第四章 缩合反应
O
C R'
O
H2O
R
H2 C C
R' R O C C
R ' + OH
B:
-H2O
R
H2 C C
R' R C
O
C R'
产物不稳定
5
OH H
△
机 理 b: 酸催化 H2SO4
R CH2 C R' O H+ R
HCl
CH2 C OH
TsOH
R' -H R C H C R' HO O C R'
R
CH2
C OH
(C2H5)2O
RMgX
Grignard试剂
R1 R2
R3 C C X + Mg
THF R1 40~50℃ R2
R3 C C MgX
9
③Wittig试剂对醛、酮的加成-消除反应
Wittig羰基成烯反应:醛或酮与烃代亚甲基三苯膦反应,醛、
酮分子中羰基的氧原子被烃代亚甲基所取代,生成相应的 烯类化合物及氧化三苯膦的反应称Wittig羰基成烯反应,其
14
(2)亲核加成反应
活性亚甲基化合物对α,β-不饱和醛、酮的加成反应属于亲 核加成反应机理。
CH2(COOC2H5)2 + C2H5ONa CH(COOC2H5)2 Na O PhCH CH C OC2H5 + CH(COOC2H5)2 O Ph CH CH C OC2H5 CH(COOC2H5)2 O Ph CH CH C OC2H5 CH(COOC2H5)2
4
①含有α -活性氢的醛或酮间的亲核加成-消除反应
机 理 a: 碱催化(无机碱NaOH, Na2CO3 ;有机碱EtONa, NaH )
R H2 C B: C O R' R H C C O R' R C H C O R'
慢
R
H2 C
R' C O
+R
H C
快
C O R' R
H2 C C
R' R C H
2
第一节 缩合反应机理
亲核反应机理 电子反应机理
亲电反应机理
环加成反应机理
3
一、电子反应机理
1. 亲核反应
(1)亲核加成-消除反应
含有α-活性氢的醛或酮间的加成-消除反应 α-卤代酸酯对醛、酮的加成-消除反应
Wittig试剂对醛、酮的加成-消除反应
活性亚甲基化合物对醛、酮的加成-消除反应
O O C3H7 C CH3 -78℃ LDA OLi H3CH2CH2C C CH2 RC R HO R O R C CH2 C CH2CH2CH3 65%
H+
( 想让哪个醛、酮的α-H活化就让它与有位阻的碱反应)
31
b.烯醇硅醚法 将醛、酮中的某一组分转变成烯醇硅醚,然后在在四 氯化钛等路易斯酸的催化下,与另一分子醛、酮分子发生醛醇缩合。
CH3CH2CH2CH2=CCHO CH2CH3
CH3CH2CH2CH2-CHCH2OH CH2CH3
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定向醛醇缩合 含有α -活性氢的不同醛、酮分子之间的缩合,往往生成复杂的混 合物,因而没有应用价值。近年来,区域选择及立体选择的醛醇缩 合反应已成为形成新的碳-碳键的一类重要方法,该方法称为定向 醛醇缩合。主要有以下几种方法: a 烯醇盐法 先将醛、酮中某一组分在具有位阻的碱(常用LDA, 二异丙基胺基锂:(( CH3)2CH)2N-Li )的作用下形成烯醇盐,再与 另一分子的醛或酮反应,实现区域或立体选择性的醛酮缩合。
Ph3P +
R3 CH X R4 Ph3P CH
R3 X R4
n-BuLi
R3 Ph3P C R4 Ph3P C
R3 R4
11
反应机理 :
R3 R4 R1 R2
Ph3P
C
+
C
O
①
Ph3P O
C C
R3 R4 R1
R2
②
Ph3P O
C C
R3 R4 R1 R2
C C
R3 R4 R1 R2
+ Ph3P=O
CHO O
+ CH3CH
KOH
H C OH
H2 C
O C H
- H2O
H C C H
O C H
肉桂醛(反式)
①反应通式
OH 或 H R CH2 C R' O H C R C O C R' - H2O H Ar C R C O CR'
O C CH3 H + CH2 H CH3
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O 10% NaOH C H 5℃ OH C H CH2
O C H
羰基α位碳原子的α-羟烷基化反应
含有α-活性氢的醛或酮的自身缩合
芳醛与含α-活性氢的醛、酮之间的缩合 分子内的醛醇缩合和罗宾逊环化反应
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(1)含有α-活性氢的醛或酮的自身缩合
TsOH
R' -H R C H C R' HO O C R'
R
CH2
C OH
R' +
R
HC
C OH
R'
R
' H2 R R C C C H OH O
H
R
H2 C C
R' R C H
O C R'
- H2O -H
R'
C
C R
CR'
OH2
RH2C
25
③影响因素
醛、酮结构的影响
活性:酮<醛
O O
CH3 C + H2C C CH3 CH3 H CH3 O
慢
R
H2 C
R' C O
+R
H C
快
C O R' R
H2 C C
R' R C H
O
C R'
O
H2O
R
H2 C C
R' R C
O
C R'
B: + OH
-
R
-H2O
H2 C C
R' R C
O
C R'
产物不稳定
24
OH H
△
机 理 b: 酸催化 H2SO4
R CH2 C R' O H+ R
HCl
CH2 C OH
ArH
ArCH2OH
HCl
ArCH2Cl
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二、环加成反应机理
环加成反应可以看成是两种或两种以上的不饱和化合物通 过π键的断裂,相互以σ键结合成环状化合物的反应。在成 环过程中,既不发生消除,也不发生σ键的断裂,而σ键的 数目有所增加(一般形成两个新的σ键),加成物的组成是 反应物的总和。如果分子中含有合适基团,则可进行分子 内的环加成反应。
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第二节 α-羟烷基、卤烷基、氨烷基化反应 α-羟烷基化反应
羰基α-位碳原子 不饱和烃 芳醛 有机金属化合物 布兰克氯甲基化反应 曼尼希反应 皮克特-施彭格勒反应 斯特雷克反应
20
α-卤烷基化反应 α-氨烷基化反应
一、α-羟烷基化反应 1. 羰基α位碳原子的α-羟烷基化反应(Aldol缩合) 定义:含α-活性氢的醛或酮,在酸或碱的催化下发 生自身缩合,或与另一分子的醛或酮发生缩合,生 成β-羟基醛或酮类化合物的反应,称为α-羟烷基化 反应。 β-羟基醛或酮类化合物不稳定,易发生消除 生成α,β-不饱和醛酮,这类反应又称为醛醇缩合反 应(Aldol缩合)。
中烃代亚甲基三苯膦称为Wittig试剂。
R1 R2
R3
R3 R4
Witting试剂
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Wittig试剂:
硫和磷与碳结合时,碳带负电荷,硫或磷带正电荷彼此相邻, 这种结构的化合物称为 Ylide(叶立德 )。 由磷形成的 Ylide称为磷 Ylide,又称为 Wittig试剂,其结构可表示如下:
活性亚甲基的位氢有一定酸性,在碱性条件下容易失去质子,形 成碳负离子。然后与醛、酮缩合,脱水得产物。(类似羟醛缩合)
H2C
X Y
R1 + R2
C
O
B:
R1 R2
C
C
X Y
+ H2O
醛、酮与伯胺、仲胺反应,生成亚胺过渡态,然后活性亚甲基的 碳负离子向亚胺过渡态发生亲核加成,再经脱氨得产物。
R' CH H CH O + R2'NH CH H CH OH N R' C CH R' N R'
R' +
R
HC
C OH
R'
R
' H2 R R C C C H OH O
H
R
H2 C C
R' R C H
O C R'
- H2O -H
R'
C
C R
CR'
OH2
RH2C
6
②α-卤代酸酯对醛、酮的加成-消除反应 醛或酮与a-卤代酸酯和锌在惰性溶剂中反应,得到-羟基酸 酯或脱水得,-不饱和酸酯。
7
机理
2
HC HC CH2
+
CH2 CH2
18
HC HC CH2
CH2 CH2
2. 1,3-偶极环加成反应 有些化合物分子通过电子的转移可以具有1,3偶极结构(即原子1和3上分别带负电荷和正电 荷),是一个有三个原子的四个电子所组成的共 轭体系。 与二烯烃相似, 1,3-偶极结构也可以参加[4+2] 环化加成反应。