北京大学有机化学缩合反应省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第十五章第十五章第十五章第十五章 缩合反应缩合反应缩合反应缩合反应exit第1页第一节第一节 曼尼期反应曼尼期反应-氨甲基化反应氨甲基化反应第二节第二节 麦克尔加成反应麦克尔加成反应第三节第三节 鲁宾逊缩环反应鲁宾逊缩环反应第四节第四节 魏悌息反应和魏悌息魏悌息反应和魏悌息-霍纳尔反应霍纳尔反应第五节第五节 浦尔金反应和脑文格反应浦尔金反应和脑文格反应第六节第六节 达参反应达参反应第七节第七节 安息香缩合反应和二苯乙醇酮重排安息香缩合反应和二苯乙醇酮重排本章提要本章提要本章提要本章提要第2页 缩合反应缩合反应 分子间或分子内不相连接两个碳分子间或分子内不相连接两个碳原子连接起来形成新碳碳键，成为新原子连接起来形成新碳碳键，成为新化合物，同时往往有比较简单无机或化合物，同时往往有比较简单无机或有机小分子化合物生成。这么反应统有机小分子化合物生成。这么反应统称为缩合反应。称为缩合反应。第3页第一节第一节 曼尼期反应曼尼期反应氨甲基化反应氨甲基化反应 含有活泼氢化合物、甲醛、胺同时缩合，活泼含有活泼氢化合物、甲醛、胺同时缩合，活泼氢被氨甲基或取代氨甲基取代反应，称为氢被氨甲基或取代氨甲基取代反应，称为曼尼期曼尼期(Mannich,C.)反应反应，生成产物称为，生成产物称为曼氏碱曼氏碱。取代氨甲基取代氨甲基一一 定义定义第4页1.含有含有-H醛、酮、酸、酯、硝基化合物、腈、末端炔烃、含有醛酮、酸、酯、硝基化合物、腈、末端炔烃、含有活泼氢芳香环系化合物。活泼氢芳香环系化合物。2.二级胺。二级胺。使用原料范围使用原料范围第5页H+转移转移活化活化C=N二二 反应机制反应机制第6页三三 氨甲基化反应实例氨甲基化反应实例eg 11 用来制备用来制备-氨基酮氨基酮不对称酮反应时，亚甲基比甲基优先反应。不对称酮反应时，亚甲基比甲基优先反应。第7页eg 2：第8页eg 32 在芳、杂环上引入氨甲基在芳、杂环上引入氨甲基第9页eg 4：草绿碱草绿碱第10页3 制备杂环化合物制备杂环化合物eg 5CH2 CH CH2CH2 CH CH2NCH3C=Oeg 6第11页4 制制,-不饱和酮、不饱和酮、,-不饱和酯不饱和酯第12页H2C=N+(CH3)2 I-NaHCO3LDACH3I实实 例例第13页第二节第二节 麦克尔加成反应麦克尔加成反应 一个能提供一个能提供亲核碳负离子化合物亲核碳负离子化合物(给体给体)与一个能提供与一个能提供亲电共轭体系亲电共轭体系(受体受体)化合物，在化合物，在碱性催化剂碱性催化剂作用下，发生作用下，发生亲核亲核1,4-共轭加成反应，这类反应称为共轭加成反应，这类反应称为麦克尔加成麦克尔加成(Michael,A.)反应。反应。(反应产物为反应产物为1,5-二官能团化合物，尤二官能团化合物，尤以以1,5-二羰基化合物为多二羰基化合物为多)。一一 定义定义第14页反应式反应式惯用碱性催化剂：惯用碱性催化剂：第15页二二 反应机制反应机制第16页1 不对称酮进行麦克尔加成时，反应总是在多取代不对称酮进行麦克尔加成时，反应总是在多取代 -C上发生。上发生。三三 麦克尔加成反应规律麦克尔加成反应规律第17页2 用用-卤代乙烯酮或卤代乙烯酮或-卤代乙烯酸酯作为麦克尔卤代乙烯酸酯作为麦克尔 反应受体时，反应后，双键保持原来构型。反应受体时，反应后，双键保持原来构型。第18页3 若受体共轭体系深入扩大，也能够制备若受体共轭体系深入扩大，也能够制备1,7-官能团化合物。官能团化合物。1,6-加成产物加成产物(72%)1,4-加成产物加成产物(8%)第19页1,6-加加成成反反应应机机理理以以下下第20页1 曼尼希碱热消除法曼尼希碱热消除法四四 制备制备,-不饱和醛酮方法不饱和醛酮方法曼尼希反应曼尼希反应+CH3I形成四级铵碱形成四级铵碱OH-,-不饱和醛酮是麦克尔加成反应主要原料，不饱和醛酮是麦克尔加成反应主要原料，下面归纳了制备下面归纳了制备,-不饱和醛酮几个方法。不饱和醛酮几个方法。第21页2 醇醛缩正当醇醛缩正当3 由由-卤代酮制备卤代酮制备KOH C2H5OHH+第22页4 由由-卤代烯制备卤代烯制备5 经过烯烃和酰卤反应制备经过烯烃和酰卤反应制备 6 经过魏悌息反应来制备经过魏悌息反应来制备 第23页 环己酮及其衍生物在碱环己酮及其衍生物在碱如氨基钠、醇钠等如氨基钠、醇钠等)存在下，存在下，与曼尼期碱季铵盐反应产生二并六元环产物，该反应称与曼尼期碱季铵盐反应产生二并六元环产物，该反应称为为鲁宾逊鲁宾逊(Robinson,R.)增环反应增环反应.第三节第三节 鲁宾逊增环反应鲁宾逊增环反应一一 定义定义第24页鲁宾逊增环反应实际上是分三步完成：鲁宾逊增环反应实际上是分三步完成：碱碱第25页eg 1.选取适当原料合成选取适当原料合成二二 应用实例应用实例合合 成成第26页Eg 2.选取适当原料合成选取适当原料合成剖剖 析析第27页合合 成成第28页160oC合合 成成O第29页eg 3.选取适当原料合成选取适当原料合成剖析一：剖析一：H不够活泼不够活泼产物为混合物产物为混合物第30页剖析二剖析二：经过添加适当基团，克服上述剖析中问题经过添加适当基团，克服上述剖析中问题第31页合合 成成 路路 线线合合 成成第32页eg 4.选取适当原料合成选取适当原料合成剖剖 析析第33页CH2=CH-COOC2H5H+H2OOH-C2H5OH H+HOCH2CH2OHHCl(g)C2H5ONa H+3OHO-合合 成成C2H5ONa C2H5ONa 第34页eg 5.选取适当原料合成选取适当原料合成+剖剖 析析第35页合合 成成OH-第36页eg 6.选取适当原料合成选取适当原料合成+ClCH2Ph剖剖 析析第37页一一 魏悌息试剂：魏悌息试剂：第四节第四节 魏悌息反应和魏悌息魏悌息反应和魏悌息-霍纳尔反应霍纳尔反应 在相邻位置上带有相反电荷两性离子称为叶利德在相邻位置上带有相反电荷两性离子称为叶利德(ylide)。磷叶利德也称为魏悌息试剂。磷叶利德也称为魏悌息试剂(德德1953,1973)。贡献大贡献大第38页Ph3+-CH2-3PhH +PCl3Ph3PPh3P +CH3XPh3P+-CH3X-C6H5LiPh3P +XCH2COOC2H5Ph3P+-CH2COOC2H5 X-K2CO3Na2CO3,NaOH,NaOR,NaNH2,NaH,RLi魏悌息试剂制备魏悌息试剂制备第39页魏悌息试剂与醛、酮反应魏悌息试剂与醛、酮反应,生成烯烃生成烯烃,称为称为魏悌息魏悌息(Wittig,G.)反应反应.二二 魏悌息反应魏悌息反应反应机理反应机理反应机理反应机理第40页醛最快，酮次之。醛最快，酮次之。酯最慢。所以可进行酯最慢。所以可进行选择性反应。选择性反应。亲核性好叶利德比较活泼亲核性好叶利德比较活泼.活泼叶利德反应时，常得活泼叶利德反应时，常得Z,E-烯烃混合物烯烃混合物.稳定叶利德反应时，稳定叶利德反应时，E型产物为主型产物为主.反应规律反应规律+-第41页魏悌息魏悌息-霍纳尔试剂：霍纳尔试剂：(C2H5O)3P +RCH2Br魏悌息魏悌息 霍纳尔试剂霍纳尔试剂-EtBrNaH第42页魏悌息魏悌息-霍纳尔反应霍纳尔反应 魏悌息魏悌息-霍纳尔试剂与醛、酮反应，制备烯烃，霍纳尔试剂与醛、酮反应，制备烯烃，这一反应称为这一反应称为魏悌息魏悌息(Wittig,G.)-霍纳尔霍纳尔(Horner,L.)反应。反应。(比魏悌息反应轻易进行比魏悌息反应轻易进行)反式烯烃反式烯烃二乙磷酸钠二乙磷酸钠(溶于水，后溶于水，后处理较易处理较易)第43页反应规律：反应规律：生成烯烃以反式为主生成烯烃以反式为主.反应机理反应机理第44页四四 魏悌息反应和魏悌息魏悌息反应和魏悌息-霍纳尔反应应用实例霍纳尔反应应用实例1 用来制备环外烯烃用来制备环外烯烃2 制备制备,-不饱和羰基化合物不饱和羰基化合物第45页4 合成多烯类天然产物合成多烯类天然产物3 制备丙二烯衍生物制备丙二烯衍生物第46页1 硫叶利德结构硫叶利德结构2 硫叶利德制备硫叶利德制备-HINaH,(CH3)2SO3d-p共轭共轭CH3SCH3 +CH3I(CH3)3S+I-NaNH2-HCl五五 硫叶利德反应硫叶利德反应第47页硫叶利德与醛、酮反应可制备环氧化合物或环丙烷衍生物。硫叶利德与醛、酮反应可制备环氧化合物或环丙烷衍生物。与非共轭醛、酮反应可制备环氧化合物与非共轭醛、酮反应可制备环氧化合物R2C=O +(CH3)2S=O3 硫叶利德反应硫叶利德反应第48页与与、不饱和不饱和醛、酮发生共轭加成反应时，可制备环丙醛、酮发生共轭加成反应时，可制备环丙烷衍生物烷衍生物分子内亲核取代分子内亲核取代共轭加成共轭加成分子内亲核取代分子内亲核取代第49页第五节第五节 浦尔金反应和脑文格反应浦尔金反应和脑文格反应1 定义：定义：在碱性催化剂作用下，芳香醛与酸酐反应生成在碱性催化剂作用下，芳香醛与酸酐反应生成-芳基芳基-,-不饱和酸反应为不饱和酸反应为浦尔金浦尔金(Perkin,W.)反应反应.一一 浦尔金反应浦尔金反应第50页2 反应机理：反应机理：第51页制备肉桂酸、呋喃丙烯酸、香豆素制备肉桂酸、呋喃丙烯酸、香豆素.3 应用实例：应用实例：第52页 在弱碱催化作用下，醛、酮与含有活泼亚甲基化在弱碱催化作用下，醛、酮与含有活泼亚甲基化合物发生失水缩合反应为合物发生失水缩合反应为脑文格脑文格(Knoevenagel,E.)反应反应。二二 脑文格反应脑文格反应1 定义：定义：第53页2 反应机理反应机理第54页3 脑文格反应实例脑文格反应实例eg 1.eg 2.eg 3.制备各种类型制备各种类型,-不饱和化合物不饱和化合物.第55页第六节第六节 达参反应达参反应一一 定义：定义：,-环氧酸酯环氧酸酯*CH2 生成醛生成醛 CHR 生成酮生成酮 醛、酮与醛、酮与-卤代酸酯在强碱卤代酸酯在强碱(RONa,NaNH2,(CH3)3COK)催催化作用下相互作用，生成化作用下相互作用，生成,-环氧酸酯反应称为环氧酸酯反应称为达参达参(Darzen,G.)反应反应.第56页二二 反应机理反应机理-CO2产生碳负离子产生碳负离子H+第57页实例：由环己酮转实例：由环己酮转化成其它化合物化成其它化合物三三 应用：应用：合成环氧酸酯，合成比原料醛、酮多一个碳醛、酮。合成环氧酸酯，合成比原料醛、酮多一个碳醛、酮。第58页实例：由苯甲醛转化成其它化合物实例：由苯甲醛转化成其它化合物第59页第七节第七节 安息香缩合反应和二苯乙醇酮重排安息香缩合反应和二苯乙醇酮重排1 定义：定义：俗称俗称安息香安息香(Benzoin)一一 安息香缩合反应安息香缩合反应 芳香醛在氰化钾作用下，发生双分子缩合，芳香醛在氰化钾作用下，发生双分子缩合，生成生成-羟基酮反应称为羟基酮反应称为安息香缩合反应安息香缩合反应.第60页2 反应机理反应机理第61页受体受体(给体给体)给体给体(受体受体)3 实实 例例第62页二二 二苯乙醇酸重排二苯乙醇酸重排1 定义：定义：2 反应机理：反应机理：-二酮在浓碱作用下发生重排，生成二酮在浓碱作用下发生重排，生成安息香酸重排反应称为安息香酸重排反应称为二苯乙醇酸重排二苯乙醇酸重排。第63页3 反应实例反应实例Eg 1Eg 2第64页Eg 3Eg 4.若用若用C2H5ONa代替代替NaOH，产物不是，产物不是-羟基酸，羟基酸，而是而是-羟基酯羟基酯.第65页