克莱森酯缩合反应

1、四氢铝锂和硼氢化钠作为重要氢负离子的还原剂类化合物，在合成反应中起着举足轻重的作 用。氢负离子的还原羰基化合物实质上就是亲核加成反应，四氢铝锂和硼氢化钠对羰基的 还原反应原理是一样的，它们都不能还原碳碳双键； 导航：8二羰基化合物克莱森酯缩合反应13.4克莱森酯缩合反应一一乙酰乙酸乙酯的合成乙酸乙酯在乙醇钠存在下，起分子间的缩合反应，酸化后得到乙酰乙酸乙酯:9(1) EtONa , EtOH 9 h2CH3COEt CH3C-CH?COEt + EtOHPjCHsCOOH, H20乙酸乙酯乙曹务酸乙酯沸点：18TC)其他有两个a -氢的羧酸酯也可以在乙醇钠存在下缩合，酸化后得到p -酮酸酯。(

2、1) EtONa , EtOH9 h2CH?CH?COEt CH3CH2C-CH-C OEt + EtOHP)CH3COOH- H20瓦丙酸乙酯2甲基-3-戊酮酸乙酯81%这是制备p -酮酸酯的重要方法，称为克莱森缩合(Claisen condensation) 0乙酸乙酯分子中的a -氢有微弱酸性，其pKa为15,在醇钠作用下，能生成烯醇盐，烯醇盐 进攻另一分子乙酸乙酯中的羰基，生成乙酰乙酸乙酯。乙酸乙酯烯醇盐乙酰乙酸乙酯_ ：.:CH2COEt vCHoCCHXOEt + EtO乙醇15.90CH方曰 + Et 0- m乙酸乙酯的酸性强度与乙醇接近。因此，用乙醇钠作碱性试剂时，只有很小一部

3、分乙酸 乙酯变成烯醇盐，即在第一步反应中，平衡偏向左边。由烯醇盐的缩合反应生成的乙酰乙酸 乙酯的量也很少。乙酰乙酸乙酯分子中，活性亚甲基上的氢具有较强的酸性(pKa=11)，乙醇钠能使它差不 多完全变成烯醇盐，即下面的平衡中，平衡位置偏向右边： TOC o 1-5 h z 000-0IIIIIIICH3CCH2COEt + EtO 三 CH3C=CH2COEt + EtOH乙酰乙酸己酯烯醇盐 乙醇pKa 10.6515.9因此，虽然在上面的平衡反应中只生成少量的乙酰乙酸乙酯，但生成后，差不多完全变 成烯醇盐，这样就使平衡向右移动，使缩合反应能够继续进行，直到乙酸乙酯差不多全部缩 合为止。这就是

4、说：乙酰乙酸乙酯较强的酸性推动了缩合反应的进行。生成的乙酰乙酸乙酯烯醇盐用乙酸酸化，即释出乙酰乙酸乙酯：00IIICH3C=CH2COEt烯醇盐+ ch3cooh曰OHra2HcHe3Hc-O O C3zlk-B ten只有一个a -氢的酯，在乙醇钠存在下，虽然也可以生成烯醇盐，烯醇盐也能与另一分 子酯缩合，但得到的P -酮酸酯没有a -氢，不能变成盐，缺乏使平衡向右移动的推动力， 缩合也不能继续进行。如果采用一个很强的碱，使酯生成烯醇盐这一步的平衡位置偏向右边， 仍可以得到酮酸酯，例如： TOC o 1-5 h z 00II-+- II(CH3)2CHCOEt+ (C6H5)3CNa (CH

5、3)2CCOEt + (C6H5)3CH 2-甲基丙酸乙酯三苯甲基钠烯毒盐 三苯甲烷pKa1531.5000 CH3 0II- IIII I II(CH3)2CHCOEt + (CH3)2C COEt (CH3)2CHCCCOEt + EtOCH3 2,2,4-三甲基-3-戊酮酸乙酯 位阻很大的格利雅试剂不能与羰基加成，但可以夺取活性氢，也可以用来使羧酸酯变成 烯醇盐：两种酯的混合物起克莱森缩合反应，可以得到四种P -酮酸酯的混合物： TOC o 1-5 h z 000Q00IIIIIIIIIIIIRCH2COEt + R CH2COEt = RCH2CCHCQEt +R CH2 C CH C

6、OEtRR0 00 0II IIII II+ R CHnCCHCOEt + RCHnCCHCOEtA 4、因此，没有合成价值。如果两种酯中有一种没有a-氢只能提供羰基，则缩合产物减少到两种；用等摩尔的酯 起缩合反应，可以使交叉缩合产物成为主产物。例如：0II? EtONa , EtOH H HCH3CUI=t HC CH?COEtP) H30+乙酸乙酯甲酸乙酯E-丙醛酸乙酯 79%HCOEt +导航：&二羰基化合物麦克尔反应13.6麦克尔反应乙酰乙酸乙酯，丙二酸酯在碱性催化剂存在下都能与活性双键起麦克尔反应:ch2cch3IIM m KOH , EtOH IICH3CCH=CH2 + CH2(

7、CO2Et)2 卜 CH3CCH2CH2CH(CO2Et)2二乙氧搬基-5-己酮酸乙酯 85%，EtOH- H20CH3CCH2CH2CH2COOH，A5-己酮酸 42%(1) EtONa , EtOH3-0氧丙基)环庚酮52%00II II CH3CCH2COEtKOH, EtOH- h20H3O+, A乙酰乙酸乙酯麦克尔反应的机理为：CH2(CO2Et)2 + 曰CT v :CH(CO2Et)2 + EtOHO = CH-CH=CH2:CH(CO2Et)2: 0CH CHCH2CH(CO2Et)2:舟印场Q O=CHCH2CH2CH(CO2Et)2 + Et0碱只作为催化剂，反应是可逆的。

8、活化基团除了使碳-碳双键上的电子密度减少，容易接 受亲核进攻外，还能使碳负离子带来的电荷更加分散，使反应能以合理的速度进行。0 -二酮和简单的酮也能与活性双键加成。1 ,3-环己二酮丙烯酸乙酯：0一CH=CHCH2CH(CO2Et)2 O = CH一CHCH2CH(CO2Et)2J剖乙氧霰乙基)-1 3环己二酮CHo,CH3白3EtOK, EtOH 厂卜H+ H2C=CHCOC6H5I p-CH2CH2COC6H5“FEt2二甲基环己酮苯基乙烯基酮 ？甲基-花-苯甲酰己基)-环己酮 64%丙烯腈容易与含活性氢的氨、伯胺、酰胺、酰亚胺、醇、酚以及含活性a -氢的醛、酮、 丙二酸酯等起加成反应，生

9、成的产物中含有-CH2CH2CN基团，一般称为氰乙基化反应 （cyanoethylation）。例如：H HEUNCCOH. Rch3cch2cch3 +h2c=chcn （CH3C）2CHCH2CH2CNW4戊二酮丙烯腊3匐乙基2小戊二酮77%m有机化学m麦克尔（Michael）反应碳-碳双键上有吸引电子的取代基时。其亲核性减弱而亲电性加强，能够接受亲核试剂 的进攻。取代基对双键的活化能力的大小次序为:ROOHCROHCHOHC碳负离子与活性双键的加成反应，称为麦克尔（Michael）反应。两分子乙酸乙酯在乙醇钠的作用下，发生缩合反应，脱去一分子乙醇，生成乙酰乙克莱森缩合反应 酸乙酯（有名缶丁酮酸酯）。CHCOOC2H5 + HCH2COOC2H5 （乙醇钠）CH3COCH2COOC2H5 + C2H5OH凡是a碳上有氢原子的酯，在乙醇钠或其他碱性催化剂存在下，都能进行 克莱森 （酯）缩合反应。虽然乙酸乙酯的酸性很弱,难以在碱的作用下生成稳定的乙酸乙酯负离子 CH2COOC2H5,但产物p酮酯的酸性较强，能形成较稳定的负碳离子，有利于整个反应 的平衡向右移动。一旦有少量乙酸乙酯负离子形成，反应便可不断地进行下去，直至完 全。一般酯类化合物的a氢原子的酸性均很弱,克莱森缩合反应必须用较强的碱催化。常 用的碱有醇钠、氨基钠、氢化钠（钾）等。原则上，碱性愈强愈有利于缩合反