§2-7 1,3-,1,5-二羰基化合物的拆開[優(yōu)教課堂]

1、2-7 1,3-二羰基化合物的拆開二羰基化合物的拆開 1,5-二羰基化合物的拆開二羰基化合物的拆開 1課堂教育 1,3-二羰基化合物的拆開二羰基化合物的拆開 2課堂教育 結構通式結構通式 CCC OO 3課堂教育 一、一、 1,3-二羰基化合物的合成二羰基化合物的合成 1,3-二羰基化合物的制備，通常是用克萊森縮合反應。二羰基化合物的制備，通常是用克萊森縮合反應。 克萊森縮合反應（克萊森縮合反應（Claisen縮合反應）縮合反應）是指兩分子羧酸酯在強堿（如乙醇鈉）催化下，失是指兩分子羧酸酯在強堿（如乙醇鈉）催化下，失 去一分子醇而縮合為一分子去一分子醇而縮合為一分子-羰基羧酸酯的反應。羰基羧酸

2、酯的反應。 1、克萊森、克萊森酯縮合反應酯縮合反應 CH3COC2H5 O CH3COC2H5 O + C2H5ONa CH3-C-CH2-C-OC2H5 + C2H5OH OO 乙酰乙酸乙酯 例如：例如： 4課堂教育 CH3CO2Et NaOEt-CH2CO2Et CH3COEt O + -CH2CO2Et CH3-C-OEt O- CH2CO2Et CH3-C-OEt O- CH2CO2Et CH3CCH2COEt OO -OEt + 歷程歷程 5課堂教育 CH3CCH2COEt OO -OEt +CH3CCHCOEt OO - HOEt+ HAc CH3CCH2COEt OO CH3CH

3、2C-OC2H5 CH3CH2C-CH-COOC2H5C2H5OH O O O CH3 2 C2H5ONa + 6課堂教育 其它常用堿其它常用堿 NaH, NaNH2, LDA, Ph3CNa, t-BuOK （弱親核性強堿）（弱親核性強堿） 7課堂教育 2、交叉酯縮合、交叉酯縮合 H C O OC2H5 + CH 3CH2COOC2H5 C2H5ONa H C O CHCOOC2H5 CH3 C6H5CH2COOC2H5 C C O OC2H5 OC2H5 O + C2H5ONa C C O CHCOOC2H5 OC2H5 O C6H5 8課堂教育 3、Dieckmann 縮合（分子內酯縮合

4、）縮合（分子內酯縮合） n 對稱二羧酸酯的 對稱二羧酸酯的 Dieckmann 縮合縮合 CO2Et CO2Et CO2Et CO2Et CO2Et O CO2Et O NaOC2H5 CO2Et ONa H+ CO2Et ONa H+ （ 化化學學計計量量） NaOC2H5 CH2CH2CO2C2H5 N CH2CH2CO2H2H5 H3C HCl N CO2C2H5 O H3C H Cl NaOC2H5 （ 化化學學計計量量） （ 化化學學計計量量） 9課堂教育 n 不對稱二羧酸酯的 不對稱二羧酸酯的 Dieckmann 縮合縮合 CO2Et CO2Et CO2Et O NaOC2H5 R

5、 R CO2Et O R NaOC2H5 CO2Et O R NaOC2H5 10課堂教育 CO2C2H5 C2H5O2C CH3 CO2C2H5 NaH O CH3 C2H5O2C CO2C2H5 H+ CO2Et O R CO2Et CO2Et R COOEt O R 11課堂教育 EtOOC O R CO2Et O R OEt COEt O R OEt O C O R EtO O H C O R EtO O H COOEt O R OEt OEt OEt COOEt O R OEt OEt H 12課堂教育 CO2C2H5 O CO2C2H5 O CD3 13課堂教育 CO2C2H5 O

6、 CD3I / t-BuOK CO2C2H5 O D3C 烷烷基基化化 CO2C2H5 O CD3 重重排排 NaOC2H5 CO2C2H5 OK t-BuOK CD3I 14課堂教育 C O OC2H5RC O CH RCH2CO2C2H5 強強堿堿 RC O Cl R 或或 RC O ORC O 15課堂教育 CRCH O OC2H5 C O OC2H5CHR H BRC O L C O OC2H5RC O CH RL L C O OC2H5RC O CH R 16課堂教育 pKapKa HCH2CH3 HCH2CHCH2 HCH2 HCH2C N HCH2SCH3 O O 35 50 2

7、5 34 29 HCH2COC2H5 O HCH2CCH3 O HCH2C O HCH2N O O 20 16 10.2 24 17課堂教育 CH3-C-CH2-C-OC2H5 OO Na H2 Br2/CCl4 FeCl3 NaHSO3 NH2OH 硝基苯肼 2,4-= 黃 白（ ） （ ） 白（ ） 有活性氫 溴褪色（具雙鍵） 藍紫色（具烯醇結構） CH3-C-CH2-C-OC2H5 OO CH3-C=CH-C-OC2H5 OHO 酮式 烯醇式 室溫 (93%) (7%) 1、互變異構、互變異構 18課堂教育 CH3CCH2COEt OO CH3CH=CHCOEt OOH p-、 - 共軛

8、 CH3-C=CH-C-OC2H5 OH CH3C CH C OC2H5 OO H O 19課堂教育 酮式 烯醇式烯醇式含量 CH3-C-CH3CH2=C-CH3 OHO OOH CH3-C-CH2COOC2H5 OO H OC2H5CH3 O CH3-C-CH2-C-CH3 CH3-C=CH-C-CH3 OO OHO C6H5-C-CH2-C-CH3 C6H5-C=CH-C-CH3 OO OHO 2.4x10-4 2.0 x10-2 7.5 80 99 20課堂教育 2、亞甲基活潑氫的性質、亞甲基活潑氫的性質 （1）、酸性）、酸性 CH3C CH2C OC2H5 OO CH3C CH C O

9、C2H5 OO C2H5ONa NapKa =11 21課堂教育 （2）、鈉鹽的烷基化和?；⑩c鹽的烷基化和?；?CH3C CH C OC2H5 OO Na RX -NaX CH3C CH C OC2H5 OO R CH3C CH C OC2H5 OO R C2H5ONa CH3C C C OC2H5 OO R Na RX -NaX CH3C C C OC2H5 OO R R A、R最好用最好用1O，2O產量低，不能用產量低，不能用3O和乙烯式鹵代烴；和乙烯式鹵代烴； B、 二次引入時，第二次引入的二次引入時，第二次引入的R要比要比R活潑；活潑； C、RX也可是鹵代酸酯或鹵代酮。也可是鹵

10、代酸酯或鹵代酮。 CH3C CH C OC2H5 OO Na RCOX -NaX CH3C CH C OC2H5 OO COR 22課堂教育 3、酮式分解和酸式分解、酮式分解和酸式分解 （1）、）、酮式分解酮式分解 CH3C CH2C OC2H5 OO CH3C CH C OC2H5 OO R 稀NaOH CH3C CH3 O C2H5OH + CO2 CH3C CH C OC2H5 OO COR 稀 OH CH3C CH2R O C2H5OH + CO2 稀OH CH3C CH2 O C O RC2H5OH + CO2 23課堂教育 （2 2）、酸式分解）、酸式分解 CH3C CH2C OC

11、2H5 OO CH3C CH C OC2H5 OO R NaOH CH3COOH CH3C CH C OC2H5 OO COR OH OH 2 CH3COOH + RCH2COOH + C2H5OH CH3COOH + RCOCH2COOH+ C2H5OH + C2H5OH 濃 濃 濃 24課堂教育 二、二、 1,3-二羰基化合物的拆開二羰基化合物的拆開 【】例20 H2 CCO H CCO2C2H5 CH3 2 CH3CH2CO2C2H5 H3C CH3 O CO2C2H5 CH3 CO2C2H5 CO2C2H5 【】例21 不同酯間的縮合產物同樣能夠用切斷法對分子簡化。例如 根據該縮合反應

12、的特點，可以做如下切斷。 CCC OO C O OR CC O H 25課堂教育 b a H3CCH CO2C2H5 CO2C2H5 【】例22 a H3CCH CO2C2H5 CO2C2H5 H2C CO2C2H5 CO2C2H5 CH3Br + b H3CCH CO2C2H5 CO2C2H5 CH3CH2CO2C2H5 CO2C2H5 CO2C2H5 + 26課堂教育 a,b PhCH CO2C2H5 CO2C2H5 【】 例23 PhCH2CO2C2H5 CO2C2H5 CO2C2H5 + PhCH CO2C2H5 CO2C2H5 C6H5CH2CO2C2H5 + CO2C2H5 CO2

13、C2H5 C2H5ONa C6H5CHCO2C2H5 COCO2C2H5 +C2H5OH C6H5CHCO2C2H5 CO2C2H5 + CO 80%85% 切斷a法 合成 三、三、 1,3-二羰基化合物的合成舉例二羰基化合物的合成舉例 27課堂教育 PhCH2CO2C2H5+ PhCH CO2C2H5 CO2C2H5 C2H5OCOC2H5 O PhCH2CO2C2H5+ C2H5OCOC2H5 O C2H5ONa PhCH CO2C2H5 CO2C2H5 +C2H5OH 86% 切斷b法 合成 28課堂教育 O O C2H5O2C C2H5O2C 4,5-二氧代環(huán)戊烷-1,3-二羧酸二乙酯

14、 【】 例24 O O C2H5O2C C2H5O2C CO2C2H5 CO2C2H5 CO2C2H5 CO2C2H5 + 29課堂教育 O O CO2HHO2C 最初從草本植物白屈菜中分離出來的白屈菜酸 【】例25 O O CO2HHO2C O CO2HHO2C HOOH CH3COCH3HO2COH O HO2COH O + + 切斷切斷 30課堂教育 O O CO2HHO2C O + OC2H5 C2H5O2COCO2C2H5 OC2H5 O H3CCH3 O + C2H5ONa OO H2O HCl C2H5O2CCO2C2H5 76%79% 合成：丙酮不能與草酸縮合，但草酸二乙酯卻能

15、與丙酮發(fā)生合成：丙酮不能與草酸縮合，但草酸二乙酯卻能與丙酮發(fā)生 Claisen反應反應,反應如下反應如下 31課堂教育 3-甲基色酮 O O Me 【】例26 + HCO2Et O O Me OH O Me OH OH O Me H O OH O Me NaH + H2O+HCO2Et OH O Me ONa O Me ONa O O Me 切斷 合成 32課堂教育 1,5-二羰基化合物的拆開二羰基化合物的拆開 33課堂教育 結構通式結構通式 CC O CCC O 34課堂教育 一、一、1,5-二羰基化合物的合成二羰基化合物的合成 C CC OHC+ 共軛加成 CCC C OHCCH C C

16、加成物 O 麥克爾（麥克爾（Michacl,1853年）年） 縮合，也稱縮合，也稱Michael反應，是合成反應，是合成1,5-二羰基化合物的重要反應。二羰基化合物的重要反應。 含活潑亞甲基化合物，如含活潑亞甲基化合物，如CH2(COOC2H5)2、C6H5CH2CN、RCH2NO2等，在強堿（如等，在強堿（如 NaOH、C2H5ONa）作用下與）作用下與、-不飽和醛酮發(fā)生不飽和醛酮發(fā)生1,4-加成反應加成反應稱為麥克爾反應。稱為麥克爾反應。可用可用 通式表示如下通式表示如下 35課堂教育 反應特點反應特點 催化劑催化劑: 強堿強堿 產產 物物: 1,5二羰基化合物二羰基化合物 過過 程：程：

17、1,4-加成（表面上若加成（表面上若3.4-加成）加成） 反應物反應物: 有活性亞甲基化合物有活性亞甲基化合物 、-不飽和醛酮、酯、腈等不飽和醛酮、酯、腈等 36課堂教育 O CH3 OCH3 O t-BuOK O CH3 CO2CH3 C2H5O2C C2H5O2C CO2C2H5 Ph NaOEt + CO2C2H5 Ph C2H5O2C CH2 C2H5O2C + CH CN CONH2 PhCH2 CN + NH3(l) C CN CONH2 PhCH2CH2CH2CN 37課堂教育 H3CC CH2 C2H5O2C O CO2C2H5 NaOEt + H3CC CH C2H5O2C

18、O CO2C2H5 H3CO2C CH3CCH2CO2C2H5 O R4N OH H3CO2C CH H3COC C2H5O2C H3CO H3CO H3CO O CN CN H3CO H3CO H3CO O t-BuOK + + 38課堂教育 二、二、1,5-二羰基化合物的拆開二羰基化合物的拆開 O Ph Ph CHO + O Ph Ph CHO 1 2 3 4 5 EtO Ph CHO O Ph O Ph Ph CHO CH3CHO Ph Ph O 1 2 3 4 5 a b + + disa disb CC O CCC O C H C O CC O C 拆開拆開 例如：例如： 39課堂教

19、育 H3C H3C O O 【例例1】 合成合成5,5-二甲基二甲基-1,3-環(huán)己二酮環(huán)己二酮 三、三、1,5-二羰基化合物的合成二羰基化合物的合成 40課堂教育 CH3 O O OEt a b O O CH3 O O H3C H3C OEt + H3C O OEt H3C O CH3 2 a b CH3 O + H3C O CH3 + H3C O OEt O H3C H3C OEt H3C O CH3 41課堂教育 CH3 O O OEt a b CH3 O O OEt 1 2 3 4 5 EtO2C CH3 O O OEt 1 2 3 4 5 EtO2CCH3C2H5O OO 1 2 OC

20、2H5 O 3 4 5 H3C H3C CH3 O C2H5OOC2H5 OO 4 5 3 2 1 CH3 H3C 42課堂教育 H3C O CH3 2 OH CH3 O H3C H3C OH CH3 O H3C H3C NaOEt CH3 O O H3C H3C OEt EtO2C CH2(CO2Et)2 O O H3C H3C EtO2C NaOEt OH 稀稀H+ O O H3C H3C I2 43課堂教育 CH3H3C CH3O COOC2H5 COOC2H5 NaOC2H5 O O C2H5O2C H3C H3C Na+ + C2H5OH, 回流 H3C H3C O O H3C H3

21、C OH OH 67%85% H3O+, CO2 KOH, H2O 合成合成 44課堂教育 O H3C H3C H3C O BrCH2 O OEt CH3 O O H3C H3C EtO2C OH稀稀H+ O O H3C H3C BrZnCH2 O OEt Zn O H3C H3C OEt O H3C H3C OEt OH CO2Et NaOEt OEt CO2Et O O H3C H3C Al2O3 NaOEt 45課堂教育 n 例 例 2： 3-異丙基異丙基-2 -環(huán)己烯酮的合成環(huán)己烯酮的合成 O 46課堂教育 O O O a b a O + O b H3C O CH3 O + 47課堂教

22、育 O O O a O O EtO2C O + O EtO2C O O EtO2C O CH3 EtO2C O + b 48課堂教育 H3C O CH3 CH3 C O OEtEtO OEt O EtO2C CH3 CH3 O CH3 OEt Me3N 49課堂教育 H2SO4 CH3 CH3 O O CH3 CH3 O CH3 O CH3 CH3 O CH3 EtO2C 主要產物主要產物 50課堂教育 CO2Et O H2CCHCCH2CH3 NaOEt / HOEt CO2Et O CH3 H3CO2C OCH3 OCH3 OCH3 OCH3 H3CO2C O CH3 O NaOCH3 O

23、CH3 OCH3 H3CO2C CH3 O H2O / H+ CHO H3CO2CCH3 O CH3CH2CO2CH3 NaOCH3 O (1) (2) 51課堂教育 CH3 O 【例3】 合成（10-甲基-1,9,3,4-六氫-2-萘酮） CH3 O O CH3 O CH3 CH3 OO H3C + CH3 O CH3 O NaH (C2H5)2O CH3 O Na+ O CH3 (C2H5)2O O O CH3 CH3 52課堂教育 【例例4】 合成合成1,4-二苯基二苯基-2,6-二氧代哌啶二氧代哌啶-3-羧酸乙酯。羧酸乙酯。 N Ph CO2C2H5 Ph OO N Ph CO2C2H

24、5 Ph NH2 Ph CO2C2H5 Ph H5C2O2CCO2C2H5 + CO2Et Ph + CO2Et CO2Et PhCHO + CH3CO2Et OO 53課堂教育 N Ph CO2Et Ph OO Ph CO2Et EtO2C CO2EtCO2Et Ph PhCHO CH2(COOH)2等 EtOH等 PhNH2 CH2(COOEt)2 EtO 具有活潑氫的化合物、甲醛、胺同時縮合，活潑氫被氨甲基或取代氨甲基取代的反應，具有活潑氫的化合物、甲醛、胺同時縮合，活潑氫被氨甲基或取代氨甲基取代的反應， 稱為曼尼希稱為曼尼希 (Mannich, C.)反應，生成的產物稱為曼氏堿。反應，

25、生成的產物稱為曼氏堿。 54課堂教育 RCCH2 O R +CH2O R N R H + RCCH O R CH2 R N R H RCCHR O H H RCCHR OH H RCCHR OH 55課堂教育 H2O HCH O H HCH OH R N R H H2C OH R NR H H2C OH2 R NRH2C R N R RCCHR OHH2C R N R RCCH OH CH2 R N R H R RCCH O CH2 R N R R 56課堂教育 1. 具有具有-H的醛、酮、酸、酯、硝基化合物、腈、末端炔烴、含有活潑氫的芳香環(huán)系化合物。的醛、酮、酸、酯、硝基化合物、腈、末端炔烴

26、、含有活潑氫的芳香環(huán)系化合物。 2. 二級胺。二級胺。 使用原料的范圍使用原料的范圍 57課堂教育 + PhCCH3 O CH2O(CH3)2NH2+ PhCCH2 O CH2CH3N CH3 H Cl Cl O KH OK H2CN(CH3)2 O CH2N(CH3)2 CH2O + HN(CH3)2 58課堂教育 C2H5O2C CO2C2H5 O C2H5C2H5 + 2 CH2ONH2H3C H C2H5O2CCO2C2H5 O C2H5C2H5 H2C NHCH3 C2H5O2CCO2C2H5 O C2H5 C2H5 N CH3 CH2O H 59課堂教育 RCC O CH R N

27、R R RCC O H+CHO R R N R H + + O CH2 N O HN +CH2O H 60課堂教育 O CH3 CH2O + (CH3)2NH+ HCl, H2O O CH3 CH2N(CH3)2 O CH3 (CH3)2NCH2 67 % + 33 % 注注：不不對稱酮反應時，亞甲基比甲基優(yōu)先反應。對稱酮反應時，亞甲基比甲基優(yōu)先反應。 61課堂教育 ONH3C O 20 步 Tropinone Tropinone CHO CHO ONH2H3C COOH COOH + O NH3C COOH COOH H+ 62課堂教育 RCC O H CH R N R RCC O C RC

28、C O H CH R NR CH3 I 堿堿， CH3I Hofmann消除 H 63課堂教育 H3C C O CH3 +CH2O+ H+ H3C C C H2 H2 C O N(CH3)2 H (1) 堿 HN(CH3)2 H3C C CHCH2 O H3C C CHCH2 O H3C C O CH3 +CH2O OH 64課堂教育 O CN O CN + 共共軛軛加加成成 +CH2O O N(CH3)2 O HN(CH3)2+ O CN 65課堂教育 OHO + CH2O + N H H+ OH CH2N （）：在芳、雜環(huán)上引入氨甲基）：在芳、雜環(huán)上引入氨甲基 66課堂教育 N H N + CH2O + HN(CH3)2 N H CH2N(CH3)2 H2O HAc 95 % 草綠堿草綠堿 67課堂教育 （）：）： 制備雜環(huán)化合物制備雜環(huán)化合物 CH2 CH CH2 CH2 CH CH2 NCH3C=O CH3 N O 68課堂教育 O O OH HO O O O OH H O O 69課堂教育 O O H2C O O H O O O O HHO HO O OH 70課堂教育 O 2 O O PhCCH2R O +PhCCCO2