第 六章羰基化合物的反應

1、.反應機理親核加成反應加成消去反應反應活性反應立體選擇性重要的縮合反應.7.1 羰基化合物反應機理CO平面結構有極性親核加成羰羰 t ng.羰基的親核加成反應機理羰基的親核加成反應機理COR(H)R+ NuCR(H)RNuO親核試劑加成產(chǎn)物反應底物（1）在加成反應過程中，羰基碳原子由原來）在加成反應過程中，羰基碳原子由原來sp2雜化的三角形雜化的三角形結構變成了結構變成了sp3雜化的四面體結構；雜化的四面體結構；（2）親核加成的速度影響因素：）親核加成的速度影響因素：a.電子效應：羰基碳親電能電子效應：羰基碳親電能力和親核試劑親核性；力和親核試劑親核性；b.空間效應：羰基周圍基團空間效應：羰基

2、周圍基團.堿催化：堿催化：COBANuCABONuH或或E E+ +CABONuCABOHNu慢慢試劑進攻羰基碳試劑進攻羰基碳原子原子生成氧負離子是決速步生成氧負離子是決速步為增加為增加試劑試劑親核性親核性，常需堿催化常需堿催化HNu + BNu + HB堿可以使較弱的親核試劑HNu轉(zhuǎn)化為親核性較強的親核試劑Nu-，從而加速反應的進行。.+ HACOHBACOHBNuNuHAACOHBNu+ HA酸催化：酸催化：羰基質(zhì)子化羰基質(zhì)子化提高反應活性提高反應活性慢慢Nu -進攻碳原子進攻碳原子是決速步是決速步ACBOBHACOHBACOHA- A使羰基質(zhì)子化，質(zhì)子化的羰基碳有更大的正電性、更容易接受

3、親核試劑的進攻。 .反應底物反應底物電子效應電子效應空間效應空間效應親核反應的親核反應的影響因素影響因素親核試劑親核試劑親核性親核性極化性極化性空間效應空間效應.醛、酮的反應活性醛、酮的反應活性醛、酮與醛、酮與KHSO3的反應產(chǎn)率的反應產(chǎn)率CH3COCH2CH2CH3羰基化合物一小時后反應產(chǎn)率%羰基化合物一小時后反應產(chǎn)率%HCHO7090CH3COCH(CH3)23RCHO7090CH3CH2COCH2CH32CH3COCH322C6H5COCH3112 .反應底物 HCHO RCHO RCOCH3 RCOR PhCOR.C OYC OY.K104CH3CHOHCNCHCH3OHCNPhCHO

4、K=210HCNCHPhOHCN.CClClClCOOHHHCCl3CHOH2OCCl3CHOHOH強吸電子基團強吸電子基團形成分子內(nèi)氫鍵形成分子內(nèi)氫鍵 產(chǎn)物穩(wěn)定，平衡向右移動產(chǎn)物穩(wěn)定，平衡向右移動. CH3、R、C6H5等基團具有+I、+C效應，使羰基碳原子正電荷減少，降低其反應活性。醛類中甲醛的活性最大。 -I或-C效應的基團使羰基碳原子的正電荷增加，反應活性增強，生成的水合物穩(wěn)定性也增加。如三氯乙醛和六氟丙酮能和水形成穩(wěn)定的水合物，能以晶體的形式離析。 .C OH3CH3CH2C+ HCNCH3CH3CH2COHCNK1C O(H3C)3C(H3C)3C+ HCNC(H3C)3C(H3C

5、)3COHCNK NH2 OH反應試劑反應試劑.7.2 羰基加成反應與格氏試劑的加成與胺及氨的衍生物的加成與醇的加成與水的加成與金屬有機物的加成與亞硫酸氫鈉的加成與氫氰酸的加成.與氫氰酸的加成CH3COCH31) NaCN, H2O2) H2SO4CH3CCH3OHCN氰根離子加在羰基碳上，氫加在羰基氧上，生成氰根離子加在羰基碳上，氫加在羰基氧上，生成氰醇。氰醇。COCOH+ H C NCN羥 基 睛腈.應用：應用：增長碳鏈的一種方法。增長碳鏈的一種方法。 羥基腈根據(jù)不同的條羥基腈根據(jù)不同的條件，可以轉(zhuǎn)化為件，可以轉(zhuǎn)化為 羥基酸或羥基酸或，不飽和酸。不飽和酸。C CO OCHCH3 3CHCH

6、3 3 + NaCN + NaCNH H2 2SOSO4 4C CCHCH3 3CHCH3 3CNCNOHOHH H2 2SOSO4 4HClHClC CCHCH3 3CHCH3 3COOHCOOHOHOHCHCH3 3CHCH2 2=C-COOH=C-COOH氰基水解氰基水解消除消除+氰基水解氰基水解.與亞硫酸氫鈉的加成+ NaHSO3OOCH3OOCH3SO3Na應用：應用：a 鑒別化合物（鑒別化合物（2-戊酮和戊酮和3-戊酮）戊酮） b 分離和提純?nèi)⑼蛛x和提純?nèi)?、?分離3-戊酮和2-戊酮的混合物C H3C H2C H2CSO3N aC H3OH過過 濾濾分分 離離H2OHClC H

7、3C H2CC H2C H3OC H3C H2C H2CC H3Obp： 102bp： 101 =C H3C H2C C H2C H3O=3-戊酮戊酮C H3C H2C C H2C H3O=2-戊酮戊酮C H3C H2C H2C C H3O=NaHSO3蒸餾蒸餾蒸餾蒸餾濾液濾液沉淀沉淀（粗產(chǎn)物）（粗產(chǎn)物）C H3C H2C H2C C H3O=.與金屬有機物的加成OHC CNaNH3, -35 CONaC HOHC HH3OR-CC-Na+ + C=OCOHC CRCONaC CRNH3(液)或乙醚H2O炔醇.與水的加成C OCOHOH+HOHHCHO + H2OCHHOHOHOOO+ H2O

8、OOOOHH.堿和酸都能催化水化反應堿和酸都能催化水化反應 RCHO-OHRCHO-OHRCH(OH)2 + OH堿：B- + H2O + RCH=O+ BH+ H2ORCH=OHARCH=OHARCHOH + A-OH2酸：RCH=O + HA+ H2O.與醇的加成CHO + C2H5OHHClCHOC2H5OHHClCH(OC2H5)2醛、酮在酸催化下和醇加成形成縮醛、縮酮?？s醛和縮酮能醛、酮在酸催化下和醇加成形成縮醛、縮酮?？s醛和縮酮能被酸水解為醛和酮。被酸水解為醛和酮。 RCHO干HClROHRCHOROH干HClROHRCHOROR半縮醛半縮醛縮醛縮醛.半縮醛和縮醛形成的機理：半縮醛

9、：親核加成縮醛：親核取代.應用：應用：有機合成中用來保護羰基。有機合成中用來保護羰基。CHOOHOCH2CHOHOOCCHOHOCH2CHOHOOCCH3OHHClCHOCH2OCH3OCH3HKMnO4OHCOCH3OCH3HHH2OHOOC+2CH3OH1.直接氧化？直接氧化？2. 先保護，后氧化：先保護，后氧化：.酮與醇的反應很慢，生成縮酮比較困難。需要用酮與醇的反應很慢，生成縮酮比較困難。需要用二元醇二元醇反應可以順利制得反應可以順利制得縮酮縮酮。RRCH2-OHCRROOCH2CH2C=O +CH2-OH+ H2O8085%.與胺及氨的衍生物的加成C OCOHNHY+HNHYCNYC

10、 O+H2-NYCNYCHO +NH2OHCH NOH加成消去反應：+ H N H GC = OC N GO HHH2OC = N G.+COH2NR(Ar)CNR(Ar)H2O席夫堿Schiffs base+COH2NOHCNOHH2O醛(酮)肟+COH2NNH2CNNH2H2O腙+COH2NNHCNNHH2O苯腙+COH2NNHCNNHH2OO2NNO2NO2O2N+COH2NNH C NH2OH2OC NH2OCNNH2,4-二硝基苯腙縮氨脲應用：鑒別醛酮應用：鑒別醛酮.與格氏試劑的加成CHO + C2H5MgBrCHC2H51) Et2O2) H2OOHRMgX+-C O-+RC OM

11、gXH2ORCOH + MgOHX加成產(chǎn)物水解后生成醇，加成產(chǎn)物水解后生成醇，用于制備各種醇。用于制備各種醇。.制備各類醇：制備各類醇：RCHORC=ORRCH2OMgXR-MgXHCHO增加一個C伯醇RCH2OHH2ORCHOMgXRH2ORCHOHR仲醇R-C-OMgXRRH2OR-C-OHRR叔醇+反應活性：反應活性：格式試劑可以同大多數(shù)醛、酮發(fā)生反應。但若酮分子中與羰基格式試劑可以同大多數(shù)醛、酮發(fā)生反應。但若酮分子中與羰基相連的兩個烴基及格式試劑中烴基體積都很大時，加成產(chǎn)物產(chǎn)相連的兩個烴基及格式試劑中烴基體積都很大時，加成產(chǎn)物產(chǎn)率降低或不起反應。率降低或不起反應。原因：空間阻礙效應原因

12、：空間阻礙效應. 此反應是制備結構復雜的醇的重要方法。此反應是制備結構復雜的醇的重要方法。CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2MgBr + (CHMgBr + (CH3 3) )2 2C=OC=O干醚干醚CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2COMgBr COMgBr CHCH3 3CHCH3 3CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2COH COH CHCH3 3CHCH3 3H H3 3O O+ +2-2-甲基甲基-2-2-己醇己醇(92%)(92%)只要選擇適當原料，除只要選擇適當原料，除甲醇外，幾乎任何醇都甲醇外，幾乎任何醇都可用此

13、法合成?？捎么朔ê铣伞Ｖ苽渑e例：制備舉例：.應用應用：醇的制備：醇的制備.同一種醇可由不同的格利雅試劑和不同的羰基化合同一種醇可由不同的格利雅試劑和不同的羰基化合物生成：物生成：.COH CNH SO3NaH OHH ORH NHYCCNOHCSO3NaOHCOHOHCOROHCNHYOHCORORC NY其他親核試劑其他親核試劑.醛、酮的親核加成反應都有哪些？各有什么作用？醛、酮的親核加成反應都有哪些？各有什么作用？ 加加HCN（制腈，制羧酸等）（制腈，制羧酸等） 加加NaHSO3（鑒別、分離、提純等）（鑒別、分離、提純等） 加格利雅試劑（制醇等）加格利雅試劑（制醇等） 加醇（保護醛基等）加

14、醇（保護醛基等） 加氨（鑒別、分離、提純等）加氨（鑒別、分離、提純等）.羰基化合物的加成反應羰基化合物的加成反應有一定的立體選擇性有一定的立體選擇性可用來進行手性合成可用來進行手性合成7.3 加成反應的立體選擇性.Cram規(guī)則I加成反應遵循規(guī)則LiAlH4還原NaBH4還原 格氏試劑加成A當羰基鄰位為手性碳原子分子內(nèi)無氫鍵B.LMSORNuLMSORNu基團的大小基團的大小LMSCram規(guī)則I：羰基與不對稱原子相連時，反應試劑試劑從羰基旁空間位阻較小的基團（S）一邊接近分子,得到主要產(chǎn)物。.C6H5HC2H5OCH3C6H5HC2H5OHCH3HNaBH3-H1) NaBH42)H2OC6H5

15、HC2H5OHHH3C+75% 25%PhMeMeOOPhPhMeMeOOHPhMeBrMg-Me1) NaBH42)H2OPhHMeOOHMePh+90% 10%.Cram規(guī)則II羰基鄰位的不對稱碳原子上有羥基、氨基等能與羰基氧形成羥基的基團時親核試劑從含氫鍵環(huán)的空間阻礙小的一邊對羰基加成YSLROHNuYHSLRONuPhOHCH3OPhCH3LiPhOHCH3CH3HOPhPhOCH3OPhHLi-CH3.Cornforth規(guī)則當酮的-手性碳原子上連鹵素原子由于鹵原子與羰基的偶極作用優(yōu)勢構象是鹵原子與羰基在對位交叉位置試劑優(yōu)先從空間位阻小的一邊進攻LXSORNuLXSORNu.CH3Cl

16、HOCH3CH3ClHOHCH3C2H51)C2H5MgBr2)H2O.若-手性碳原子上連接的烴基較大空間效應與電子效應的作用相當Cornforth規(guī)則不適用PhClHOCH3PhClHOH1)LiAlH42)H2OHCH3PhClHOHH3CH+40% 60%.7.4碳負離子碳負離子CH:BC:- + BH+共價鍵發(fā)生異裂共價鍵發(fā)生異裂形成帶有負電荷的形成帶有負電荷的三價碳原子的原子團三價碳原子的原子團.1.碳負離子的結構碳負離子的結構 C.10928C90 孤對電子處于孤對電子處于sp3雜化軌道上雜化軌道上電子對間的排斥力小負碳離子穩(wěn)定電子對間的排斥力小負碳離子穩(wěn)定sp3 雜化雜化棱錐型棱

17、錐型sp2雜化雜化平面三角型平面三角型.簡單的烷基碳負離子的簡單的烷基碳負離子的中心碳原子可能為中心碳原子可能為SP3雜化的角錐形構型雜化的角錐形構型未共享電子對占據(jù)正四面體的一個頂點未共享電子對占據(jù)正四面體的一個頂點若孤對電子與鄰近的不飽和原子團共軛若孤對電子與鄰近的不飽和原子團共軛為為SP2雜化平面構型雜化平面構型.R3R2R1:R1R2R3:R3R2R1:SP3雜化SP2雜化SP3雜化SP3雜化的角錐形構型容易發(fā)生反轉(zhuǎn)雜化的角錐形構型容易發(fā)生反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)是通過中心碳原子的再雜化反轉(zhuǎn)是通過中心碳原子的再雜化由由SP3雜化轉(zhuǎn)變?yōu)殡s化轉(zhuǎn)變?yōu)镾P2雜化雜化最后達到平衡最后達到平衡.C6H12C CH

18、3IHBuLiC6H12C CH3LiH1)CO22)H3OC6H12C CH3COOHHCOOHCLiCH3HC6H13HCCH3HC6H13.CHCH3HC6H13.CO2CCH3HC6H13CCH3HC6H13CO2COOHSRS光學活性光學活性-70 C,20%光學活性光學活性 0 C, 外消旋化外消旋化 .C H + BC + HB共共軛軛酸酸共共軛軛堿堿C-H鍵鍵的異裂的異裂 2.碳負離子的生成碳負離子的生成碳原子酸碳氫鍵的碳原子上存在吸電子基團時易形成碳負離子。碳氫鍵的碳原子上存在吸電子基團時易形成碳負離子。.CH3COCH2COOEtCH3COCHCOOEtNaOEtNH3Ph

19、3CHPh3CNaNaNH3液液 NH3NH3CCHHCCHNaNaNH3液液 NH3.COCHCOCC CON C CHN C CN C CO2N CHO2N CN COO.叔丁氧基負離子氨基負離子二甲亞砜負離子二異丙基氨基鋰 二（三甲硅基）氨基鋰常用的強堿(CH3)2CH22NLi(LDA)(CH3)3Si2NLi(LHMDS)NH2(CH3)3COCH3SOCH2.OCH3CCHHCH OCH3CHCH2CHOCH3HOCH3負離子對不飽和鍵的加成負離子對不飽和鍵的加成親核試劑，很多時候以烯醇式負離子結構存在的親核試劑，很多時候以烯醇式負離子結構存在的.為了滿足合成的需要，常常需要形成單

20、一部位的烯醇鹽。需要為了滿足合成的需要，常常需要形成單一部位的烯醇鹽。需要從形成碳負離子的條件上加以控制。從形成碳負離子的條件上加以控制。（1）動力學控制：形成碳負離子部位碳氫被堿提取質(zhì)子的相對速度）動力學控制：形成碳負離子部位碳氫被堿提取質(zhì)子的相對速度 低溫，體積大的堿易使碳負離子在位阻小部位的碳氫形成低溫，體積大的堿易使碳負離子在位阻小部位的碳氫形成（2）熱力學控制）熱力學控制:兩種碳負離子能夠相互轉(zhuǎn)化并達到平衡兩種碳負離子能夠相互轉(zhuǎn)化并達到平衡 高溫、體積小的堿，碳負離子易于形成在取代基較多部位高溫、體積小的堿，碳負離子易于形成在取代基較多部位OMeOMeOMe+199 (LDA/MeO

21、CH2CH2OMe)7822 (Et3N/DMF).同一反應物用不同的堿和不同溫度得到不同產(chǎn)物同一反應物用不同的堿和不同溫度得到不同產(chǎn)物動力學控制動力學控制熱力學控制熱力學控制-7225.與吸電子基團相連時與吸電子基團相連時使電荷分散穩(wěn)定性增大使電荷分散穩(wěn)定性增大CH3-H F3C-H (CF3)3C-HpKa 42 28 11與推電子基團相連時與推電子基團相連時使電荷集中穩(wěn)定性降低使電荷集中穩(wěn)定性降低穩(wěn)定性穩(wěn)定性: CH3- CH3CH2- (CH3)2CH- (CH3)3C-誘導效應誘導效應 3. 影響負碳離子穩(wěn)定性的因素影響負碳離子穩(wěn)定性的因素.CH3OCH2+CH3O-CH2-CH3O

22、-CH2.CH3O=CH2+很穩(wěn)定很不穩(wěn)定鄰近原子有孤對電子時鄰近原子有孤對電子時碳負離子穩(wěn)定性降低碳負離子穩(wěn)定性降低.3) 應應R-CH=CH-CH2-CH2- PhCH3 Ph2CH2 Ph3CHpKa 35 32 30共軛效應共軛效應 與共軛體系相連時與共軛體系相連時負電荷分散穩(wěn)定性增加負電荷分散穩(wěn)定性增加 HH.-C效應的影響效應的影響OHC-CH2-CHO CH3COCH2COCH3 NCCH2CN CH3NO2pKa 5 9 11 10. H CC HH2CCH2CH3CH3pKa2536.53742H CC-H2CCH-CH3CH2-Stability雜化作用雜化作用 C-H鍵中

23、碳的成分越多鍵中碳的成分越多H越易以質(zhì)子形式解離越易以質(zhì)子形式解離.將分子間或分子內(nèi)不相連的將分子間或分子內(nèi)不相連的兩個碳原子連接起來的反應兩個碳原子連接起來的反應稱縮合反應稱縮合反應(condengsation reaction)縮合反應的機理相似縮合反應的機理相似在酸或堿的作用下形成親核試劑在酸或堿的作用下形成親核試劑對羰基進行親核加成對羰基進行親核加成7.5 重要的縮合反應X、Y為強的吸電子基團，如為強的吸電子基團，如-CHO、-COR、-COOR、-NO2、-CN等，等，X、Y其中一個可以是其中一個可以是H或烷基。或烷基。B -.一.羥醛(Aldol)縮合反應RCH2CORBRCHCO

24、RRCH=CRORCH2CORRCH2CRCHCOROHRHB-H2ORCH2C=CCORR R有有 -H的的醛、酮化合物在酸或堿催化時，可自身反應形成兩個分醛、酮化合物在酸或堿催化時，可自身反應形成兩個分子的加成物羥醛（酮）。有時進一步脫水形成子的加成物羥醛（酮）。有時進一步脫水形成，-不飽和羰基不飽和羰基化合物的反應?；衔锏姆磻?2CH3(CH2)2CHOOHCH3(CH2)2CHCHCHOOHCH2CH3CH3(CH2)2CH=CCHOCH2CH32CH3CHOOHCH3CHCH2CHOOHCH3CH=CHCHO.CH3CCH3OCH3C-CH2-H+OHCH3C=CH2OHCH3C

25、CH3+OHOHCH3-C-CH2-C(CH3)2+OH-H+OHCH3-C-CH2-C(CH3)2O-H2OCH3-C-CH=C(CH3)2O酸催化下的反應機理酸催化下的反應機理烯醇化烯醇化親核加成酸堿反應H+-H+.堿催化下的反應機理堿催化下的反應機理CH3CH=O-CH2CH=O-B：CH3CH=OO-CH3CHCH2CHO-H2OCH3CH=CHCHO （ 巴豆醛）巴豆醛）常用的堿性催化劑有：常用的堿性催化劑有：KOH， C2H5ONa， (t-BuO)3Al .催化劑用量應在催化劑用量應在0. 5mol 以上。以上。OHCH3CHCH2CHOH2O烯醇化烯醇化親核加成親核加成酸堿反應

26、酸堿反應.羥醛縮合反應中碳碳鍵形成的立體化學與加成反應中椅式環(huán)己烷過渡態(tài)構象有關過渡態(tài)的構象取決于碳負離子共振結構中烯醇離子的Z、E型結構及反應屬動力學控制還是熱力學控制有關.OMOR1R2HRR1ROOHR2OMOR1R2HRR1ROOHR2E型烯醇鹽 anti(threo-)-羥基酮z型烯醇鹽 syn(erythro-)-羥基酮.C(CH3)3HH3COPhCHO(H3C)3CPhOCH3OH羰基化合物中的取代基越大羰基化合物中的取代基越大這種立體選擇性越強這種立體選擇性越強.OLiPhCHOOPhOH環(huán)狀結構的酮只能形成環(huán)狀結構的酮只能形成E型烯醇鹽型烯醇鹽產(chǎn)物以產(chǎn)物以anti-產(chǎn)物為主

27、產(chǎn)物為主.為了改善為了改善Aldol縮合反應的立體選擇性，從以下兩個方面縮合反應的立體選擇性，從以下兩個方面入手：入手：1、加強碳負離子形成時的立體選擇性、加強碳負離子形成時的立體選擇性2、改善加成反應過程中的立體選擇性、改善加成反應過程中的立體選擇性選用硼化物代替其他金屬離子：選用硼化物代替其他金屬離子：硼化合物的烯醇鹽（酯）中氧硼鍵結合比烯醇鹽更具共價鍵特征，過渡硼化合物的烯醇鹽（酯）中氧硼鍵結合比烯醇鹽更具共價鍵特征，過渡態(tài)結構比較緊密，使得反應立體選擇性增加。態(tài)結構比較緊密，使得反應立體選擇性增加。乙基同類化合物與二烴基硼的三氟甲磺酸酯在叔胺存在下主要形成乙基同類化合物與二烴基硼的三氟

28、甲磺酸酯在叔胺存在下主要形成Z型型烯醇硼酸酯，與醛進一步加成，得烯醇硼酸酯，與醛進一步加成，得syn-加成物加成物.利用硼化合物形成的碳負離子進行醇醛縮合，反應的立體選擇性分別于硼利用硼化合物形成的碳負離子進行醇醛縮合，反應的立體選擇性分別于硼化合物上的取代基和反應溶劑有關。化合物上的取代基和反應溶劑有關。當當 -重氮酮與三烴基硼烷反應可得到重氮酮與三烴基硼烷反應可得到E型的烯醇硼酸酯，進一步與醛加成型的烯醇硼酸酯，進一步與醛加成主要得到主要得到anti-加成物。加成物。催化量的弱堿如酚鹽可將中間體由催化量的弱堿如酚鹽可將中間體由E型轉(zhuǎn)為型轉(zhuǎn)為Z型。型。多量少量.羥醛縮合也可在酸的催化下進行C

29、H3CCH3OHCH3COHCH2H-HCH3C CH2OHCH3COHCH3CH3CCH2C(CH3)2OHOHCH3CCHOHC(CH3)2OH2CH3CCHOC(CH3)2.Mukaiyama-Carreira ReactionCH3CH2CCH2CH3O1)LDA2)(CH3)3SiClCH3CH2C=CHCH3OSi(CH3)3TiCl4OHOOTiClClCl-H2OO.二.Knoevenagel-Doebner 縮合在弱堿作用下在弱堿作用下醛和酮與含有活潑亞甲基醛和酮與含有活潑亞甲基的化合物失水縮合的反應的化合物失水縮合的反應OR(H)R+ CH2XYCR(H)RXY-COOH,

30、 -COR, -CN, -NO2, -COOR.Ph2C=O +CH2COOEtCH2COOEtt-BuOKPhC=CCO2EtCH2COO+ EtOHCHO + CH2(CO2Et)2CH=CH(CO2Et)2Stobbe縮合：丁二酸酯類與醛或酮的縮合反應中其中一個縮合：丁二酸酯類與醛或酮的縮合反應中其中一個-COOR總是轉(zhuǎn)變?yōu)榭偸寝D(zhuǎn)變?yōu)?COO-而且得到而且得到，-不飽和羰基化合物不飽和羰基化合物的反應。的反應。.三.Mannich反應RCCH2R + HCH + HN(CH3)2OOHRCCHCH2N(CH3)2OR具有活潑氫的化合物和甲醛及胺同時縮合具有活潑氫的化合物和甲醛及胺同時縮合

31、活潑氫被胺甲基或取代胺甲基代替的反應活潑氫被胺甲基或取代胺甲基代替的反應也稱胺甲基化反應也稱胺甲基化反應Me2NHHCHOCH2COCH3Me2NCH2CH2COCH3HH.RCCH2RORC=CH2ROHHCHO + HN(CH3)2HOCH2N(CH3)2HHCH2N(CH3)2HCC RCH2HN(CH3)2OR.CH2CHOCH2CHO+ NH2CH3 +C OCH2COOHCH2COOHCH3NCOOHHOOCO-CO2托品酮CH3NO.Mannich 反應的適用范圍：反應的適用范圍：醛醛胺：氨、伯胺、仲胺胺：氨、伯胺、仲胺至少含一個活潑氫的化合物：至少含一個活潑氫的化合物：CH3C

32、OCH3,CH3HOCH3NO2, CH3COCH2COOR,OHHHOHHH2HCHOOHROHR2ONH.H2CH2CCHHCCH2CH2NCH3CH OH顛顛茄茄醇醇H2CH2CCHHCCHCOOHCHCOOHNCH3OH2CH2CCHHCCH2CH2NCH3OH2CH2CCHHCCH2CH2NCH3CHOHH2CCHOH2CCHOH2NCH3CH2COOHCH2COOHO+pH 5- CO2H2/Ni.H2CH2CCHHCCHCOOEtCHCOOEtNCH3OCH2COOEtCH2COOEtOH2CH2CCHHCCHCHNCH3ONCH3COOEtCOOEtHHH2COH2COH2CH

33、2CCHHCCCNCH3OCOOEtCOOEtCH2CH2NCH3H2O-CO2H2CH2CCHHCCHHCNCH3OCH2CH2NCH3.四.Claisen縮合含含- -氫的酯在堿作用下縮合氫的酯在堿作用下縮合生成生成- -酮酸酯酮酸酯R2CHCOORBR2CCOORR2CHCOORR2CHCOR2CCOORHBORR2CHCOR2CCOOR.RCH2COC2H5 + HOCHCOOC2H5RRCH2CCHCOOC2H5OR2CH3COOC2H5C2H5ONaCH3COCH2COOC2H5CO2C2H5CO2C2H5C2H5ONaCO2C2H5O.五. Dieckmann酯酯 縮縮 合合 二

34、元酸酯若分子中的酯基被四個以上的碳原子二元酸酯若分子中的酯基被四個以上的碳原子隔開時，就發(fā)生分子中的酯縮合反應，形成五隔開時，就發(fā)生分子中的酯縮合反應，形成五圓環(huán)或更大環(huán)的酯圓環(huán)或更大環(huán)的酯.六.Darzen反應醛酮在堿作用下與-鹵代酸酯反應生成,-環(huán)氧酯的反應ClCH2COOC2H5RONaClCHCOOC2H5RCORCRRCHCOOC2H5OClCRRCCHOOC2H5O.COCH3 + ClCH2CO2C2H5NaOC2H5CCHCO2C2H5OCH31)OH2)HClCCHOCH3COOH-CO2CCH3CHOHCHCHOCH3CH=CHCOCH3CH=CHCHCH3CHO.七.Mi

35、chael加成負碳離子與負碳離子與, ,- -不飽和醛酮的不飽和醛酮的1,4-1,4-加成反應加成反應CH2(CO2C2H5)2 + PhCH=CHCOPhPhCHCH2COC6H5CH(CO2C2H5)2常用堿性常用堿性催化劑：催化劑：, Et3N, KOH, EtONa, (CH3)3COK, R4N+OH-NH.(CH3C)2CH2(CH3C)2CHCH2=CH-CH=OEtO-OO(CH3C)2CH-CH2-CH=CH-O-OEtOH(CH3C)2CH-CH2-CH=CH-OHO互變異構(CH3C)2CHCH2CH2CHOO反應機制反應機制.七.Reformatsky反應醛酮與醛酮與-

36、 -鹵代酸酯的有機鋅試劑反應鹵代酸酯的有機鋅試劑反應生成生成- -羥基酯的反應羥基酯的反應CHO + BrCH2CO2EtZnCHCH2COOEtOH.八.Perkin反應在堿性條件下在堿性條件下芳香醛與羧酸酐反應生成芳香醛與羧酸酐反應生成- -芳基芳基- -, ,- -不飽和酸的反應不飽和酸的反應CHO + (RCH2CO)2OBHCOOHPhR+ RCH2COOH.九.Benzoin縮合芳香醛在芳香醛在CN的作用下的作用下發(fā)生雙分子縮合生成發(fā)生雙分子縮合生成芳香族芳香族- -羥基酮類化合物的反應羥基酮類化合物的反應PhC=OHCN,PhC CO OHPhH.PhC=O + CNPhC OH

37、CNHPhC OHCNPhCOHCNC PhOHPh CCNC PhOOHHPh CCNC PhOOHHPh C C PhOHOHCN-的作用作為親核試劑進攻羰基作為吸電子基使質(zhì)子離去作為離去基團離去親電性親核性極性翻轉(zhuǎn).十.羰基與葉立德的反應葉立德(ylide)具有R3YCR2結構的化合物Y ：P、As、S等 鎓內(nèi)鹽鎓內(nèi)鹽(ylid)是指一種化合物，再其分子內(nèi)含有是指一種化合物，再其分子內(nèi)含有碳負離子，和碳負離子相鄰的雜原子帶正電荷碳負離子，和碳負離子相鄰的雜原子帶正電荷，這些雜原子為，這些雜原子為P、N、S、As、Sb、Se等等.1. Wittig 反應反應 Wittig 試劑：試劑： P

38、h3PC R2Ph3PCH2膦的內(nèi)膦的內(nèi) 鹽鹽膦的葉立德膦的葉立德 (ylid)Ph3PCHR(n-Bu)3PCHR(RO)3P CHR.Wittig 試劑與羰基發(fā)生親核加成反應生成烯烴：試劑與羰基發(fā)生親核加成反應生成烯烴： COPh3PCRRCCRR.反應機理反應機理 CO +Ph3PCR2COR2CPPh3COR2CPPh3COR2CPPh3CCRR+ PPh3O氧膦環(huán)丁烷中間體氧膦環(huán)丁烷中間體三苯基氧膦是非常穩(wěn)定的。三苯基氧膦是非常穩(wěn)定的。 反應向右進行。反應向右進行。.Wittig 試劑是膦鹽在強堿的作用下制備的：試劑是膦鹽在強堿的作用下制備的：Ph3P + XCHRRCHRRPh3P

39、XBu-LiCHRRPh3PWittig 反應應用范圍很廣。反應應用范圍很廣。 CRR(H)O:R, ArCZCH2R(H)OZ: OH, OR, NR2,對于對于CCCO, 試劑只與羰基作用。試劑只與羰基作用。.Ph3PCHCH3CHCH3COOCH2CH3CHOCOOCH2CH3CH Ph3P OPh3PCHOCH3OCHOCH3H+H2OCHO.Ph3P CHPh + PhCHONaOEtEtOHPhHPhHHPhPhH+CH3CHO + Ph3P CCH3COCH3CH2Cl2HH3CCH3COCH396%35% 41%活潑的葉立德穩(wěn)定的葉立德.Wittig-Horner反應(EtO)

40、3P + BrCH2COOEt (EtO)2PCH2COOEt-EtBrOEtBrOONaHNa(EtO)2PCH2COOEt (EtO)2PCHCOOEt + H2膦酸酯膦酸酯 Wittig-Horner試劑試劑亞磷酸酯亞磷酸酯.(EtO)2PCHCOOEt + CH3COCH3ONaCOOEt + (EtO)2POONaPh2C=C=O + (EtO)2PCHCOOEtONaCCCPhPhHCOOEt.2.硫葉立德與羰基的反應CH3SOCH3 + CH3I CH3SCH3I (CH3)2S CH2OCH3ONaHDMSOCH3SCH3 + CH3I (CH3)3S (CH3)S CH2DM

41、SOCH2SHCH3O.R2C=O + CH2S(CH3)2OR2COCH2SO(CH3)2R2CCH2 + (CH3)2SOOR2C=O + CH2S(CH3)2R2COCH2S(CH3)2R2CCH2 + (CH3)2SOO + (CH3)2S CH2OOSOCH3CH3O+ (CH3)2SOPh2S + BrPh2SPh2SOO.Wittig反應與反應與Wittig-Horner反應應用實例：反應應用實例：.1. 反應機理反應機理 NuCRLOHCNuRLOHCNuRLOHCNuRO+ HLL: 離去基團離去基團 加成消除反應加成消除反應在在Nu上引入?；姆磻弦膈；姆磻?.6羧酸

42、衍生物與親核試劑的反應羧酸衍生物與親核試劑的反應 .2. 反應活性反應活性 作為?；噭┗钚詾椋鹤鳛轷；噭┗钚詾椋乎Ｂ弱Ｂ人狒狒ヵヵ０孵０稾: 具有具有-I效應，效應，CCl鍵的極性大。鍵的極性大。酯中烷氧基具有酯中烷氧基具有+C效應，增大了?；c烷氧基間效應，增大了?；c烷氧基間的電子云密度，使酰氧鍵難于斷裂。的電子云密度，使酰氧鍵難于斷裂。酰胺中的酰胺中的NH2的的+C、+I效應，使羰基的反應活性效應，使羰基的反應活性降低。降低。酸酐中的酰基是吸電子基團，使酰氧鍵易于斷裂，酸酐中的酰基是吸電子基團，使酰氧鍵易于斷裂，酸酐的反應活性比酯大。酸酐的反應活性比酯大。.3. 酯的水解酯的

43、水解 R COOR酰氧鍵酰氧鍵的斷裂的斷裂烷氧鍵的烷氧鍵的斷裂斷裂無論是酸催化無論是酸催化還是堿催化還是堿催化一般發(fā)生酰氧一般發(fā)生酰氧鍵斷裂鍵斷裂.堿催化：雙分子酰氧鍵斷裂（堿催化：雙分子酰氧鍵斷裂（BAc2） OHC OROOHR慢RCOOHRCOORROROHRCOO +羧酸根離子的生成，使堿催化下羧酸根離子的生成，使堿催化下的酯水解反應的酯水解反應不可逆不可逆；但酸催化；但酸催化的酯水解反應的酯水解反應可逆可逆。.影響反應的主要因素影響反應的主要因素是取代基的電子效應和空間效應是取代基的電子效應和空間效應分子中有吸電子基有利于反應進行分子中有吸電子基有利于反應進行取代基的體積小有利于反應

44、進行取代基的體積小有利于反應進行.例：例：33RkCH31CH2ClCHCl2CH2CO26061307200RkCH31ClOCH3NO20.54110H0.2吸電子基團：提高羰基缺電子程度、有利于分散中間體上的負電荷吸電子基團：提高羰基缺電子程度、有利于分散中間體上的負電荷.例：例：25RkCH31CH3CH2CH(CH3)20.790.370.03C(CH3)30RkCH31CH3CH2CH(CH3)20.60.150.0084C(CH3)3加成過程中，取代基體積越大，基團的空間擁擠程度增大，加成速度越慢。加成過程中，取代基體積越大，基團的空間擁擠程度增大，加成速度越慢。.值得注意的是，

45、雖然羧酸的酯化反應與酯的水解反應是值得注意的是，雖然羧酸的酯化反應與酯的水解反應是一對可逆反應，但在一對可逆反應，但在BAc2催化條件下，實際過程中逆反催化條件下，實際過程中逆反應基本上不可能發(fā)生。應基本上不可能發(fā)生。在堿性條件下，只能由酯的水解在堿性條件下，只能由酯的水解得到酸和醇，不會發(fā)生逆反應。得到酸和醇，不會發(fā)生逆反應。原因是在堿性條件下，原因是在堿性條件下，羧酸立即與堿發(fā)生酸堿中和反應轉(zhuǎn)變?yōu)轸人岣撾x子，羧酸立即與堿發(fā)生酸堿中和反應轉(zhuǎn)變?yōu)轸人岣撾x子，羧酸根負離子中羰基活性極低，不能接受親核試劑進攻。羧酸根負離子中羰基活性極低，不能接受親核試劑進攻。.酸催化：酸催化：雙分子酰氧鍵斷裂

46、（雙分子酰氧鍵斷裂（AAc2） RCOORHCOHORRC OROHOH2R快(慢慢) )H2OCOHOHRRCOOHC OROHORHHORH+ROH + HROH 比比 RO -易離去易離去CR1R2R3*時，由于發(fā)生酰氧鍵斷裂，時，由于發(fā)生酰氧鍵斷裂，所以，得到構型保留產(chǎn)物。所以，得到構型保留產(chǎn)物。 當當R 為：為：.主要影響因素為四面體的空間張力取代基的電子效應對反應速度影響不大吸電子基有利于羰基的反應，不利于羰基的質(zhì)子化斥電子基有利于羰基的質(zhì)子化，不利于羰基的反應.例：例：25RkCH31CH3CH2CH(CH3)20.970.53RkCH31CH3CH2CH(CH3)20.830.

47、270.025C(CH3)3RkCH31CH2PhCHPh20.560.150CPh3主要影響因素羰基碳上的空間位阻主要影響因素羰基碳上的空間位阻.若若RO 中的中的C原子是三級碳原子原子是三級碳原子RCOOCR3HCOHORCR3ROCOH+ CR3H2OH2OCR3-HHOCR3酸性單分子烷氧鍵斷裂機理（酸性單分子烷氧鍵斷裂機理（AAl1)利用利用1818O O標記的水進行反應，發(fā)現(xiàn)標記的水進行反應，發(fā)現(xiàn)1818O O分子出現(xiàn)在三苯甲醇分子中，說明發(fā)生分子出現(xiàn)在三苯甲醇分子中，說明發(fā)生的是烷氧見的斷裂。的是烷氧見的斷裂。.主要影響因素為碳正離子的穩(wěn)定性生成穩(wěn)定的碳正離子的化合物按此機理反應叔碳正離子、芐基碳正離子、烯丙基碳正離子.例：例：25RkCH311.15C(CH3)3決定因素：碳正離子穩(wěn)定性決定因素：碳正離子穩(wěn)定性.酸性單分子酰鍵斷裂機理（酸性單分子酰鍵斷裂機理（AAc1)位阻很大的酯進行的反應H3CCH3COOCH3CH3HH3CCH3CCH3OCH3