成四、合成(hchng)举例举例切断切断(qi dun)：第42页/共71页第四十二页，共71页。43合成合成(hchng)：共轭加成共轭加成分子分子(fnz)内的酮内的酮酯缩合酯缩合碳的烃基化碳的烃基化第43页/共71页第四十三页，共71页。442、选择适当、选择适当(shdng)的原料合成的原料合成切断切断(qi dun)：1,3二羰基化合物断单加乙氧己二酸二乙酯己二酸二乙酯己二酸己二酸官能团转换官能团转换(zhunhun)环己烯环己烯第44页/共71页第四十四页，共7

18、1页。45合成合成(hchng)：第45页/共71页第四十五页，共71页。46切断切断(qi dun)：合成合成(hchng)：第46页/共71页第四十六页，共71页。47五、羧酸、酯、腈碳五、羧酸、酯、腈碳负离子的生成负离子的生成(shn chn)及应及应用用1、羧酸、羧酸(su sun)碳负离子的生成和烷基化碳负离子的生成和烷基化:非亲核性的强碱性非亲核性的强碱性(jin xn)试剂试剂这是有实用价值的由低级羧酸合成高级羧酸的一种新方法。特别是三取代乙酸的合成有他的独到之处。89%第47页/共71页第四十七页，共71页。482、酯、腈、酯、腈碳负离子的生成碳负离子的生成(shn chn)和

19、烷基化和烷基化与羧酸相同，酯、腈用与羧酸相同，酯、腈用LDA处理同样处理同样(tngyng)可可以生成以生成碳负离子，在碳负离子，在碳上引入烃基：碳上引入烃基：第48页/共71页第四十八页，共71页。493、羧酸、羧酸(su sun)和酯的间接烷基化和酯的间接烷基化2-烷基烷基(wn j)-4,4-二甲基恶唑啉二甲基恶唑啉酯酯羧酸羧酸(su sun)2-甲基甲基-2-氨基丙醇氨基丙醇第49页/共71页第四十九页，共71页。50第四节第四节 其它含活泼其它含活泼(hu po)(hu po)氢氢 化合物的缩合反应化合物的缩合反应一、普尔一、普尔(p r)金（金（Perkin)反应反应1 定义(dn

20、gy)：在碱性催化剂的作用下，芳香醛与酸酐反 应生成-芳基-,-不饱和酸的反应叫做 普尔金(Perkin）反应.第50页/共71页第五十页，共71页。51第51页/共71页第五十一页，共71页。52肉桂酸肉桂酸香豆素香豆素例例1.例例2.第52页/共71页第五十二页，共71页。53例例3.呋喃呋喃(fnn)丙胺丙胺呋喃呋喃(fnn)丙胺是治疗血吸虫的药物丙胺是治疗血吸虫的药物第53页/共71页第五十三页，共71页。54定义：在弱碱的催化作用下，醛、酮与含有双重定义：在弱碱的催化作用下，醛、酮与含有双重(shungchng)致活的活泼亚甲基化合物发生的致活的活泼亚甲基化合物发生的缩合反应叫克诺文

21、盖尔缩合反应叫克诺文盖尔(Knoevenagel）反应。）反应。二、克诺文盖尔二、克诺文盖尔(Knoevenagel）反应）反应(fnyng)。第54页/共71页第五十四页，共71页。55反应反应(fnyng)历程：历程：例：例：第55页/共71页第五十五页，共71页。56例例1：例例2：例例3：第56页/共71页第五十六页，共71页。57例例4：定义：在惰性溶剂中定义：在惰性溶剂中, -溴溴(卤卤)代酸酯、锌与醛或酮、互代酸酯、锌与醛或酮、互相作用，得到相作用，得到(d do)-羟基酸酯的反应称为瑞佛马斯羟基酸酯的反应称为瑞佛马斯基反应。基反应。三、瑞佛马斯基三、瑞佛马斯基(Reformat

22、sky) 反应反应(fnyng)。第57页/共71页第五十七页，共71页。58瑞佛马斯基反应的特点及用途：瑞佛马斯基反应的特点及用途：1、该反应的历程、该反应的历程(lchng)与格氏合成类似；与格氏合成类似；2、有机锌试剂活性比格氏试剂小它不与酯进行加成、有机锌试剂活性比格氏试剂小它不与酯进行加成;3、有机锌试剂在空气中会自燃，因而不单独制备、有机锌试剂在空气中会自燃，因而不单独制备;4、该反应可用以合成、该反应可用以合成羟基酸酯、羟基酸酯、,不饱和不饱和 酸酯以及酸酯以及,不饱和羧酸。不饱和羧酸。第58页/共71页第五十八页，共71页。59羟基羟基(qingj)酸酸酯酯,不饱和酸酯不饱和酸

23、酯,不饱和羧酸不饱和羧酸(su sun)反应反应(fnyng)的历程及用途：的历程及用途：第59页/共71页第五十九页，共71页。60四、达森四、达森(Darzen）反应）反应(fnyng)定义：醛、酮与-卤代酸酯在强碱(RONa, NaNH2, (CH3)3COK)催化作用下互相(h xing)作用，生成,-环氧酸酯的反应称为达参(Darzen, G.)反应.,-环氧酸酯环氧酸酯,-环氧酸酯环氧酸酯酮酮醛醛第60页/共71页第六十页，共71页。61反应反应(fnyng)历程：历程：烯醇式烯醇式 酮酮 式式第61页/共71页第六十一页，共71页。62用途：合成环氧酸酯，以及用途：合成环氧酸酯，以及(yj)合成比原料醛、酮合成比原料醛、酮 多一个碳的醛、酮。多一个碳的醛、酮。第62页/共71页第六十二页，共71页。63五、麦克尔（五、麦克尔（Michael)加成反应加成反应(ji chn fn yn)定义：在碱性催化剂作用下，碳负离子与定义：在碱性催