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第四章_缩合反应


合而得b-羟基酸酯或脱水得a、b-不饱和羧
酸酯的反应:
催化剂
• 锌粉必须活化,常用20%盐酸处理,再用丙 酮、乙醚洗涤,真空干燥。 • 亦可用K、Na、Li等还原无水氯化锌,此法 活性较高。 • Mg, Cd, Ba, In, Ge, Co, Ni, Ce等。
溶剂
• 本反应常用的有机溶剂有乙醚、四氢呋喃、 1,4-二氧六环、二甲氧基乙烷、苯、二甲苯、 二甲基亚砜、乙腈等。
• 3) 催化剂和温度 Michael加成中碱催化剂 的种类很多,如醇钠(钾)、氢氧化钠、 金属钠、氢化钠、三乙胺以及季铵碱等。 Michael加成反应一般在较低温度下进行, 温度升高,收率下降。当用较弱的碱作催 化剂时,反应温度可适当提高。
第三节
亚甲基化反应
1.活性亚甲基化合物的亚甲基化反应 (Knoevenagel 反应) (1)反应通式
• 2. 安息香缩合
• • • •
影响因素 ① 芳醛结构的影响 强吸电子、强供电子对反应都不利; 自身缩合、交叉缩合
• ② 催化剂的影响 • NaCN剧毒,可用噻唑鎓盐、咪唑鎓盐等代 替
3.有机金属化合物的a-羟烷基化 雷福尔马茨基反应(Reformatsky反应)
醛或酮与a-卤代酸酯在金属锌粉存在下缩
OHC
(CH2)3
CH C3H7
CHO
OH 1150C C3H7
CHO (62%)
O CH2COCH3 O KOH (90%)
(2)甲醛与含有a-活泼氢的醛、酮之间的缩合
HCHO + CH3COCH3 NaOH(稀) 40-42 C
K2CO3 14-200C, 3h
0
- H 2O
H2C
CHCOCH3
δ
O CH3 CH2 O O CH C CH3 H+
O CH3 CH2 O O CH2 C CH3 OH
O CH3 CH2 δ O δ O CH2 C CH2
O
CH3 H+ O
O
CH3
O OH H
O
O -H2O △
CH3
O
(3)影响因素
• 1) 供电体结构 亚甲基化合物称为Michael 供电体。亚甲 基上多连接吸电子基,其吸电子能力越强,活性越大。常 见的Michael 供电体有丙二酸酯类、氰乙酸酯类、β-酮酯 类、乙酰丙酮类、硝基烷类、砜类等。 • 2)受电体结构 α,β-不饱和羰基化合物及其衍生物称为受 电体。常见的Michael 受电体有α,β-烯醛类、 α,β-烯酮类 、 α,β-烯腈类、 α,β-烯酯类、杂环类等。
• 应用特点 • 制备反式芳丙醛
• 制备手性b-羟基醛 有机小分子脯氨酸催化 直接 Aldol 反应
O
+
O H R'
Catalyst DMSO, RT
COOH N H
OH O R R'
R
R = Ar, < 78% ee; R = Alkyl, 99% ee, R = 4-NO2Ph, 78% ee
(40%)
苯环连在取代基多的C上
CH3 CH2 CHCH2 OH > CH3 CH2 CHCH2 OH
• (2)立体选择性 • 构型反转
二、 b-羰烷基化反应
Michael加成反应
反应机理:
O CH3 H O OH H + O O O CH3 O CH3 + CH2
δ δ δ
O
CH C CH3
碘番酸中间体
• ②催化剂的影响 • 相应羧酸的钾盐、钠盐;铯盐效果更好
第四节
a、b -环氧烷基化反应 (Darzens反应)
• 1. 反应通式
R2 (H)R R1 C=O + CH COOR3 X RONa (H)R R1 C O R2 C COOR3 + ROH + NaX
• 2. 反应机理
• 3. 影响因素
• (1)羰基化合物的结构。 Darzens反应中,脂肪 醛的收率不高,其它芳香醛、脂肪酮以及α,β不饱和酮等均可顺利进行反应。 • (2) α-卤代酸酯的结构。参加Darzens反应的 α-卤代酸酯除常用α-氯代酸酯外, α-卤代酮 、 α-卤代氰、 α-卤代亚砜、苄基卤化物等均 能发生类似反应,生成α,β-环氧烷基化合物。 此反应中由于α-卤代酸酯和催化剂均易水解,故 需在无水条件下进行。 • (3)催化剂 本反应常用的催化剂有醇钠、醇钾 、氨基钠等。醇钠最常用,叔丁醇钾效果最好。
• 二、 a-卤烷基化反应(Blanc反应)
影响因素
• 也可用ZnCl2(干)等Lewis酸。苯环上供电子基, 有利于反应进行。吸电子基不利于反应进行。
(87%)
引入-CH2Cl后,可进一步转化成其他官能团 并增长碳链。

三、a-氨烷基化反应
1、Mannich反应:有活泼氢的化合物(醛、酮 等) 与甲醛、胺进行缩合,H原子被a-氨甲基 取代称为 a-氨甲基化反应(Mannich反应)
(1)含有a-活泼氢的醛或酮的自身缩合
碱催化机理:
RCH2 C R' + B O
R CH2C R' + R CH O
R CH C R' O
R CH
C R' + BH O
δ
δ
δ C R'
O
R' R RCH2 C CH O C R' O
BH
R' R RCH2 C C OH H B C R' O
δ
O OH △ R' RCH2 CR' C C R + BH
反应机理
如:
抗胆碱药阿托品的中间体 (90%)
第二节 一
b-羟烷基、 b-羰烷基化反应
b-羟烷基化反应
1.反应通式:F-C反应
• 2. 反应机理
3.应用特点 • (1)区域选择性
+ CH3 CH2 CH O CH2 SnCl2 / CS2 -10 C
0
CH3 CH2 CH CH2 OH C6H5
• ③ 溶剂 本反应选择的溶剂也是很重要的, 使用非极性的非质子溶剂有利于反应的进 行,如苯、甲苯、DMF等,而使用质子溶 剂会抑制1,2-消除反应的发生。
2. 柏琴反应(Perkin反应) (1) 反应通式
• (2)反应机理
• (3)影响因素 • ①芳香醛结构影响 • 吸电子活性增强,给电子相反
第四章
缩合反应
Condensation Reaction
缩合反应: 两个分子作用,失去一个小分子,生成较大的分子。
本章讨论:
具有活泼氢的化合物与羰基化合物之间的缩合反应
第一节 a-羟烷基、卤烷基、氨烷基化反应
一、a-羟烷基化反应 1.羟醛缩合反应(Aldol缩合)
定义:含有α-H的醛或酮,在碱或酸的催化作用下生成 β羟基醛或β羟基酮的反应(醛、酮之间的缩合)
• 4. 应用特点
• 醛、酮同系化C+1
布洛芬的合成
(2)影响因素
• ① 催化剂的影响 本反应催化剂的性质是 很重要的,一般使用伯,仲,叔胺以及它们 相应铵盐,某些Lewis酸和叔胺的混合物, 如TiCl4/Et3N 。
• ②本反应的副产物是水,将水从反应混合 物中移除有利于平衡朝着生成物的方向移 动。添加分子筛,或其它的脱水剂通过共 沸精馏的方法脱除水。
例如:
O CHO + Br Zn CH2 COOC2H5 THF 00C O CH CH2 COOC2H5 OH (50%)
CH3 CHO + Br CH2 COOC2H5
Zn / (CH3O)3B / THF r. t.
OH CH3CH CH2 COOC2H5 (95%)
加入(CH3O)3B/THF可提高收率(如上)
CH2 OH
(45%)
2HCHO + CH3 CH2 CH2 CHO
CH3 CH2C CHO C(1) [H] (2) HCHO+NaOH

CH3 CH2
C
CH2 OH
CH2 OH
以碱催化剂为主,酸催化剂应用较少
三羟甲基丙烷
• (3)芳醛与a-活性氢的醛、酮的缩合
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