14-二羰基化合物1幻灯片

第十四章β–二羰基化合物

2,4-戊二酮乙酰乙酸乙酯丙二酸二乙酯

两个羰基被一个亚甲基相间隔的二羰基化合物叫做β-二羰基化合物。例如：β–二羰基化合物：β-酮-丁酸乙酯3-氧代丁酸乙酯

β－二羰基化合物的α－H受两个羰基的影响，具有特殊的活泼性！一、b-

二羰基化合物的互变异构现象互变异构烯醇式的特征：IR:

有OH吸收峰，1HNMR:

有OH和烯质子信号，化学试验：与FeCl3显色分子内氢键但下面的烯醇式存在

:为什么乙酰乙酸乙酯是由酮式和烯醇式两种互变异构体组成的？因为，其烯醇式结构有一定的稳定性：？二、乙酰乙酸乙酯的合成及其应用Claisen

（酯）缩合（两个相同酯之间的缩合）b-羰基酯（1,3-二羰基类化合物）其它常用碱

NaH,NaNH2,LDA,Ph3CNa,t-BuOK

（弱亲核性强碱）碱用量对反应的影响催化量：反应可逆大于化学计量：反应完全

为什么？请注意所用碱的结构

Claisen

缩合举例：乙酰乙酸乙酯①亲核试剂生成②亲核加成③消除结果？

复习第13章的内容——酰基上的亲核取代水解，醇解，胺解酰基上的亲核取代＝加成＋消除碱性或中性条件：酯缩合反应机理与羧酸衍生物的亲核取代一样反应特点：底物：含有两个α–氢的酯作为Nu(在强碱存在下脱去一个α–氢成为负离子)强碱:醇钠。产物:生成β–酮酸酯。增长碳链。自身缩合含一个α–氢原子的酯缩合反应例:甲酸酯和有α–氢原子的酯缩合反应交错

Claisen酯缩合反应甲酰乙酸乙酯苯甲酰乙酸乙酯例:苯甲酸酯和有α–氢原子的酯缩合反应甲酸酯碳酸酯草酸酯苯甲酸酯其它无α–氢原子的酯己二酸乙酯2–氧代环戊甲酸乙酯分子内酯缩合——Dieckmann（狄克曼）反应

二元酸酯若分子中的酯基被四个以上的碳原子隔开时，就发生分子中的酯缩合反应，形成五员环或更大环的酯，这种环化酯缩合反应称为狄克曼酯缩合。β-酮酸的共性—失羧

2、乙酰乙酸乙酯的性质酮式分解

乙酰乙酸乙酯受稀碱作用，发生皂化，加热则脱羧生成酮。烷基化反应

由于亚甲基的氢活泼,有酸性,在强碱下离去,其碳负离子和烃基正离子反应.酮式水解和酸式水解合成上可用于制备取代乙酸酮式水解酸式水解取代乙酸取代丙酮3、乙酰乙酸乙酯在合成上的应用比较以下两合成实验条件较苛刻，产率不好.取代丙酮（甲基酮）乙酰乙酸乙酯丙酮乙酰乙酸乙酯丙酮合成等价物实验条件较温和，产率较好.应用1：制备取代丙酮（甲基酮）类化合物单取代丙酮二取代丙酮扩展：制备环烷基甲基酮乙酰乙酸乙酯:二卤代烃＝1:1环烷基甲基酮应用2：制备甲基二酮类化合物乙酰乙酸乙酯:二卤代烃＝2:1甲基二酮类化合物扩展：制备2,5-己二酮应用3：通过酰基化制备b-二酮类化合物b-二酮类化合物取代乙酸比较以下两合成丙二酸二酯乙酸乙酯合成等价物丙二酸二乙酯乙酸乙酯实验条件较苛刻，产率不好.实验条件较温和，产率较好.三、丙二酸酯的合成及其应用应用1：制备取代乙酸单取代乙酸二取代乙酸丙二酸二乙酯:二卤代烃＝1:1扩展：制备环烷基乙酸应用2：制备二元羧酸丙二酸二乙酯:二卤代烃＝2:1二元羧酸非对称二酸小结合成等价物作用：活化反应：使反应易进行，产率高。

定位作用：使反应有较好的区位选择性。关键：引入酯基特点：类似羟醛缩合b—二羰基化合物为碳负离子供体弱碱催化例：四、Knoevenagel（克脑文格尔反应）反应醛、酮在弱碱（胺、吡啶，哌啶）催化下，与具有活泼a—氢原子的化合物的反应称为Knoevenagel反应

Knoevenagel反应举例：若使用含有羧基的活泼亚甲基化合物，其缩合产物可以脱羧形成a,b—不饱和产物。例1：例2：蜂王浆酸35复习a,b-不饱和醛酮与亲核试剂的亲核加成反应1,4–加成（共轭加成）为主（Nu－:一些较弱的亲核试剂）例：产物为b-位取代的饱和酮形式上为3,4-加成（亲核部分总是加在4位）规律：五、Michael（迈克尔）加成

活泼氢化合物也可以与a,b—不饱和化合物进行加成，这种反应称为Michael加成。MichaelacceptorMichaeldonorMichael加成1,5-二羰基化合物特点：

碳负离子加到4位的碳原子上

该反应用的碱为醇钠、季胺碱及苛性碱Michael加成举例MichaelacceptorsMichaeldonorsRobinson（鲁宾逊）关环反应醛、酮+

a,b-不饱和酮1.

Michael加成2.

分子内醇醛缩合六员环状烯酮

Robinson关环举例Step1.

Michael加成Step2.

分子内醇醛缩合六、其他含活泼亚甲基的化合物

与丙二酸二乙酯和乙酰乙酸乙酯相似，两个吸电子基团如—CHO，—COR，—COOH，—CONR2，—CN，—NO2等连接在同一个碳原子时，其亚甲基的氢原子也有活泼性。

进行烷基化反应：

进行Knoevenagel（克脑文格尔）反应：

进行Michael（迈克尔）加成：酮酸羰基酸是分子中具有羧基和羰基两种官能团的化合物。可分为醛酸和酮酸。根据酮基和羧基的相对位置不同，酮酸可分为α、β、γ…酮酸。乙醛酸α-丙酮酸β-丁酮酸(一)酮酸的命名以羧酸为母体,酮基作取代基,酮基的位次用阿拉伯数字或希腊字母标明。酮基也可称为氧代。CH3COCH2CH2COOHγ-戊酮酸(4-戊酮酸)丁酮二酸(草酰乙酸)

α-酮戊二酸2-氧代戊二酸酮酸除了具有酮的通性和羧酸的通性外，α-酮酸和

β-酮酸还具有一些特殊的性质。(二)酮酸的化学性质1．酸性酮酸的酸性强于相应的醇酸，更强于相应的羧酸。>>>>pKa 2.49 3.51 3.86pKa 4.51 4.882．α-酮酸、β-酮酸的分解反应（脱羧反应）

α-酮酸在稀硫酸作用下，受热发生脱羧反应，生成少一个碳原子的醛。

β-酮酸比α-酮酸更易脱羧,通常β-酮酸只能在低温下保存。

β-酮酸由于羧基受β-羰基的影响,同时也由于形成6员环的分子内氢键而使脱羧更加容易:由于β-酮酸脱羧产物是酮，故称为酮式分解。

β-酮酸与浓碱共热，分解为两分子羧酸盐，称为酸式分解。问题:完成下列反应α

β

α’β’γ’3.α－酮酸的氧化反应α-酮酸能被弱氧化剂Tollens试剂氧化4.α-酮酸的氨基化反应

在体内α-酮酸在NADH(辅酶)催化下可转变成α-氨基酸，其中GPT(转氨酶)对肝炎病人的临床诊断是十分有用的。如：氨是体内代谢的产物，大部分氨在肝脏内转变成尿素由肾排除，少部分氨在谷氨酸脱氢酶的作用下，在组织细胞内与a－酮戊二酸反应生成谷氨酸。a－酮戊二酸

谷氨酸脱氢酶

谷氨酸

式中NAD为烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（辅酶I），在反应中起递氢作用。

在生物体内a-酮酸和a-氨基酸在转氨酶的作用下可发生相互转化，即a-氨基酸的a-氨基借助转氨酶的催化作用转移到酮酸的酮基上，结果原来的氨基酸生成相应的酮酸，而原来的酮酸则形成相应的氨基酸，这种反应称为转氨基作用(transamination)。

a－酮戊二酸

丙氨酸GPT

谷氨酸

丙酮酸在正常情况下，GPT存在于人体细胞内。在急性肝炎患者肝细胞破裂后大量GPT逸入血清,使血清中GPT的活性会明显上升。临床上测定血清中GPT的活性，就是利用上述反应生成的丙酮酸，在碱性条件下与2，4-二硝基苯肼作用显红棕色，在用比色法测定后，即可推算出血清中GPT的活性。5.醇酸和酮酸的体内化学过程

体内的醇酸和酮酸均为糖、脂肪和蛋白质代谢的中间产物，这些中间产物在体内各种酶的催化下，发生一系列化学反应(如氧化、脱羧及脱水等)，在反应过程中，伴随着氧气的吸收、二氧化碳的放出以及能量的产生，为生命活动提供了物质基础。

例如：苹果酸在脱氢酶的作用下生成草酰乙酸

在人体内，草酰乙酸与丙酮酸在一些酶的作用下，经酯缩合反应生成柠檬酸，其反应式如下：

脂肪代谢过程中所产生的中间产物——乙酰乙酸在酶的作用下被还原成β-羟