第章-酸催化缩合与分子重排

一般来说，缩合系指两个或两个以上分子经由失去某一简单分子(如H2O,HX,ROH,NH3,N2等)形成较大的单一分子的反应。酸催化缩合反应包括芳烃、烯烃、醛、酮和醇等在催化剂无机酸或路易士酸催化下，生成正离子并与亲核试剂作用，从而生成碳碳或碳氮等键的反应。目前一页\总数六十页\编于十二点3.1酸催化缩合反应

3.1.1Friedel－Crafts

反应复习《有机化学》关于：

“Friedel－Crafts反应”的反应机理目前二页\总数六十页\编于十二点Friedel–Crafts烷基化反应

在AlCl3等催化下，苯与卤代烷反应，生成烷基苯：异丙苯反应机理:第一步碳正离子的生成：第二步

碳正离子作为亲电试剂进攻苯环，形成新的C－C键:决定反应速率的一步目前三页\总数六十页\编于十二点第三步失去质子，生成烷基苯：

发生重排：(66%)目前四页\总数六十页\编于十二点

Friedel–Crafts烷基化反应可以通过醇和烯烃生成碳正离子烯烃和酸醇和Lewis酸(56%)环己基苯(65%)目前五页\总数六十页\编于十二点

Friedel–Crafts酰基化反应(acylation)

在AlCl3

等作用下，苯与酰卤反应，在苯环上引入酰基：苯乙酮(97%)试剂:酰氯酸酐:(83%)目前六页\总数六十页\编于十二点3.1酸催化缩合反应

1.Friedel-Crafts烷基化反应

芳烃的烷基化可以用卤代烃、烯烃、醇、醚、醛和酮等作烷基化试剂，常用的催化剂是无机酸(如硫酸，盐酸等)和Lewis酸(如无水AlCl3、BF3、FeCl3、ZnCl2、SnCl4等)，该反应常称为芳环上的亲电取代反应。

3.1.1Friedel－Crafts

反应目前七页\总数六十页\编于十二点1.Friedel-Crafts烷基化反应目前八页\总数六十页\编于十二点1Friedel-Crafts烷基化反应易生成多取代物。当所用的烷基化试剂的碳原子数为3个以上时，烷基往往发生异构化，其原因是碳正离子发生重排的结果。此外，当芳环上连有吸电子基团(如－NO2、－CN、－COCH3等)时，烷基化反应很难发生甚至不发生。1.Friedel-Crafts烷基化反应2目前九页\总数六十页\编于十二点分子内F－C烃基化反应可用于芳环稠合

1.Friedel-Crafts烷基化反应目前十页\总数六十页\编于十二点类似于芳烃，烯烃也能发生F－C烃基化反应

反应机理可能为1.Friedel-Crafts烷基化反应目前十一页\总数六十页\编于十二点类似于芳烃，烯烃也能发生F－C烃基化反应

制备高辛烷值汽油的一个较便宜的方法

反应首先经过异丁烯二聚，最后一步是碳正离子从叔丁烷夺取负氢离子1.Friedel-Crafts烷基化反应2目前十二页\总数六十页\编于十二点2.F－C酰基化反应1)用Friedel－Crafts反应合成酮(酰氯或酸酐作为酰化剂)

3.1.1Friedel－Crafts

反应活性高的芳环可引入两个酰基与硝基苯不同，邻硝基苯甲醚容易酰化目前十三页\总数六十页\编于十二点1)用Friedel－Crafts反应合成酮

2.F－C酰基化反应卤代芳烃的酰化反应比苯速率慢，产率不够高在活泼芳环上发生酰化反应还有用腈或酰胺作酰化剂的酸催化反应赫施反应目前十四页\总数六十页\编于十二点1)用Friedel－Crafts反应合成酮（分子内F-C酰基化）2.F－C酰基化反应目前十五页\总数六十页\编于十二点1)用Friedel－Crafts反应合成酮

2.F－C酰基化反应在非常稀的溶液中可以得到更大的环烯烃的F-C酰基化机理：最终生成β-卤代酮目前十六页\总数六十页\编于十二点1)用Friedel－Crafts反应合成酮

2.F－C酰基化反应烯烃酰基化还可以形成不饱和酮练习：合成（±）硫辛酸P.57习题3-1（2）目前十七页\总数六十页\编于十二点2)Friedel－Crafts反应合成醛

一氧化碳和氯化氢的等摩尔混合物可由甲酸和氯磺酸作用制得

2.F－C酰基化反应3.1酸催化缩合反应

3.1.1Friedel－Crafts

反应加特曼—科赫反应目前十八页\总数六十页\编于十二点2)Friedel－Crafts反应合成醛

2.F－C酰基化反应目前十九页\总数六十页\编于十二点2)Friedel－Crafts反应合成醛

2.F－C酰基化反应目前二十页\总数六十页\编于十二点2)Friedel－Crafts反应合成醛

2.F－C酰基化反应毒性较小芳环上需有供电子取代基目前二十一页\总数六十页\编于十二点3.1酸催化缩合反应

3.1.2醛或酮及其衍生物的反应

复习《有机化学》关于：

“醛、酮缩合反应”的内容目前二十二页\总数六十页\编于十二点缩合反应(a)羟醛缩合

两分子醛稀碱或稀酸缩合生成β–羟基醛3–羟基丁醛(b)Mannich反应活泼α–氢的化合物甲醛氨或伯胺、仲氨缩合反应氨甲基化反应HCl或碱稀碱或稀酸目前二十三页\总数六十页\编于十二点3.1.2醛或酮及其衍生物的反应

1.自身缩合

1212＋目前二十四页\总数六十页\编于十二点

醛或酮及其衍生物的反应1.自身缩合

目前二十五页\总数六十页\编于十二点

醛或酮及其衍生物的反应1.自身缩合

目前二十六页\总数六十页\编于十二点2.

交叉缩合

醛或酮及其衍生物的反应目前二十七页\总数六十页\编于十二点X:CF3,MeO,F,Cl（吸电子基）

X:CN,CONH22.

交叉缩合

醛或酮及其衍生物的反应芳香醛与丙酮含α-H硝基化合物、氰基化合物目前二十八页\总数六十页\编于十二点3.酮与酰卤或酸酐的缩合

醛或酮及其衍生物的反应目前二十九页\总数六十页\编于十二点1.Mannichreaction3.1.3Mannichreaction3.1酸催化缩合反应

具有烯醇式或潜在烯醇式结构的化合物(如某些炔类化合物)与醛(通常为甲醛)，在酸催化下，与第一、第二胺反应，生成胺甲基化衍生物的反应，叫做Mannichreaction或曼氏反应。该反应广泛用于有机合成。目前三十页\总数六十页\编于十二点1.Mannichreaction酮胺3.1.3Mannichreaction目前三十一页\总数六十页\编于十二点曼尼希反应机理？β-二元酸α-甲基吡啶苯乙炔1.Mannichreaction目前三十二页\总数六十页\编于十二点芳醛芳胺1.Mannichreaction3.1.3Mannichreaction目前三十三页\总数六十页\编于十二点2.MannichReaction在合成上的应用3.1.3Mannichreaction(1)制备α，β－不饱和羰基化合物目前三十四页\总数六十页\编于十二点2.MannichReaction在合成上的应用3.1.3Mannichreaction(2)曼尼希碱或季铵盐的转换取代水解目前三十五页\总数六十页\编于十二点(2)曼尼希碱或季铵盐的转换2.MannichReaction在合成上的应用3.1.3Mannichreaction色氨酸①②③目前三十六页\总数六十页\编于十二点2.MannichReaction在合成上的应用3.1.3Mannichreaction(3)合成生物碱阿托品目前三十七页\总数六十页\编于十二点2.MannichReaction在合成上的应用3.1.3Mannichreaction(3)合成生物碱目前三十八页\总数六十页\编于十二点1.烯胺的生成3.1.4烯胺

3.1酸催化缩合反应

烯胺(enamines)是分子中氨基直接与双键碳原子相连的化合物。烯胺也叫α，β-不饱和胺，烯胺分子中氮原子上有氢原子时容易转变为亚胺，与烯醇容易转变为羰基化合物相似。目前三十九页\总数六十页\编于十二点1.烯胺的生成3.1.4烯胺

制备烯胺:①醛或酮

②仲胺

③脱水剂(如无水碳酸钾)存在下，④加苯、或甲苯、二甲苯把生成的水带出，⑤并加入对甲基苯磺酸等作催化剂加热，用共沸蒸馏法除去生成的水即可很容易的制得。强失水剂如四氯化钛，可迫使反应进行完全。仲胺常为环状化合物，它们的反应活性降低次序为：吡咯烷、吗啉和哌啶。它们的结构式如下目前四十页\总数六十页\编于十二点1.烯胺的生成3.1.4烯胺

目前四十一页\总数六十页\编于十二点2.烯胺在有机合成中的应用3.1.4烯胺

β-碳原子(即初始羰基化合物的α－碳原子)上带有部分负电荷。可作为亲核试剂与卤代烷、酰卤或亲电性的烯烃反应。目前四十二页\总数六十页\编于十二点2.烯胺在有机合成中的应用3.1.4烯胺

目前四十三页\总数六十页\编于十二点2.烯胺在有机合成中的应用3.1.4烯胺

◆烯胺易与酰氯或酸酐作用，产物经水解可以得到β-二酮，是得到高产率C-酰基化产物的好方法。目前四十四页\总数六十页\编于十二点3.1.5α-皮考啉反应（Picoline）3.1酸催化缩合反应

◆α-甲基吡啶在Lewis酸作用下形成类似烯醇的化合物，再与醛反应、失水得到α-取代乙烯吡啶。目前四十五页\总数六十页\编于十二点3.1.6Prinsreaction

◆甲醛（或其它醛）经酸催化与烯烃加成得到1，3-二醇、缩醛化得到噁烷类1，3-二氧六环化合物。目前四十六页\总数六十页\编于十二点3.1.6Prinsreaction

应用较原烯烃多一个碳原子的醇生产氯霉素目前四十七页\总数六十页\编于十二点3.2酸催化分子重排

分子重排反应是分子中的一个基团或原子从一个原子转移到另一个原子上，形成一个新的分子的反应。

在重排中，迁移原子或基团完全游离并脱离原来的分子，然后再与其它部分相连接，这种重排称为分子间重排。

分子内重排则与其它分子无关，迁移基团自始至终没能脱离原来的分子，仅从分子的一部分迁移至分子的另一部分。重排是一种复杂的有机化学现象。目前四十八页\总数六十页\编于十二点3.2.1

频哪醇－频哪酮重排重排的动力是新形成的碳正离子更为稳定叔烷基酮环状频哪醇，重排后可扩环目前四十九页\总数六十页\编于十二点

Beckmann重排酮肟变酰胺氮宾正离子水合应用生产尼龙-6的原料目前五十页\总数六十页\编于十二点

烯丙基重排烯丙基正离子双键移位称为：烯丙基重排SN1机理SN2′机理SN2机理目前五十一页\总数六十页\编于十二点自由基式离子3.2.4

联苯胺重排联苯胺重排是指氢化偶氮苯化合物重排成4，4′-二氨基联苯的反应。反应速度=k[氢化偶氮苯][H+]2目前五十二页\总数六十页\编于十二点3.2.4

联苯胺重排两种不同的氢化偶氮苯在同一体系中发生重排时，反应不发生交叉重排，这说明联苯胺重排是分子内重排过程：

当对位有取代基封闭时，重排可以发生在氨基的邻位。如果其中苯环只有一个对位被封闭，重排产物叫做对半联苯胺，如果两个对位都被封闭，产物叫做邻半联苯胺。目前五十三页\总数六十页\编于十二点

Schmidt重排

在强酸存在下，羧酸、酮、醛等与叠氮酸