第1β-二羰基化合物第2有機(jī)合成

1、第1-二羰基化合物第2有機(jī)合成(一) 酮-烯醇互變異構(gòu) (二) 乙酰乙酸乙酯的合成及應(yīng)用 (三) 丙二酸二乙酯的合成及應(yīng)用 (四) 其它含活潑亞甲基的化合物 (五) Michael加成 第一節(jié) -二羰基化合物第十六章 -二羰基化合物和有機(jī)合成 第一節(jié) -二羰基化合物 兩個羰基被一個亞甲基相間隔的二羰基化合物叫做-二羰基化合物。例如： 二羰基化合物的H受兩個羰基的影響，具有特殊的活潑性！ (一) 酮-烯醇互變異構(gòu) 乙酰乙酸乙酯既有羰基的性質(zhì)，又有羥基和雙鍵的性質(zhì)，表明它是由酮式和烯醇式兩種互變異構(gòu)體組成的： 為什么乙酰乙酸乙酯是由酮式和烯醇式兩種互變異構(gòu)體組成的？其烯醇式結(jié)構(gòu)有一定的穩(wěn)定性： 下

2、列數(shù)據(jù)說明了結(jié)構(gòu)對烯醇式含量的影響： 注意下列表達(dá)方式的不同含義： (二) 乙酰乙酸乙酯的合成及應(yīng)用 乙酰乙酸乙酯的合成-Claisen酯縮合反應(yīng) (2) 乙酰乙酸乙酯的性質(zhì) (甲) 成酮分解 (乙) 成酸分解 (3) 乙酰乙酸乙酯在合成上的應(yīng)用 (甲) 制甲基酮 (乙) 制二元酮 (二) 乙酰乙酸乙酯的合成及應(yīng)用 (1) 乙酰乙酸乙酯的合成Claisen酯縮合反應(yīng) 討論： Claison酯縮合反應(yīng)的本質(zhì)是利用羰基使H的酸性大增，在強(qiáng)堿(堿性大于OH)作用下，發(fā)生親核加成-消除反應(yīng)，最終得到-二羰基化合物。 酮的酸性一般大于酯，所以在乙醇鈉的作用下，酮更易生成碳負(fù)離子。例如： 交錯的酯縮合反應(yīng)

3、： 分子內(nèi)的酯縮合反應(yīng)被稱為Dieckmann反應(yīng)： (2) 乙酰乙酸乙酯的性質(zhì) (甲) 成酮分解 乙酰乙酸脫羧歷程： (乙) 成酸分解 反應(yīng)歷程： (3) 乙酰乙酸乙酯在合成上的應(yīng)用 (甲) 制甲基酮 制一烴基取代的甲基酮： 制二烴基取代的甲基酮： 制環(huán)狀的甲基酮： （乙）制二酮 制-二酮(1,3-二酮)： 制1,4-二酮： 制1,6-二酮： (三) 丙二酸二乙酯的合成及應(yīng)用 丙二酸二乙酯的制法 (2) 丙二酸二乙酯在有機(jī)合成上的應(yīng)用 (甲) 制烴基取代乙酸 (乙) 制二元羧酸 (三) 丙二酸二乙酯的合成及應(yīng)用 (1) 丙二酸二乙酯的制法 (2) 丙二酸二乙酯在有機(jī)合成上的應(yīng)用 (甲) 制烴

4、基取代乙酸 思考題：用丙二酸二乙酯制備 。 提示：用1,2-二溴乙烷與丙二酸二乙酯負(fù)離子反應(yīng)（11）。 (乙) 制二元羧酸 (四) 其它含活潑亞甲基的化合物 下列化合物都屬于含有活潑氫的化合物： 它們都可與堿作用可生成具有親核性的碳負(fù)離子，與： 發(fā)生親核反應(yīng)，形成新的碳碳健，這在有機(jī)合成中非常重要。 例如： 若采用相轉(zhuǎn)移催化法，反應(yīng)可在強(qiáng)堿的水溶液中進(jìn)行： Knoenenagel反應(yīng)： 醛、酮在弱堿(胺、吡啶等)催化下，與具有活潑-氫的化合物進(jìn)行的縮合反應(yīng)。例如： (五) Michael加成 Michael加成碳負(fù)離子與,-不飽和羰基化合物進(jìn)行共軛加成，生成1,5-二羰基化合物的反應(yīng)。例如：

5、其它堿和其它,-不飽和化合物也可進(jìn)行Michael加成。例如： Michael加成是制取1,5二羰基化合物的最好方法! 解：思考題：由乙酸乙酯、丙烯腈制備5-己酮酸 答案 解：Robinson并環(huán)反應(yīng)： 即Michael加成與羥醛縮合聯(lián)用，合成環(huán)狀化合物。 例：用C4或C4以下有機(jī)物制備 答案 第二節(jié) 有機(jī)合成 (一) 有機(jī)合成的任務(wù)和意義(二) 設(shè)計(jì)有機(jī)合成路線的基本原則(三) 有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì) (四) 工業(yè)合成 第二節(jié) 有機(jī)合成 (一) 有機(jī)合成的任務(wù)和意義 有機(jī)合成的任務(wù)就是利用已有的原料，制備新的、更復(fù)雜、更有價值的有機(jī)化合物。 合成一個有機(jī)化合物常?？梢杂卸喾N路線。例如，丙酮的制法

6、有多種： 丙烯氧化： 異丙醇氧化： 異丙苯氧化法： 丙炔水合： 乙醛與格氏試劑反應(yīng)： 乙腈與格氏試劑反應(yīng)： 3-丁酮酸脫羧： 以上的例子說明，有機(jī)合成并非只有唯一的答案。即使對于一個較簡單的合成，也往往可從逆推法導(dǎo)出許多不同的中間體，組成許多不同的合成程序，結(jié)果得到一個所謂的“合成樹”： 對于復(fù)雜的合成來說，合成樹將變得非常巨大，以致于有人采用計(jì)算機(jī)為工具從漫無邊際的合成樹中找出一條合理的合成路線，并已逐漸發(fā)展成一門專門的學(xué)科。但目前，在很多情況下，實(shí)驗(yàn)化學(xué)家通過邏輯分析加上直覺所設(shè)計(jì)的合成路線常常比計(jì)算機(jī)解得的更切實(shí)可行。但要運(yùn)用邏輯和憑直覺，就必須通曉大多數(shù)有機(jī)反應(yīng)并熟悉其反應(yīng)機(jī)理。 (二

7、) 設(shè)計(jì)有機(jī)合成路線的基本原則 通常有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)所考慮的一般原則主要有三點(diǎn)：途徑簡捷；原料易得；總產(chǎn)率高。 例：由C4或C4以下有機(jī)物合成二丙基乙酸。 解：使用逆推法可導(dǎo)出下列幾個中間產(chǎn)物： 其具體合成方法分別表示如下： 其中，方法(I)較為合理，而其它方法反應(yīng)步驟較長。 (I) (II) (III) (三) 有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì) (1) 碳架的建立 (2) 官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化 (3) 官能團(tuán)的保護(hù) (4) 立體構(gòu)型的控制 (三) 有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì) 對目標(biāo)化合物的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括三個方面：碳架的建立；官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化；立體化學(xué)的選擇和控制。 其中碳架的建立是設(shè)計(jì)合成路線的核心。 (1) 碳架的建

8、立碳架的建立實(shí)際上是新的碳-碳鍵如何形成的問題。 而碳架的建立也不能脫離官能團(tuán)，因?yàn)樘继兼I形成的反應(yīng)一般也要發(fā)生在官能團(tuán)上或受官能團(tuán)影響而活化的部位上(例如雙鍵或羰基的位)。 例1：由C3或C3以下有機(jī)物合成2-丁酮 解：由逆推法分析： 合成路線： 例2：從乙烯、丙烯合成正辛烷 (2) 官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化 碳架的建立與官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化是密切聯(lián)系在一起的。形成碳碳鍵時，必須通過官能團(tuán)或官能團(tuán)影響下的反應(yīng)才能實(shí)現(xiàn)，而且構(gòu)成碳架之后往往還要通過官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化、引入、除去或替代，才能達(dá)到目標(biāo)分子的結(jié)構(gòu)。 例1：用簡單的原料合成 例2：由簡單化合物合成 解： (3) 官能團(tuán)的保護(hù) 官能團(tuán)保護(hù)最常用方法是先將不希望轉(zhuǎn)化的官能團(tuán)保護(hù)起來，待反應(yīng)完成后再將其復(fù)原。 例1：由CH2=CH-CHO合成 解：此題需要保護(hù)醛基。例2：由甲苯制備 解：此題需要保護(hù)氨基：官能團(tuán)保護(hù)的另一種方法是利用不同官能團(tuán)對試劑選擇性的不同，選取特殊的試劑，以達(dá)到預(yù)期的目的。 例： (4) 立體構(gòu)型的控制 例：從乙烯、丙烯合成順-4-辛烯、反-4-辛烯 (四) 工業(yè)合成 實(shí)驗(yàn)室合成是工業(yè)合成的基礎(chǔ)，但不等同于工業(yè)合成。工業(yè)合成的特點(diǎn)是規(guī)模大，注重降低成本。除了考慮反應(yīng)原理和單元操作