有機(jī)反應(yīng)機(jī)理四碳負(fù)離子

：歡迎有機(jī)化學(xué)大講堂有機(jī)反應(yīng)機(jī)理（四）——碳負(fù)離子（一）課程請(qǐng)掃描下方碳負(fù)離子縮合 關(guān)鍵點(diǎn)1.醛酮，酯和β-二羰基化合物的α碳都有一定的酸性，在酸或堿的催化下，可以互變成烯醇或烯醇負(fù)離子，從而使其α碳具有很強(qiáng)的親核性。親核性親核性親核性醛、酮碳負(fù)離子（羥醛縮合）酯碳負(fù)離子（瑞福馬斯基反應(yīng)和達(dá)參反應(yīng)）β-二羰基化合物碳負(fù)離子（腦文格反應(yīng)）醛、酮大綱：?烯醇負(fù)離子與醛酮親核加成：醛、酮碳負(fù)離子（酮酯縮合）酯碳負(fù)離子（酯縮合）β-二羰基化合物碳負(fù)離子酯?烯醇負(fù)離子與酯的加成-消除：醛、酮碳負(fù)離子酯碳負(fù)離子β-二羰基化合物碳負(fù)離子酯、酰氯和酸酐?與鹵代烴的親核取代——烴基化； 與酯、酰氯和酸酐的加成-消除——?；?.利用α碳的親核性可以發(fā)生三大類縮合反應(yīng)，分別是與醛酮發(fā)生親核加成反應(yīng)，與酯、酰氯和酸酐發(fā)生加成消除反應(yīng)，與鹵代烴發(fā)生親核取代反應(yīng)，這就是碳負(fù)離子縮合反應(yīng)的本質(zhì)。醛、酮碳負(fù)離子酯碳負(fù)離子β-二羰基化合物碳負(fù)離子鹵代烴醛或酮酸或堿β-羥基醛

或β-羥基酮H+加熱（一）醛酮α碳負(fù)離子與醛酮的親核加成反應(yīng)——羥醛縮合反應(yīng)1.

反應(yīng)式：β-羥基醛和β-羥基酮很容易失水，有的反應(yīng)過程中就失水了，有的需要強(qiáng)酸或強(qiáng)堿作用下脫水。H+加熱H+加熱α，β-不飽和醛酮?烯醇負(fù)離子與醛酮的親核加成：B.堿催化：2.反應(yīng)機(jī)理：羥醛縮合的本質(zhì)就是羰基α碳作為親核試劑對(duì)另一分子醛酮的羰基進(jìn)行親核加成反應(yīng)。A.酸催化：插烯規(guī)則：在醛、酮的羰基和α碳之間一個(gè)或一個(gè)以上的乙烯基，則與的n個(gè)乙烯基兩端相連的羰基和α-H的反應(yīng)活性不變。可逆性：羥醛縮合是可逆性反應(yīng)，低溫有利于正反應(yīng)，高溫有利于逆反應(yīng)。例1：推斷該反應(yīng)機(jī)理解：（二）胺甲基化反應(yīng)——Mannich（曼尼希）反應(yīng)1.

反應(yīng)式：含活潑氫的化合物

++胺酸曼氏堿2.

反應(yīng)機(jī)理：和胺先形成亞胺，羰基形成烯醇，其α碳作為碳負(fù)離子去進(jìn)攻亞胺，發(fā)生親核加成。（三）

Robinson（魯賓遜）增環(huán)反應(yīng)環(huán)己酮與曼氏堿在堿的存在下發(fā)生反應(yīng)生成二并六元環(huán)的反應(yīng)稱為魯賓遜增環(huán)反應(yīng)。1.

反應(yīng)式：環(huán)己酮

+

曼氏堿堿二并六元環(huán)2.

反應(yīng)機(jī)理：反應(yīng)機(jī)理分為三步，第一步曼氏堿先分解成α，β-不飽和酮；第二步環(huán)己酮與α，β-不飽和酮發(fā)生邁克爾加成；第三步發(fā)生分子內(nèi)的羥醛縮合關(guān)環(huán)。例1：推斷下列反應(yīng)機(jī)理解：1.

Reformatsky（瑞佛馬斯基）反應(yīng)（1）反應(yīng)式：醛或酮與α-溴代酸酯和鋅在惰性溶劑中相互作用，得到β溴代酸酯的反應(yīng)。醛、酮

+ α-溴代酸酯 +

鋅惰性溶劑β-羥基酸酯（2）反應(yīng)機(jī)理：α溴代酸酯與鋅形成有機(jī)鋅試劑后，α碳具有了碳負(fù)離子的性質(zhì)，然后再與醛酮進(jìn)行親核加成。（四）酯α碳負(fù)離子與醛酮的親核加成反應(yīng)——瑞福馬斯基反應(yīng)和達(dá)參反應(yīng)2.Darzen（達(dá)參）反應(yīng)（1）反應(yīng)式:醛、酮在強(qiáng)堿作用下和一個(gè)α-鹵代酸酯反應(yīng)，生成α，β-環(huán)氧羧酸酯。（2）機(jī)理：在強(qiáng)堿的作用下，α-鹵代酸酯的α碳直接轉(zhuǎn)化成碳負(fù)離子，然后與醛酮發(fā)生親核加成反應(yīng)，最后發(fā)生分子內(nèi)的SN2反應(yīng)生成環(huán)氧化合物。醛、酮

+

α-鹵代酸酯堿α，β-環(huán)氧羧酸酯生成的α-β環(huán)氧酸酯可以水解成羧酸，但很不穩(wěn)定，受熱后容易失去生成醛酮。機(jī)理如下：1.反應(yīng)式:在堿催化下，芳香醛與酸酐反應(yīng)生成β-芳基-α，β-不飽和酸。芳香醛

+羧酸堿（五）酸酐α碳負(fù)離子與醛酮的親核加成反應(yīng)——Perkin（浦爾金）反應(yīng)β-芳基-α，β-不飽和酸2.

反應(yīng)機(jī)理：酸酐形成的碳負(fù)離子與芳香醛發(fā)生親核加成。1.

反應(yīng)式：在弱堿的催化下，醛、酮和含有活潑亞甲基的化合物發(fā)生的失水縮合反應(yīng)。2.

反應(yīng)機(jī)理：在弱堿作用下，β-二羰基化合物形成碳負(fù)離子后對(duì)醛酮進(jìn)行親核加成反應(yīng)。（六）β-二羰基化合物α碳負(fù)離子與醛酮的親核加成反應(yīng)——Knoevenagel（腦文格）反應(yīng)醛、酮 +

β-二羰基化合物

α，β不飽和羰基化合物弱堿Z或Z’=CHO,CORCOOR,

COOH,

CN,

NO2（一）酯α碳負(fù)離子與酯的加成消除反應(yīng)——酯縮合反應(yīng)兩分子酯在堿的作用下失去一分子醇生成β-羰基酯的反應(yīng)稱為酯縮合反應(yīng)。也稱Claisen（克萊森）縮合反應(yīng)。1.

反應(yīng)式：酯+酯堿β-羰基酯?烯醇負(fù)離子與酯的加成-消除反應(yīng)：2.

反應(yīng)機(jī)理：酯形成碳負(fù)離子后與另一分子酯發(fā)生加成-消除反應(yīng)。酯縮合反應(yīng)為可逆反應(yīng)，逆反應(yīng)中相當(dāng)于羥基或烷氧基對(duì)羰基進(jìn)行親核加成，然后消除碳負(fù)離子。3.

分子內(nèi)的酯縮合反應(yīng)：當(dāng)分子內(nèi)含有兩個(gè)酯基且兩個(gè)酯基間被四個(gè)或四個(gè)以上的碳相隔時(shí)，可以發(fā)生分子內(nèi)的酯縮合關(guān)環(huán)，又稱為Dieckmann（狄克曼）反應(yīng)。如果生成（i），兩個(gè)羰基中間的碳沒有氫，無法生成烯醇負(fù)離子，平衡向左，最后都生成能形成穩(wěn)定烯醇負(fù)離子的（ii）。當(dāng)分子不對(duì)稱時(shí)，含氫較多的α碳形成烯醇負(fù)離子后進(jìn)行反應(yīng)。由于酯縮合反應(yīng)的可逆性，（i）可以通過酯縮合反應(yīng)的逆反應(yīng)開環(huán)，然后再進(jìn)行正向酯縮合轉(zhuǎn)化為更穩(wěn)定的式（ii）。酮形成烯醇負(fù)離子后，可以與酯通過加成消除機(jī)理進(jìn)行縮合。1.

反應(yīng)式：（二）酮α碳負(fù)離子與酯的加成消除反應(yīng)——酮與酯的縮合反應(yīng)2.

反應(yīng)機(jī)理：酮形成碳負(fù)離子后與酯發(fā)生加成-消除反應(yīng)。酮+酯β-羰基酮堿同酯縮合相似，該反應(yīng)也是可逆的。與酯縮合逆反應(yīng)相似，酮酯縮合逆反應(yīng)無非是羥基或烷氧負(fù)離子對(duì)羰基親核加成后，消除碳負(fù)離子而已。例1：推斷下列反應(yīng)機(jī)理例2：（一）酯的烴基化、酰基化反應(yīng)1.反應(yīng)式和機(jī)理：?烯醇負(fù)離子與鹵代烴的親核取代反應(yīng)——烴基化與酯、酰氯和酸酐的加成-消除反應(yīng)——酰基化烴基化：SN2親核取代?；杭映?消除（二）酮的烴基化、?；磻?yīng)1.反應(yīng)式和機(jī)理：親核加成SN2親核取代加成-消除1.控制α位烴基化、?；捎么尖c或1當(dāng)量強(qiáng)堿 碳負(fù)離子，可以控制在α位烴基化、酰基化。（三）β-二羰基化合物的烴基化、?；磻?yīng)2.控制γ位烴基化、酰基化和α，γ位雙烴基化、?；捎脙僧?dāng)量強(qiáng)堿使α，γ位都形成碳負(fù)離子，γ位碳負(fù)離子堿性大。當(dāng)用一當(dāng)