9-2第九章 羰基α–取代反應(yīng)和縮合反應(yīng)[教資優(yōu)擇]

1、第九章第九章 羰基羰基取代反應(yīng)和縮合反應(yīng)取代反應(yīng)和縮合反應(yīng) Reaction at the Reaction at the a a - Carbon of - Carbon of Carbonyl CompoundsCarbonyl Compounds 1教資借鑒 羰基化合物的結(jié)構(gòu)與反應(yīng)特征羰基化合物的結(jié)構(gòu)與反應(yīng)特征 羰基化合物的結(jié)構(gòu)特征之一：羰基化合物的結(jié)構(gòu)特征之一： 羰基羰基C=O，可以，可以接受親核試劑的進(jìn)攻接受親核試劑的進(jìn)攻，發(fā)，發(fā) 生親核加成反應(yīng)、親核取代反應(yīng)。生親核加成反應(yīng)、親核取代反應(yīng)。 C OC OE Nu NuE C O H2NY C N Y C O Ph3P C C R1

2、R2 CR1R2 C O Y Nu C O Nu + Y 2教資借鑒 羰基化合物的結(jié)構(gòu)與反應(yīng)特征羰基化合物的結(jié)構(gòu)與反應(yīng)特征 羰基化合物的結(jié)構(gòu)特征之二：羰基化合物的結(jié)構(gòu)特征之二： 羰基羰基C=O的吸電子作用使得的吸電子作用使得a a-H具有明顯具有明顯 的酸性，在堿性條件下可以離解，生成的酸性，在堿性條件下可以離解，生成烯醇烯醇 負(fù)離子，從而成為親核試劑，負(fù)離子，從而成為親核試劑，進(jìn)攻羰基碳或進(jìn)攻羰基碳或 鹵代烴，發(fā)生親核加成反應(yīng)、親核取代反應(yīng)。鹵代烴，發(fā)生親核加成反應(yīng)、親核取代反應(yīng)。 烯醇負(fù)離子由于羰基的共軛作用得以穩(wěn)定烯醇負(fù)離子由于羰基的共軛作用得以穩(wěn)定 C H C O BH2 CC O C

3、C O 烯醇負(fù)離子 3教資借鑒 羰基化合物的結(jié)構(gòu)與反應(yīng)特征羰基化合物的結(jié)構(gòu)與反應(yīng)特征 烯醇中的烯醇中的C-C雙鍵接受親電試劑進(jìn)攻雙鍵接受親電試劑進(jìn)攻，發(fā)生，發(fā)生a a 鹵代反應(yīng)；鹵代反應(yīng)； 醛酮、羧酸和酰鹵可以發(fā)生該反應(yīng)醛酮、羧酸和酰鹵可以發(fā)生該反應(yīng) 烯醇負(fù)離子作為親核試劑，烯醇負(fù)離子作為親核試劑，進(jìn)攻鹵代烴的缺電子碳，則進(jìn)攻鹵代烴的缺電子碳，則 發(fā)生親核取代反應(yīng)；進(jìn)攻羰基碳則發(fā)生親核加成反應(yīng)；發(fā)生親核取代反應(yīng)；進(jìn)攻羰基碳則發(fā)生親核加成反應(yīng)； CC O CC O C O C OH C C O 烯醇負(fù)離子 R-Cl CC O R 親核取代 親核加成 -羥基酮 烷基化反應(yīng) Aldol-反應(yīng) 羥醛反

4、應(yīng) X-X C C X O 親電取代 a a 鹵代反應(yīng) 4教資借鑒 一、一、a a - 氫的酸性與氫的酸性與烯醇、烯醇負(fù)離子的形成烯醇、烯醇負(fù)離子的形成 二、二、 a a-鹵代反應(yīng)鹵代反應(yīng) 三、三、 Aldol加成和加成和Aldol縮合縮合 四、酮和酯的烷基化反應(yīng)四、酮和酯的烷基化反應(yīng) 五、五、 a a, - 不飽和羰基化合物的親核加成不飽和羰基化合物的親核加成 六、酮和酯的?；磻?yīng)六、酮和酯的?；磻?yīng) 七、七、 - 二羰基化合物的反應(yīng)與應(yīng)用二羰基化合物的反應(yīng)與應(yīng)用 八、其他縮合反應(yīng)八、其他縮合反應(yīng) 本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容 5教資借鑒 一、一、a a - 氫酸性與烯醇、烯醇負(fù)離子形成氫酸

5、性與烯醇、烯醇負(fù)離子形成 1、Acidity of a a-Hydrogens of Carbonyl Compounds 醇醇ROH的的pKa約為約為1518， 的的pKa 為為25 醛酮醛酮RCH2COR羰基羰基a a-H的的pKa約為約為1620 酯酯RCH2COOR羰基羰基a a-H的的pKa 為為25 可見在適當(dāng)?shù)膲A作用下，醛酮羰基的可見在適當(dāng)?shù)膲A作用下，醛酮羰基的a a-H可以可以 離解，而形成碳負(fù)離子離解，而形成碳負(fù)離子 常用堿有：常用堿有： OH-，EtONa，t-BuOK，(i-Pro)2NHLi（LDA），）， PhLi等（等（RNH2 的的pKa 為為35，PhH的的pK

6、a 為為44 ， 水的水的pKa 為為15 ） RC CH 6教資借鑒 2、Formation of Enolate 烯醇負(fù)離子由于羰基的共軛作用得以穩(wěn)定烯醇負(fù)離子由于羰基的共軛作用得以穩(wěn)定 弱堿如弱堿如NaOH，RONa作用下，反應(yīng)只能達(dá)到一定的平衡作用下，反應(yīng)只能達(dá)到一定的平衡 強(qiáng)堿如強(qiáng)堿如LDA作用下，可以定量地轉(zhuǎn)化為烯醇負(fù)離子作用下，可以定量地轉(zhuǎn)化為烯醇負(fù)離子 C H C O BH2 CC O CC O 烯醇負(fù)離子 O + pKa=17 LiN CH(CH3)2 CH(CH3)2 OLi + 100% HN CH(CH3)2 CH(CH3)2 pKa=35 O + OH O + H2O

7、 RCOCH2R RCOCH3 堿催化下堿催化下 得多鹵代物得多鹵代物 RCOCH3 and RCH(OH)CH3發(fā)生發(fā)生鹵仿反應(yīng)鹵仿反應(yīng) 反應(yīng)性：反應(yīng)性： RCOCH3 RCOCH2R RCOCHR2 二、二、a a 鹵代反應(yīng)鹵代反應(yīng) 19教資借鑒 （1）Aldehyde and ketone 酸催化機(jī)理：酸催化機(jī)理： 比較比較I和和II，由于鹵素的吸電子作用，由于鹵素的吸電子作用，II中羰基氧上的電中羰基氧上的電 子云密度降低，因此質(zhì)子化能力降低，反應(yīng)多停留在子云密度降低，因此質(zhì)子化能力降低，反應(yīng)多停留在 一鹵代階段一鹵代階段 二、二、a a 鹵代反應(yīng)鹵代反應(yīng) C O C H C OH C

8、 H C OH C X C O C X 慢 C OH C 快 XX H H 質(zhì)子化相對(duì)容易質(zhì)子化相對(duì)容易 20教資借鑒 （1）Aldehyde and ketone 二、二、a a 鹵代反應(yīng)鹵代反應(yīng) 21教資借鑒 （1）Aldehyde and ketone 堿催化機(jī)理：堿催化機(jī)理： 比較比較I和和II，由于鹵素的吸電子作用，由于鹵素的吸電子作用，II中連鹵素碳上氫中連鹵素碳上氫 的酸性增強(qiáng)，更容易形成烯醇負(fù)離子，反應(yīng)難以停留的酸性增強(qiáng)，更容易形成烯醇負(fù)離子，反應(yīng)難以停留 在一鹵代階段，將進(jìn)一步發(fā)生多鹵代反應(yīng)。在一鹵代階段，將進(jìn)一步發(fā)生多鹵代反應(yīng)。 如果原料是甲基酮，則將發(fā)生進(jìn)一步反應(yīng)，并斷鍵

9、生成如果原料是甲基酮，則將發(fā)生進(jìn)一步反應(yīng)，并斷鍵生成 鹵仿。鹵仿。 二、二、a a 鹵代反應(yīng)鹵代反應(yīng) H3C C O CH2 H 慢 OH H3C C O CH3 H3C C O CH2 X-X H3C C O CH2X -X 22教資借鑒 （1）Aldehyde and ketone 二、二、a a 鹵代反應(yīng)鹵代反應(yīng) H3C C O CHX H OH H3C C O CHXH3C C O CHX -X X-X H3C C O CHX2 OH H3C C O CX2 H3C C O CX2 -X X-X H3C C O CX3 OH H3C C O OH CX3 H3C C O OH+ H3C

10、 C O O + CHX3 如果是CHI3,則出現(xiàn)黃色沉淀 CX3 23教資借鑒 H3C C O CI3 OH H3C C O OH CI3H3C C O OH+ H3C C O O+CHI3 CI3 (yellow) 碘仿反應(yīng)：用于鑒別甲基酮和能氧化為甲基酮的醇碘仿反應(yīng)：用于鑒別甲基酮和能氧化為甲基酮的醇 二、二、a a 鹵代反應(yīng)鹵代反應(yīng) （1）Aldehyde and ketone 思考題：舉例說明能氧化為甲基酮的醇有哪些？思考題：舉例說明能氧化為甲基酮的醇有哪些？ 24教資借鑒 例題與習(xí)題例題與習(xí)題 完成下列反應(yīng)完成下列反應(yīng) 二、二、a a 鹵代反應(yīng)鹵代反應(yīng) CH3CH2CCH3 O H

11、2O, HOAc CH3CH2CH2CHCH3 OH I2 ( excess) NaOH (CH3)3CCCH3 O Br2 ( excess) NaOH O CH2CH3 Br2 ( 2 mol ) NaOH Cl2 ( 1 mol ) CH3CHCCH3 O Cl CH3CH2CH2COOH + CHI3 (CH3)3CCOOH + CHBr3 O CH2CH3 Br Br 25教資借鑒 二、二、a a 鹵代反應(yīng)鹵代反應(yīng) (2) 羧酸及酰鹵羧酸及酰鹵 Hell-Volhard-Zelinski reaction (HVZ reaction) 26教資借鑒 例題與習(xí)題例題與習(xí)題 完成下列反應(yīng)

12、完成下列反應(yīng) 二、二、a a 鹵代反應(yīng)鹵代反應(yīng) COOH SOCl2 (CH3)2CHCH2COOH PBr3 (CH3)CHCH2COOH Br2 P(cat.) EtOH EtOH H+ EtOH COCl (CH3)2CHCH2COBr (CH3)CHCHCOOH Br COOEt (CH3)2CHCH2COOEt (CH3)CHCHCOOEt Br 27教資借鑒 三、三、Aldol加成和加成和Aldol縮合縮合 1. Aldol addition and aldol condensation RCH2CR RCHCR OO a nucleophilean electrophile Al

13、dol addition Aldol condensation -hydroxyaldehyde -hydroxyketone a a, , -unsaturated aldehyde a a, , -unsaturated ketone 28教資借鑒 1. Aldol addition and aldol condensation 三、三、Aldol加成和加成和Aldol縮合縮合 29教資借鑒 Aldol condensation 1. Aldol addition and aldol condensation 三、三、Aldol加成和加成和Aldol縮合縮合 30教資借鑒 Mechanis

14、m for the aldol addtion 1. Aldol addition and aldol condensation 三、三、Aldol加成和加成和Aldol縮合縮合 31教資借鑒 例題與習(xí)題例題與習(xí)題 請(qǐng)寫出下列反應(yīng)的產(chǎn)物請(qǐng)寫出下列反應(yīng)的產(chǎn)物 1. Aldol addition and aldol condensation 三、三、Aldol加成和加成和Aldol縮合縮合 CHO OH- CHO O H OH CHO CHO + H3CC O EtONa 200C CH CHCO OH- CHO CHOCHO OH 32教資借鑒 2. The mixed aldol additi

15、on When one of the aldehyde or ketone has no a a-H, and with one excess starting material, one product could be mainly obtained. 三、三、Aldol加成和加成和Aldol縮合縮合 33教資借鑒 2. The mixed aldol addition 三、三、Aldol加成和加成和Aldol縮合縮合 如果兩個(gè)反應(yīng)物都具如果兩個(gè)反應(yīng)物都具 有有a a-H，則將，則將 得到四個(gè)產(chǎn)物得到四個(gè)產(chǎn)物 34教資借鑒 2. The mixed aldol addition How t

16、o get the desired product? 采用強(qiáng)堿采用強(qiáng)堿LDA與一個(gè)醛或酮反應(yīng)，使之定量地轉(zhuǎn)化為與一個(gè)醛或酮反應(yīng)，使之定量地轉(zhuǎn)化為 烯醇負(fù)離子，然后再向該體系中加入另一個(gè)醛或酮，烯醇負(fù)離子，然后再向該體系中加入另一個(gè)醛或酮， 則可以得到單一產(chǎn)物。則可以得到單一產(chǎn)物。 三、三、Aldol加成和加成和Aldol縮合縮合 35教資借鑒 3. Intramolecular aldol addition to form cyclic -hydroxyketone or a, a, unsaturatd ketone 三、三、Aldol加成和加成和Aldol縮合縮合 36教資借鑒 3. In

17、tramolecular aldol addition 三、三、Aldol加成和加成和Aldol縮合縮合 37教資借鑒 3. Intramolecular aldol addition 三、三、Aldol加成和加成和Aldol縮合縮合 38教資借鑒 三、三、Aldol加成和加成和Aldol縮合縮合 例題與習(xí)題例題與習(xí)題 完成下列反應(yīng)完成下列反應(yīng) CH3CH=CHCHO EtONa O CHO + O NaOH H2O O CHO NaOH H2O CH3CCH2CH2CHO O OH- CHO+ CH3NO2 OH- CH2CH=CHCHO CH3CH=CHCHO CH3CH=CHCH=CH-

18、CH=CHCHO O O O O O 12345 CH2CCH2CH2CHO O O OH 1 45 CH=CHNO2 39教資借鑒 三、三、Aldol加成和加成和Aldol縮合縮合 例題與習(xí)題例題與習(xí)題 完成下列反應(yīng)完成下列反應(yīng) O CH3 COCH3 K2CO3 O + 4 HCHO OH- O LDA (CH3)2CHCHO O CHCH(CH3)2 OH CH2OH CH2OH HOH2C HOH2C O OH H3C O 40教資借鑒 例題與習(xí)題例題與習(xí)題 試用合適的原料合成下列化合物試用合適的原料合成下列化合物 HOOH OH (1)(2) CHO OH (2) CHO OH 2

19、(CH3)2CHCHO HOOH OH (1) CH3CH2CHO + 2 HCHO 41教資借鑒 例題與習(xí)題例題與習(xí)題 從指定原料出發(fā)，如何完成下列轉(zhuǎn)化？從指定原料出發(fā)，如何完成下列轉(zhuǎn)化？ CH3COCH3C CHCOOH H3C H3C O O COOH COOH (1)(2) C CHCOCH3 H3C H3C O O I I 思考題：思考題： 不使用上述途徑，如何用不多于四個(gè)碳的原料合成上不使用上述途徑，如何用不多于四個(gè)碳的原料合成上 述兩個(gè)化合物？述兩個(gè)化合物？ 42教資借鑒 4. Biological aldol reaction 三、三、Aldol加成和加成和Aldol縮合縮合

20、43教資借鑒 四、酮和酯的烷基化反應(yīng)四、酮和酯的烷基化反應(yīng) 1. 通過通過enolate 44教資借鑒 2. 通過通過enamine 兩種方法比較兩種方法比較 通過通過enolate的方法，還會(huì)得到的方法，還會(huì)得到二烷基化和氧烷基化二烷基化和氧烷基化的產(chǎn)物的產(chǎn)物 通過通過enamine的方法，只得到的方法，只得到單烷基化單烷基化的產(chǎn)物，合成上更有用。的產(chǎn)物，合成上更有用。 四、酮和酯的烷基化反應(yīng)四、酮和酯的烷基化反應(yīng) 45教資借鑒 兩種方法比較兩種方法比較 四、酮和酯的烷基化反應(yīng)四、酮和酯的烷基化反應(yīng) 46教資借鑒 五、五、a a, , - - 不飽和羰基的親核加成不飽和羰基的親核加成 1.

21、Michael addition It is the addition of a a, a, -unsaturated carbonyl compound with an enolate as a nucleophile 1, 4 addition to form 1, 5-dicarbonyl compounds C C C O a a, -不飽和酮 CC O 共軛加成 Michael 加成 C C O O H 1, 5-二羰基化合物 BH C C C O CC O 47教資借鑒 五、五、a a, , - - 不飽和羰基的親核加成不飽和羰基的親核加成 1. Michael addition

22、It is the addition of a a, a, -unsaturated carbonyl compound with an enolate as a nucleophile 1, 4 addition to form 1, 5-dicarbonyl compounds e.g. O + CH2=CHCOOCH3 EtONa O CH2CH2COOCH3 48教資借鑒 五、五、a a, , - - 不飽和羰基的親核加成不飽和羰基的親核加成 1. Michael addition the nucleophile can be an enolate generated from com

23、pounds other than aldehydes or ketones it can be an ester, a nitro-compound, or a nitrile e.g. CH3CH2NO2+CH2=CHCOCH3 CH3ONa CH3CHCH2CH2COCH3 NO2 CH2COOCH3 +CH2=CHCOOCH3 CH3ONa CHCH2CH2COOCH3 COOCH3 49教資借鑒 五、五、a a, , - - 不飽和羰基的親核加成不飽和羰基的親核加成 1. Michael addition The best nucleophile are: -diketones, -

24、diesters, -keto esters, -keto nitriles 50教資借鑒 51教資借鑒 五、五、a a, , - - 不飽和羰基的親核加成不飽和羰基的親核加成 1. Michael addition More examples: 52教資借鑒 五、五、a a, , - - 不飽和羰基的親核加成不飽和羰基的親核加成 1. Michael addition Questions: Please write out the main products: (1)2CH3CCH=CH2 O OO + t-BuOK THF (2)(CH3)2C=CHCCH=C(CH3)2 O NaOH O

25、 O CH2CH2COCH3 CH2CH2COCH3 C=CHCCH=C CH3 CH2 H3C H3C O 1 23456 O 45 6 1 2 3 H3C H3CCH3 53教資借鑒 五、五、a a, , - - 不飽和羰基的親核加成不飽和羰基的親核加成 1. Michael addition Questions: What reagents would you use to prepare the following compounds? O 1 2 3 H2C COOCH3 COOCH3 4 5 + O CH COOCH3 COOCH3 (1) (2) CH3CCH2CH2CH(COC

26、H2CH3)2 OO 12 34 5 12345 CH3CCH=CH2 O 1 2 3 CH2(COCH2CH3)2 45 O + 54教資借鑒 五、五、a a, , - - 不飽和羰基的親核加成不飽和羰基的親核加成 2. Stork enamine reaction Enamines can be used in place of enolates in Micheal reactions. 55教資借鑒 五、五、a a, , - - 不飽和羰基的親核加成不飽和羰基的親核加成 3. The Robinson annulation (環(huán)合環(huán)合) 1,5-diketones can underg

27、o an intramolecular aldol addition to form cyclic -hydroxyketones or a a, , - unsaturated ketones O O O 加成-縮合 Robinson成環(huán) C C O O H 1, 5-二羰基化合物 :B- 56教資借鑒 五、五、a a, , - - 不飽和羰基的親核加成不飽和羰基的親核加成 3. The Robinson annulation (環(huán)合環(huán)合) e.g. (1)CH3CCH=CH2 O O O + t-BuOK THF O O CH2CH2COCH3 NaOH H2O O OH O O O 57

28、教資借鑒 五、五、a a, , - - 不飽和羰基的親核加成不飽和羰基的親核加成 3. The Robinson annulation (環(huán)合環(huán)合) e.g. (1)CH3CCH=CH2 O O O + t-BuOK THF CH3 O O CH2CH2COCH3 NaOH H2O CH3 O OH O O O CH3 CH3 58教資借鑒 五、五、a a, , - - 不飽和羰基的親核加成不飽和羰基的親核加成 3. The Robinson annulation (環(huán)合環(huán)合) e.g. (1)CH3CCH=CH2 O O + CH3ONaCH3 O CH3 CH2CH2COCH3 NaOH

29、H2O CH3 OH O CH3 O 59教資借鑒 五、五、a a, , - - 不飽和羰基的親核加成不飽和羰基的親核加成 3. Robinson annulation (環(huán)合環(huán)合) Applied in synthesis 60教資借鑒 五、五、a a, , - - 不飽和羰基的親核加成不飽和羰基的親核加成 3. Robinson annulation (環(huán)合環(huán)合) Applied in synthesis e.g. O COOC2H5 O CH3 COOC2H5 O CH3 COOC2H5 O O + 61教資借鑒 五、五、a a, , - - 不飽和羰基的親核加成不飽和羰基的親核加成 3

30、. Robinson annulation (環(huán)合環(huán)合) Applied in synthesis e.g. O CH2Ph O CH2Ph O O O CH2Ph+ A B O CH2Ph O + ? ? 62教資借鑒 六、酮和酯的酰基化反應(yīng)六、酮和酯的?；磻?yīng) 1. Claisen condensation acylation of esters, to give -keto ester -keto ester 63教資借鑒 六、酮和酯的酰基化反應(yīng)六、酮和酯的?；磻?yīng) 1. Claisen condensation comparison of aldol reaction with C

31、laisen condensation the reaction is reversible 64教資借鑒 1. Claisen condensation With a sodium alkoxide as a base, a successful Claisen condensation requires an ester with two a a-hydrogens and an equivalent amount of base rather than a catalytic amount of base. 六、酮和酯的酰基化反應(yīng)六、酮和酯的酰基化反應(yīng) irreversible the

32、hydrogen is necessary an equivalent amount of base is necessary 65教資借鑒 六、酮和酯的?；磻?yīng)六、酮和酯的?；磻?yīng) 1. Claisen condensation for an ester with only one a a-H, stronger base like LDA, or sodium trityl（三苯甲基鈉）（三苯甲基鈉） should be used as base，the pKa value of tritane（三苯甲烷）（三苯甲烷）is about 31.5 (CH3)2CHCOOC2H5 + (C

33、6H5)3C- Na+ Et2O (CH3)2C- COOC2H5 + (C6H5)3CH Na+ pKa 31.5pKa 25irreversible (CH3)2CH C OC2H5 O + -C COOC2H5 CH3 CH3 (CH3)2CH C O C CH3 CH3 COOC2H5+ C2H5O- (CH3)2CH C O C CH3 CH3 COOC2H5+ (C6H5)3C- Na+(CH3)2C-C O C CH3 COOC2H5 CH3 Na+ (C6H5)3CH+ 66教資借鑒 六、酮和酯的酰基化反應(yīng)六、酮和酯的?；磻?yīng) 1. Claisen condensation

34、NaH and KH are common bases used in Claisen condensation. ethane formed in the reaction may react with NaH, enforcing the equilibrium to move to the product side. 2CH3COOC2H5 NaH CH3COC-HCOOC2H5 + C2H5OH Na+ C2H5OH + NaH C2H5O- + H2 67教資借鑒 六、酮和酯的?；磻?yīng)六、酮和酯的?；磻?yīng) 1. Claisen condensation Claisen conde

35、nsation is reversible. With a catalytic amount of base, a -diketone can decompose to the starting ester. (CH3)2CH C O C CH3 CH3 COOC2H5 C2H5ONa(cat. amount) 2CH3COOC2H5 2(CH3)2CHCOOC2H5 C2H5OH CH3COCH2COOC2H5 C2H5ONa(cat. amount) C2H5OH, 1800C 68教資借鑒 六、酮和酯的?；磻?yīng)六、酮和酯的?；磻?yīng) 1. Claisen condensation 例題

36、與習(xí)題例題與習(xí)題 完成下列反應(yīng)，寫出主要產(chǎn)物完成下列反應(yīng)，寫出主要產(chǎn)物 2CH3CH2CH2COOC2H5 + Na + C2H5OH ( 少量 ) 2CH3CH2CHCOOC2H5 + C6H5C- Na+ CH3 CH3CH2CH2COCHCOOC2H5 CH2CH3 CH3CH2CH CH3 C O C CH2CH3 CH3 COOC2H5 69教資借鑒 六、酮和酯的?；磻?yīng)六、酮和酯的?；磻?yīng) 1. Claisen condensation 例題與習(xí)題例題與習(xí)題 完成下列反應(yīng)，寫出主要產(chǎn)物完成下列反應(yīng)，寫出主要產(chǎn)物 C2H5ONa(cat. amount) C2H5OH CH3CO

37、CHCOOC2H5 CH3 O COOC2H5 C2H5ONa(cat. amount) C2H5OH CH3COOC2H5 + CH3CH2COOC2H5 O COOC2H5 OC2H5 70教資借鑒 CH3CH2CH2COOC2H5 + CH3CH2COOC2H5 EtONa CH3CH2CH2COCHCOOC2H5 CH2CH3 + CH3CH2COCHCOOC2H5 CH3 + CH3CH2CH2COCHCOOC2H5 + CH3CH2COCHCOOC2H5 CH3CH2CH3 六、酮和酯的?；磻?yīng)六、酮和酯的?；磻?yīng) 1. Claisen condensation a mixed

38、 Claisen condensation 兩個(gè)都具有兩個(gè)都具有a-H的酯將得到四個(gè)產(chǎn)物的酯將得到四個(gè)產(chǎn)物 AB C D 71教資借鑒 六、酮和酯的?；磻?yīng)六、酮和酯的?；磻?yīng) 1. Claisen condensation a mixed Claisen condensation 如果其中一個(gè)酯沒有如果其中一個(gè)酯沒有a-H，則可以得到單一產(chǎn)物，則可以得到單一產(chǎn)物 例如：使用苯甲酸酯、草酸酯例如：使用苯甲酸酯、草酸酯 + CH3CH2COOC2H5 (1) NaH COOC2H5 COCHCOOC2H5 CH3 (2) H+ (COOC2H5)2+ CH3CH2COOC2H5 (1) Et

39、ONa (2) H+ CH3CHCOOC2H5 COCOOC2H5 72教資借鑒 六、酮和酯的?；磻?yīng)六、酮和酯的?；磻?yīng) 1. Claisen condensation a mixed Claisen condensation 如果其中一個(gè)酯沒有如果其中一個(gè)酯沒有a-H，則可以得到單一產(chǎn)物，則可以得到單一產(chǎn)物 又例如利用甲酸酯：又例如利用甲酸酯： HCOOC2H5 (1) EtONa HCCHCOOC2H5 O CH3 (2) H+ + CH2COOC2H5 HCOOC2H5 (1) EtONa HCCH2COOC2H5 O (2) H+ + CH3COOC2H5 H C CH2COOC

40、2H5 O CH2 HC O C2H5OOC O CH H2C COOC2H5 - H2O COOC2H5 COOC2H5 C2H5OOC 但是甲酸酯的縮合產(chǎn)物很活潑，如：但是甲酸酯的縮合產(chǎn)物很活潑，如： 73教資借鑒 六、酮和酯的?；磻?yīng)六、酮和酯的?；磻?yīng) 1. Claisen condensation 例題與習(xí)題例題與習(xí)題 完成下列反應(yīng)，寫出主要產(chǎn)物完成下列反應(yīng)，寫出主要產(chǎn)物 N COOCH3 + CH3CH2COOC2H5 NaH (1) O COOC2H5 + CH3COOC2H5 EtONa (2) CH2CN (4) + (C2H5O)2CO EtONa (3)C10H21C

41、OOC2H5 + (COOC2H5)2 EtONa N COCHCOOC2H5 CH3 O COCH2COOC2H5 C9H19CHCOOC2H5 COCOOC2H5 CHCOOC2H5 CN 74教資借鑒 2. Dieckmann condensation intramolecular condensation to form a cyclic -keto ester a 1,7-diester may form a six-member ring - keto ester 六、酮和酯的?；磻?yīng)六、酮和酯的?；磻?yīng) 75教資借鑒 六、酮和酯的?；磻?yīng)六、酮和酯的酰基化反應(yīng) 2. Die

42、ckmann condensation intramolecular condensation to form a cyclic -keto ester mechanism 76教資借鑒 六、酮和酯的?；磻?yīng)六、酮和酯的?；磻?yīng) 2. Dieckmann condensation 例題與習(xí)題例題與習(xí)題 完成下列反應(yīng)，寫出主要產(chǎn)物：完成下列反應(yīng)，寫出主要產(chǎn)物： NaOC2H5 (1) (2) (3) CH3CH CH2CH2COOC2H5 CH2CH2COOC2H5 CHC2H5OOC CH2COOC2H5 CH2CH2COOC2H5 NaOC2H5 CPh CH2CH2COOC2H5 CH

43、2CH2COOC2H5 COOC2H5 NaOC2H5 O COOC2H5H3C O COOC2H5Ph COOC2H5 COOC2H5 O COOC2H5 1 2 5 4 3 1 2 3 4 5 3個(gè)不同的個(gè)不同的a-H 77教資借鑒 六、酮和酯的?；磻?yīng)六、酮和酯的?；磻?yīng) 3. 用酰氯或酸酐進(jìn)行酯的?；悯Ｂ然蛩狒M(jìn)行酯的?；?一元酸酯在強(qiáng)堿作用下，可用酰氯或酸酐進(jìn)行一元酸酯在強(qiáng)堿作用下，可用酰氯或酸酐進(jìn)行 ?；?，反應(yīng)需要在非質(zhì)子型溶劑中進(jìn)行，酰基化，反應(yīng)需要在非質(zhì)子型溶劑中進(jìn)行， (CH3)2CHCOOC2H5 Ph3C- Na+ Et2O (CH3)2CCOOC2H5 Na

44、+ C6H5COCCOOC2H5 CH3 CH3 C6H5COCl Et2O CH3COOC2H5 LDA THF, -780C Li+ (1) (CH3)3CCOCl CH2=C O- OC2H5(2) H2O (CH3)3CCOCH2COOC2H5 CH3COOC2H5 LDA THF, -780C CH2=C OSi(CH3)3 OC2H5 (CH3)3SiCl (1) CH2=CHCH2COCl (2) H2O CH2=CHCH2COCH2COOC2H5 78教資借鑒 4. Acylation of ketones and aldehydes condensation of a ket

45、one and an ester, or acid anhydride to form a -keto aldehyde or a -diketone 六、酮和酯的?；磻?yīng)六、酮和酯的酰基化反應(yīng) more acidity no a a-H a good method 79教資借鑒 4. Acylation of ketones and aldehydes condensation of a ketone and an ester, or acid anhydride to form a -keto aldehyde or a -diketone more examples: 六、酮和酯的酰基

46、化反應(yīng)六、酮和酯的?；磻?yīng) CH3COCH3 + (CH3CO)2O BF3 CH3COCH2COCH3 C6H5COOC2H5 + CH3COC6H5 EtONa C6H5COCH2COC6H5 80%85% 62%71% CH3COCH2CH3 + CH3CH2COOC2H5 NaH CH3CH2COCH2COCH2CH3 + CH3CH2COCHCOCH3 CH3 51%9% 80教資借鑒 六、酮和酯的?；磻?yīng)六、酮和酯的酰基化反應(yīng) 4. Acylation of ketones and aldehydes via enamines 81教資借鑒 七、七、 - - 二羰基化合物的反應(yīng)

47、與應(yīng)用二羰基化合物的反應(yīng)與應(yīng)用 1. -二羰基化合物的結(jié)構(gòu)特征與反應(yīng)特性二羰基化合物的結(jié)構(gòu)特征與反應(yīng)特性 由于兩個(gè)羰基的吸電子作用，由于兩個(gè)羰基的吸電子作用， -二羰基化合物中二羰基化合物中 連接兩個(gè)羰基的亞甲基十分活潑，表現(xiàn)為酸性增強(qiáng)，連接兩個(gè)羰基的亞甲基十分活潑，表現(xiàn)為酸性增強(qiáng)， 形成的烯醇負(fù)離子也十分穩(wěn)定。如：形成的烯醇負(fù)離子也十分穩(wěn)定。如： 76%24% 82教資借鑒 七、七、 - - 二羰基化合物的反應(yīng)與應(yīng)用二羰基化合物的反應(yīng)與應(yīng)用 1. -二羰基化合物的結(jié)構(gòu)特征與反應(yīng)特性二羰基化合物的結(jié)構(gòu)特征與反應(yīng)特性 -二羰基化合物由于具有活潑的亞甲基，常被稱二羰基化合物由于具有活潑的亞甲基，常

48、被稱 為活潑亞甲基化合物。它們?cè)趬A的作用下，容易形為活潑亞甲基化合物。它們?cè)趬A的作用下，容易形 成烯醇負(fù)離子，作為親核試劑與鹵代烴、酰鹵、和成烯醇負(fù)離子，作為親核試劑與鹵代烴、酰鹵、和 羰基發(fā)生親核反應(yīng)，在合成上是重要的增長(zhǎng)碳鏈的羰基發(fā)生親核反應(yīng)，在合成上是重要的增長(zhǎng)碳鏈的 試劑試劑 比如：比如：Michael加成（本章第四個(gè)問題）加成（本章第四個(gè)問題） 乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯是其中的典型代表乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯是其中的典型代表 83教資借鑒 七、七、 - - 二羰基化合物的反應(yīng)與應(yīng)用二羰基化合物的反應(yīng)與應(yīng)用 2. Ethyl acetoacetate and malonic est

49、er Decarboxylation of Ethyl acetoacetate and malonic ester （1）乙酰乙酸乙酯的）乙酰乙酸乙酯的成酮分解成酮分解 H3C C O CH2C O OEt H2O H3C C O CH2C O O : : . . . -CO2 H3C C O CH2 H3C C O CH2 H2O H3C C O CH2C O O H -CO2 H3C C CH2 OH 互變異構(gòu) H3C C O CH3 稀 OH H 84教資借鑒 H3C C O CH2C O OEt 濃 OH H3C C CH2C O OEt OH O H3C C O OH + H2C

50、C O OEtH3C C O O + H3C C O OEt H2O 2CH3COOH+C2H5OH D H 七、七、 - - 二羰基化合物的反應(yīng)與應(yīng)用二羰基化合物的反應(yīng)與應(yīng)用 2. Ethyl acetoacetate and malonic ester Decarboxylation of Ethyl acetoacetate and malonic ester （2）乙酰乙酸乙酯的）乙酰乙酸乙酯的成酸分解成酸分解 85教資借鑒 七、七、 - - 二羰基化合物的反應(yīng)與應(yīng)用二羰基化合物的反應(yīng)與應(yīng)用 2. Ethyl acetoacetate and malonic ester Decarbo

51、xylation of Ethyl acetoacetate and malonic ester （3） - -羰基酯均能發(fā)生與乙酸乙酰乙酯類似的成酮或成酸分羰基酯均能發(fā)生與乙酸乙酰乙酯類似的成酮或成酸分 解反應(yīng)解反應(yīng)。例如：。例如： (CH3)3CCOCH2COOC2H5 (1) OH- (2) H+ (CH3)3CCOCH3+ C2H5OH + CO2 (1) con. OH- (2) H+ (CH3)3CCOOH + CH2COOH CH2=CHCH2COCH2COOC2H5 (1) OH- (2) H+ CH2=CHCH2COCH3+ C2H5OH + CO2 86教資借鑒 七、七、

52、- - 二羰基化合物的反應(yīng)與應(yīng)用二羰基化合物的反應(yīng)與應(yīng)用 2. Ethyl acetoacetate and malonic ester Decarboxylation of Ethyl acetoacetate and malonic ester （4）丙二酸二乙酯的分解）丙二酸二乙酯的分解 CH2(COOEt)2 稀 OH H2O HO C O CH2C O O H 135 -CO2 HO C CH2 OH HO C O CH3 互互變變異異構(gòu)構(gòu) H 87教資借鑒 七、七、 - - 二羰基化合物的反應(yīng)與應(yīng)用二羰基化合物的反應(yīng)與應(yīng)用 2. Ethyl acetoacetate and mal

53、onic ester alkylation of ethyl acetoacetate and malonic ester H3C C O CH2C O OEt H3C C O CHCOOC2H5H3C C O CHCOOC2H5 R-X H3C C O H CC O OEt R EtONa (1) EtONa (2) R-X H3C C O CC O OEt R R CH3COCH2RRCH2COOHCH3COCH R R CHCOOH R R 取代甲基酮取代甲基酮取代甲基酮取代甲基酮取代乙酸取代乙酸取代乙酸取代乙酸 88教資借鑒 H3C C O CH2C O OEt H3C C O CHC

54、OOC2H5H3C C O CHCOOC2H5 RCO-X H3C C O H CC O OEt COR NaH -H2 CH3COCH2COR RCOCH2COOH RCOCH3 七、七、 - - 二羰基化合物的反應(yīng)與應(yīng)用二羰基化合物的反應(yīng)與應(yīng)用 2. Ethyl acetoacetate and malonic ester acylation of ethyl acetoacetate and malonic ester ?；磻?yīng)中一般選用酰化反應(yīng)中一般選用NaH代替醇鈉作為堿，以避免反應(yīng)中代替醇鈉作為堿，以避免反應(yīng)中 的醇與酰鹵反應(yīng)。的醇與酰鹵反應(yīng)。 取代甲基酮取代甲基酮 -二酮二酮 8

55、9教資借鑒 H3C C O CH2C O OEt C2H5ONa H3C C O CH2C O OEt 1) NaOH 2) RCOX 3) H2O H3C C O CHC O OEt COR 1) 稀OH- 2) H+, H3C C O CH2C O R 1) RX 2) H2O 1) EtONa 2) RX 3) H2O H3C C O CC O OEt H3C C O CH R R R CH R COOH H3C C O H C R COOEt H3C C O CH2R CH2COOHR 1) OH- 2) H+, 1) 稀OH- 2) H+, 1) 稀OH- 2) H+, 1) 濃OH

56、- 2) H+, R R 七、七、 - - 二羰基化合物的反應(yīng)與應(yīng)用二羰基化合物的反應(yīng)與應(yīng)用 教材中教材中P365轉(zhuǎn)化圖更正轉(zhuǎn)化圖更正 90教資借鑒 Example 1 七、七、 - - 二羰基化合物的反應(yīng)與應(yīng)用二羰基化合物的反應(yīng)與應(yīng)用 3. Designing a synthesis 91教資借鑒 3. Designing a synthesis 七、七、 - - 二羰基化合物的反應(yīng)與應(yīng)用二羰基化合物的反應(yīng)與應(yīng)用 92教資借鑒 Example 2 七、七、 - - 二羰基化合物的反應(yīng)與應(yīng)用二羰基化合物的反應(yīng)與應(yīng)用 3. Designing a synthesis 93教資借鑒 Example

57、 3 七、七、 - - 二羰基化合物的反應(yīng)與應(yīng)用二羰基化合物的反應(yīng)與應(yīng)用 3. Designing a synthesis 94教資借鑒 七、七、 - - 二羰基化合物的反應(yīng)與應(yīng)用二羰基化合物的反應(yīng)與應(yīng)用 3. Designing a synthesis 95教資借鑒 七、七、 - - 二羰基化合物的反應(yīng)與應(yīng)用二羰基化合物的反應(yīng)與應(yīng)用 4、1, 3-二羰基化合物的二羰基化合物的g g-烷基化和烷基化和g g-酰基化?；?1, 3-二羰基化合物在二分子強(qiáng)堿（如二羰基化合物在二分子強(qiáng)堿（如KNH2， NaNH2，RLi等）作用下，可以形成雙負(fù)離子，再與等）作用下，可以形成雙負(fù)離子，再與 一分子鹵代烴或酯反應(yīng)，可在一分子鹵代烴或酯反應(yīng)，可在g g-位進(jìn)行烷基化或酰基位進(jìn)行烷基化或?；?化反應(yīng)，反應(yīng)具有區(qū)域選擇性。化反應(yīng)，反應(yīng)具有區(qū)域選擇性。 CH3C O CH2C O OEt 2NaNH2 -H2C C O CH-C O OEtH2CC O- C H C O- OEt NH3(l) (1) R-X (2) NH4Cl