缩合反应(课堂PPT).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第十五章 碳负离子,缩合反应,1,第一节 氢碳酸的概念和,氢的酸性,第二节 酮式和烯醇式的互变异构,第三节 缩合反应概述,第四节 羟醛缩合反应,第五节 胺甲基化反应,第六节 Robinson增环反应,本章提纲,2,本章提纲,第七节 酯缩合反应,第八节 碳负离子的烃基化、酰基化反应,第九节,二羰基化合物在有机合成中的应用,第十节 Perkin反应,第11节 Knoevenagel反应,第12节 Darzen反应,第13节 安息香缩合反应,3,第一节 氢碳酸的概念和,氢的酸性,p,K,a=-log,K,a,某些氢碳酸的强弱顺序：,烷烃烯丙位、苯甲位的氢炔氢环戊二烯亚甲基氢,判断氢碳酸的酸性强弱，可以判断其共轭碱碳负离子的稳定性：碳负离子越稳定，氢碳酸的酸性越强。,4,1、,氢的酸性,氢的酸性强弱取决于解离后得到的碳负离子结构的稳定性，,碳负离子越稳定，,氢的酸性越强。,（1）吸电子效应的影响：,总的吸电子能力越强，,氢的酸性越强。,（2）电子离域的影响：,碳负离子的离域范围越大，,氢的酸性越强。如环戊二烯。,5,2、羰基化合物,氢的活性分析,-H,的活性减小（,-H,的 p,k,a,值增大）,1，3二羰基化合物，亚甲基上的氢特别活泼。,6,第二节 酮式与烯醇式的互变异构,一、酮式与烯醇式的存在,7,二、烯醇化的反应机理,酸催化下：,碱催化下：,烯醇负离子,8,三、不对称酮的烯醇化反应,A：动力学控制产物，位阻小，生成快；（大体积强碱，非质子溶剂，低温）,B：热力学控制产物，取代多，稳定性高。（质子溶剂，较高温度）,练习：p659，153，4，5，6,9,缩合反应,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。,10,第四节 羟醛缩合反应,有,-H,的醛（酮）在酸或碱作用下，缩合形成,-,羟基醛（酮）的反应，称为羟醛缩合反应。,羟醛缩合反应是合成,不饱和醛酮的重要方法。,11,一、羟醛缩合反应的机理,酸催化下：,12,碱催化下：,注意：,羟醛缩合是可逆反应，温度低有利于正向反应，加热有利于逆向进行。,练习：p662，157,13,二、羟醛缩合的分类,1、自身缩合,14,2、交叉缩合,Claisen-Schmidt缩合：,无,氢的,芳醛和有,氢的醛（酮）,缩合生成,不饱和醛（酮）。,15,3、定向缩合（了解）,硅醚：,用于固定烯醇的双键；,LDA：,大体积强碱，易于形成动力学烯醇负离子。,练习：p667，158,16,第五节 氨甲基化反应,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,曼尼希,(Mannich,C.),反应,，生成的产物称为,曼氏碱,。,取代的氨甲基,一、,定义,17,1.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。,使用原料的范围,18,H,+,转移,活化的C=N,二 反应机制（了解）,19,三 氨甲基化反应实例,eg 1,1 用来制备-氨基酮,不对称酮反应时，亚甲基比甲基优先反应。,20,eg 2：,21,eg 3,2 在芳、杂环上引入氨甲基,22,eg 4：,草绿碱,23,3 制备杂环化合物,eg 5,CH,2,CH CH,2,CH,2,CH CH,2,NCH,3,C=O,eg 6,24,4 制,-不饱和酮、,-不饱和酯,练习：p672，159，10,25,环己酮及其衍生物在碱(如氨基钠、醇钠等)存在下，与曼尼希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,(Robinson,R.),增环反应,.,第六节 Robinson增环反应,一 定义,26,鲁宾逊增环反应实际上是分三步完成的：,碱,Michael加成用于合成1，5二羰基化合物。,27,eg 1.选用合适的原料合成,二 应用实例,28,Eg 2.选用合适的原料合成,剖 析,29,合 成,30,160,o,C,合 成,O,31,eg 3.选用合适的原料合成,+,+,剖 析,32,合 成,OH,-,33,eg 4.选用合适的原料合成,+,+,ClCH,2,Ph,剖 析,？,练习：p674，1511,作业：13（ii，iii，v）,34,1.,克莱森缩合反应,（1）定义：具有,-,活泼氢的酯，在碱的作用下,两分子酯相互作用，生成-羰基酯,同时失去一分子醇的反应。,第七节 酯缩合反应,35,（2）反应机理,36,（3）在强碱作用下的酯缩合反应,只有一个-H，必须用强碱作催化剂，才能使反应进行。,37,在强碱作用下酯缩合的反应机制,练习：p677，1514,38,2.混合酯缩合,（1）甲酸酯,醛基,是在分子中引入甲酰基的好方法.,39,*1.一个酯羰基的诱导效应，增加了另一个酯羰基的活性，,反应顺利，产率好。,*2.在合成上用来制备 丙二酸酯或-,取代的丙二酸酯。,-羰基酸。,（2）草酸酯,丙二酸酯,-,羰基酸,40,在合成上用来制备丙二酸酯或-,取代的丙二酸酯。,(3)碳酸酯,41,在合成上，主要用于在-C上引入苯甲酰基。,(4)苯甲酸酯,练习：p679，1515,42,3 狄 克 曼 缩 合 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，就发生分子内的酯缩合反应，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。,实例 1,43,实例 2,练习：p681，1516,44,4 酮 酯 缩 合,从理论上分析，有可能生成四种化合物，在合成上无意义。,故，在合成上，常采用有,氢的酮和没有氢的酯缩合，合,成二羰基化合物。,45,NaH,EtO,-,EtO,-,NaH,H,2,O,H,2,O,H,2,O,H,2,O,-CO,46,酮酯缩合,实 例,选用合适的原料合成,酯缩合,C,6,H,5,COOC,2,H,5,+CH,3,COOC,2,H,5,1NaH,1NaH,2H,+,2H,+,-CO,NaH,作业：p683，1517,47,第八节 碳负离子的烃基化、酰基,化反应,反应在无质子溶剂中进行。,一元酸酯在强碱作用下，可与酰氯或酸酐进行反应，而在-C,上引入酰基，这称为酯的酰基化反应。,一、,酯的烃基化、酰基化反应,48,酯的酰基化在合成上的应用：用于合成,酮酯。,合成,酮酯的方法总结：,酯缩合,酮酯缩合（碳酸酯）,酯的酰基化,NaH,H,2,O,49,一元酸酯在强碱作用下，与卤代烃发生反应，,在-C上引入烃基，这称为烷基化反应。,酯的烃基化反应,反应中RX1,RX,。,练习：p684，1518,50,二、酮的烃基化、酰基化反应,RX,B:,RCOOC,2,H,5,亲核加成,亲核取代,羟醛缩合,酮的烷基化反应,酮的酰基化反应,对称酮的烃基化、,酰基化反应,51,eg 2,*1.为了在反应中抑制羟醛缩合反应，使用足够强的碱（如NaNH,2,、,Ph,3,CNa、NaH）将反应物迅速地全部变为碳负离子,*2.,反应要在非质子溶剂中进行。,eg 1,52,2.有两种,-H的不对称酮的烃基化、酰基化反应,(2),用LDA处理，得动力学控制产物,用三甲基氯硅烷处理，,可,得热力学控制产物,（了解）,53,（3）酮经烯胺烃基化、酰基化反应 得动力学控制产物,含有下边结构的化合物称为烯胺，N上有氢的,烯胺是不稳定的，N上没氢的烯胺是稳定的。,1 烯胺结构：,54,（1）不对称酮形成烯胺时，双键总是在取代基较少的地方形成。,（2）能形成共轭体系时，双键在共轭处形成。,五原子重叠，空阻大。,稳定的烯胺是含,-H,的酮与二级胺在酸催化下反应来制备的。,2 烯胺制备：,55,3.,烯胺的反应,（1）烯胺的烃基化反应,使用活泼卤代烷如碘甲烷、烯丙型卤化物、苯甲型卤代物等主要发生碳烃基化产物。,56,（2）烯胺的酰基化反应,57,溶剂不同，产物不同，在非质子溶剂中得一取代产物，在质子溶剂中得二取代产物。,（3）与,-不饱和酸、酯、腈等发生反应（了解）,C,2,H,5,OH,+,H,+,CH,2,=CH-COOCH,3,H,3,O,+,2CH,2,=CH-COOCH,3,H,3,O,+,二氧六环,58,三、醛的烃基化反应（了解）,但如能在反应前将醛基予以保护，则烷基化反应还是可以发生的。,醛在碱性条件下，易发生羟醛缩合反应，所以很难使它通过负碳离子直接发生烷基化、酰基化反应。,RR”CHCH=NR,RCH,2,CHO,RCH,2,CH=NR,RCHCH=NR,RR”CHCHO,H,+,RNH,2,C,2,H,5,MgX,or LDA,R”X,练习：p690，1519,59,四、-二羰基化合物的烃,基化、酰基化,1 、-,烷基化、-酰基化2 、-烷基化、-酰基化（了解）,60,乙酰乙酸乙酯的-,烷基化、-酰基化,CH,3,COOC,2,H,5,C,2,H,5,ONa,-C,2,H,5,OH,Na,+,CH,3,I,NaH,-H,2,Na,+,CH,3,COCl,61,第九节 -二羰基化合物在合成中的应用,在合成中，此二者一般可直接用作原料。,一、乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯的合成,62,二、酮式分解,乙酰乙酸乙酯的,H,+,-CO,2,-,OH（稀）,乙酰乙酸乙酯在稀碱中皂化脱羧得丙酮，称为酮式分解。,63,丙二酸二乙酯或取代的丙二酸二乙酯经酮式分解得乙酸或乙酸的衍生物。,64,三、酸式分解,H,2,O,H,2,O,C,2,H,5,OH,-,OH（浓）,乙酰乙酸乙酯在,浓,碱中分解得两分子乙酸，称为酸式分解。,65,四、-二羰基化合物在合成中的应用实例,乙酰乙酸乙酯：主要用于合成丙酮的衍生物；,丙二酸二乙酯：主要用于合成乙酸的衍生物；,二羰基化合物与,，不饱和羰基化合物的Michael加成可用于合成各种1，5二羰基化合物。,66,eg 1:以乙酸乙酯为原料合成4-苯基-2-丁酮,CH,3,COOC,2,H,5,RONa(1mol),C,6,H,5,CH,2,Cl,1 稀OH,-,2 H,+,-CO,2,67,eg 2:,选用不超过4个碳的合适原料制备,2 CH,3,COOC,2,H,5,C,2,H,5,ONa,C,2,H,5,ONa,Br(CH,2,),4,Br,分子内的亲核取代,稀,-,OH,H,+,-CO,2,68,eg 3:,制备,H,+,NaOEt,EtOH,NaOEt,EtOH,CH,3,I,CH,3,CH,2,CH,2,Br,稀OH,-,+CO,2,69,eg 4:,选用合适的原料制备下列结构的化合物,。,练习：P698，1522,作业：1538，42,70,第十节 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,.,71,2 反应机理（了解）：,72,制备肉桂酸、呋喃丙烯酸、香豆素.,3 应用：,用于合成-芳基-,-不饱和酸及其衍生物。,73,在弱碱的催化作用下，醛、酮与含有活泼亚甲基的化,合物发生的失水缩合反应为,脑文格,(Knoevenagel,E.),反应,。,第11节 脑文格反应,1 定义：,74,2 反应机理,75,3 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.,练习：p702，1525,26,76,第12节 达参反应,一 定义：,-环氧酸酯,醛、酮与-卤代酸酯在强碱,(RONa,NaNH,2,(CH,3,),3,COK),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,.,*CH,2,生成醛 CHR 生成酮,77,二 反应机理,-CO,2,产生碳负离子,H,+,78,对比：瑞佛马斯基反应,醛或酮与-溴(卤)代酸酯和锌在惰性溶剂中互相作用，得到-,羟基酸酯的反应称为瑞佛马斯基反应。,Zn,定义：,79,实例：由环己酮转化成其他化合物,三 应用：,合成环氧酸酯，合成比原料醛、酮多一个碳的醛、酮。,80,实例：由苯甲醛转化成其他化合物,练习：p704，1527，28,81,第13节 安息香缩合反应,1 定义：,俗称,安息香,(Benzoin),芳香醛在氰化钾的作用下，发生双分子缩合，生成-羟基酮的反应称为,安息香缩合反应,.,82,2 反应机理（了解）,83,受体,(给体),给体,(受体),3 实 例,84,练习：p705，1531,逆合成分析：,合成：,二苯乙醇酸重排,85,二苯乙醇酸重排的反应机理,86,本章重点,掌握机理及应用的反应：,羟醛缩合、酯缩合、,二羰基化合物在合成中的应用,掌握反应条件、产物写法及应用的反应：,胺甲基化、Robinson增环反应、Perkin反应、Knoevenagel反应、Darzen反应、安息香缩合反应。,作业：p707，39（ii，v），43（i，ii，iv，v）,87,