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碳氧双键的加成反应-PPT精选文档
+
Ph3P O
以丙酮为例,反应机理如下:
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O H3C C CH3 + (C6H5)3P CHCH3
O P(C6H5)3 H3C C CHCH3 CH3
O P(C6H5)3 H3C C CHCH3 CH3
0° C
H3C C CHCH3 + O P(C6H5)3 CH3
把在与碳结合时,碳带负电荷,磷或硫带正电荷,碳和磷 或硫彼此相邻,并同时保持完整的八隅体结构,叫做叶立 德 磷叶立德 Ph3P CH2
C=O的加成反应
主讲人 : 杨雪
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反应机理
羰基的反应活性 醛酮类羰基化合物的加成反应 其它羰基化合物的相关反应
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一、反应机理
1、可以在酸性条件下进行反应,机理如下:
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2、也可以在碱性条件下进行反应,机理如下:
二、羰基的反应活性
1、底物的影响 a、电子效应 当羰基上连有吸电子基团时更容易进行亲核加成反应 ClCHO>HCHO>RCHO>CH3COR>RCOOR`>RCONR2`>RCOOb、空间效应 反应中,羰基碳原子由SP2杂化转化为SP3杂化,
可以由共振效应和离去基团的碱性两种影响因素来解释 酰基中碳的2p轨道同氯的3p轨道重叠,相对于碳与同 周期的氧氮重叠效果较差,固酰基比较活泼,而酯和酰胺 就比较稳定 酸酐因为共振效应为两个羰基所共有,因而对于一个羰 基来说,酸酐的稳定性就比酯小 酰胺中NH2- 碱性很强,是一个较弱的离去基团 所以 最稳定
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Claisen酯缩合反应
两分子酯在碱的作用下失去一分子醇生成β-羰基酯 的反应称为克莱森缩合反应
OH CH3CCH3
H2 H3C C C C(CH3)2 O -H2O, H H3C C C C(CH3)2 H
OH2 O H 转移 H C C H C C(CH3)2 3 H
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O
10
O
Na2CO3 H2O, ,96% O
适用范围:含有α氢的羰基化合物,可以进行自身羟醛缩合,
或不同羰基化合物之间的交错缩合
CH=C COOH + CH3CH2COOH CH3
可应用于生产合成肉桂酸、香豆素、呋喃丙烯酸等重要原料
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5、Knoevenagel反应 它是对Perkin反应的改进,将酸酐改为活泼亚甲基化合 物后,由于有足够的活泼氢,因此在弱碱的作用下就可以 进行亲和加成
(CH3)3CCH2CH O
+
H2C(COOC2H5)2
反应机理:
-
RCH2COCCH2R
B
O O RCH2COCCHR
ArCHO O
O R
O
RCH2COCCHCHAr
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Ar H2CR O CH CHR C O O C O
Ar O R
O
O O
RCH2COCHCHCO RCH2COCCH2R
H COOH C C R Ar
CHO + (CH3CH2CO)2O CH3CH2COONa C,30h,60 %~70% 130~135 °
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增加了空间拥挤程度,因而羰基碳原子如果连有较大 的基团,则不利于反应进行 O HCHO > CH3CHO > CH3 C CH3
2、亲核试剂的影响
a、带负电荷的亲核试剂比其共轭酸的亲核性强 OH >H2O
b、极性大的分子比极性小得分子亲核性强
HCN>H2O
c、同周期元素的负离子亲核性与碱性大小一致 R3C- >R2N- >RO- >Fd、同一主族元素的负离子亲核性与可极化度一致
H2 H2 C C C N(CH3)2HCl O
反应机理比较复杂,一般随反应物及操作条件不同,反应 机理也不尽相同 适用于含有活泼氢的化合物
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7、Cannizzaro反应 不含α氢的醛,在浓碱的作用下,能发生自身的的氧 化和还原作用
2HCHO + NaOH
HCOONa + CH3OH
Cannizzaro反应是连续两次亲核加成,反应机理如下:
O H C H OH
+
H C O H
O H C OH
+
O CH3O H C O
+
CH3OH
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四、其它羰基化合物的相关反应
1、羧酸衍生物与亲核试剂的加成反应 反应机理如下:
H R C L O Nu H
Nu R C L O
Nu C R HL
O
Nu R
C
O + HL
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反应活性:
O O R C Cl > R R C C O > O R C O > OR` R C O NH2
N H
,苯
(CH3)2CHCH2CH C(COOC2H5)2
+
H 2O
因为使用了弱碱,可以避免其自身缩合,从而扩大了在合 成中的使用范围
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6、Mannich反应 含有α氢的羰基化合物,与醛或氨之间发生的缩合反 应,称为Mannich反应
HCl HCHO C CH3 HN(CH3)2 70% O
+ +
I >Br >Cl >F
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三、醛酮类羰基化合物的加成反应
1、Witting反应 第三周期元素如磷或硫可以利用其3d轨道,与碳的p轨 道重叠成pd- π键。这个π键具有很强的极性,可以和酮或 醛的羰基进行亲核加成,形成烯烃,这个反应称为Witting 反应:
O Ph Ph
+ H2C PPh3 Ph Ph
羟醛缩合的产物极易失去一分子水,固此反应是合成α, β-不
饱和醛酮的一个很好的方法
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4、Perkin反应 芳醛与酸酐,在碱性催化剂作用下发生缩合反应,称 为Perkin(浦尔金)反应 反应一般式如下:
O O ArCHO + RCH2COCCH2R RCH2COO COOH H C C + RCH2COOH R Ar
O (CH3)2S CH2
硫叶立德
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Witting反应条件比较温和且收率较高常用于合成制备烯烃
2、与醇的加成 在干燥氯化氢或浓硫酸的作用下,一分子醛和 一分子醇发生加成反应,生成的化合物分别称为半 缩醛或半缩酮
反应机理如下:
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半缩醛或半缩酮继续与一分子醇反应形成缩醛或缩酮
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3、羟醛缩合反应 含有α氢的羰基化合物在酸或碱的催化作用下, 缩合形成β-羟基醛或β-羟基酮的反应称为羟醛缩合 反应 碱性条件下反应机理:
H2 C H B CH3CH O
O
C H
O O O H H H 2O CH3CHCH2CH3 H3C C C CH OH H B
O C CH2 H
O C CH2 H
CH3CH CHCHO + HB
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酸性条件下反应机理
O CH3CCH3 OH H
-H H2 CH3C C H OH
OH
OH CH3C CH2