当前位置: 首页 > >

海南大学药物合成缩合反应课件-PPT资料85页_图文

制作者:王世范 主讲者:王世范

第四章 缩合反 应
Condensation Reaction
知之不如好之,好之不如乐之
——学习的三种境界

缩合反应:
两个或两个以上分子作用,失去 一个小分子,生成较大的分子。

第一节 α-羟烷基、卤烷基、氨烷基化反应 一、α-羟烷基化
1. Aldol缩合 (羟醛缩合)

定义:含有α-H的醛或酮,在碱或酸的催化作用下生成 β羟基醛或β羟基酮的反应(醛、酮之间的缩合)

2 R C H 2C R ' O H 或 HR H C 2C R ' R C C O R ' -H 2 OR H 2 C R C ' C R O C R '

O

O H H

机 理 a: 碱催化 无机碱: NaOH, Na2CO3 有机碱: EtONa, NaH

1 Aldol缩合

H 2 RC C

R '

B : H RC C R '



O

O

RC C R ' H O

H 2 R ' RC C

+ RH CC R ' 快RH C 2C R ' R CO C R '

O

O

OH

B:

R' RO
H2

RC C C C

R'

O HH

B:

R' RO
H2 RC C CC

R'

-H2O

产 物 不 稳 定

1 Aldol缩合

机 理 b: 酸催化 H2SO4 HCl TsOH

R C H 2C R ' H +R C H 2C R '

O

O H

R C H 2C R ' H O

RC H 3CR ' +RH CCR '

H O

O H

R H C 2C R ' R CC OR ' H
O H

H H 2R ' R RCCC

O C

R ' -H 2 O

R ' C

O CC R '

H O H 2

-H R H 2 C R

Aldol缩合 1)自身缩合 (一般用碱性催化剂)

2CH3CH2CH2CHO

NaOH 25℃

CH3CH2CH2CH OH

NaOH 80℃

CH3CH2CH2CH

H C CHO CH2CH3
C CHO CH2CH3

OO

O

+

A l( t- B u O ) 4

O H

O H 3 P O 4

Aldol缩合 1)自身缩合 (一般用碱性催化剂) 应用:2-乙基己醇(异辛醇)的生产

C H 3C H 2C H 2C H 2-C H C H 2O H C H 2C H 3

C H 3 C H 2 C H 2 C H 2 = C H C H O C H 2 C H 3

2 C H 3 C H 2 C H 2 C H O CH3CH2CH2CH2-CHCHO
OH CH2CH3

Aldol缩合 2)不同的醛酮之间的缩合

O

O

R H 2 C C R '+ R ''H 2 CC R '''

a.

H

O C

H

与含α-H醛酮的反应(羟甲基化)

O

O N a O H

O 草 酸

O

H C H + C H 3 C C H 3 H O H 2 C C H 2 C C H 3 △ H 2 C C H C C H 3

O 2 N

O
H C H O
CC H 2 N H C O C H 3N a H C O 3 O 2 N

O CC H N H C O C H 3
C H 2 O H

Aldol缩合 2)不同的醛酮之间的缩合

卡 尼 查 罗 反 应 : α 位 上 无 活 泼 氢 的 醛 类 和 浓 N a O H 或 K O H ( 或 醇 ) 作 用 生 成 醇 和 酸

2 R C H O+O H -

R C H 2O H+R C O O -

应用

O
C a (O H )2
C H 3 C H+3 H C H O

C H 2 O H
H C H O
H O H 2 CC C H O

C H 2 O H H O H 2 CC C H 2 O H +(H C O O )2 C a

C a (O H )2
C H 2 O H

C H 2 O H

季 戊 四 醇

Aldol缩合 2)不同的醛酮之间的缩合

b 苯甲醛与含α-H醛酮的反应(Claisen-Schimidt))

C H OO K O H
+ C H 3 C H

H CH C 2O C H -H 2 O O H

O H C CC H H 肉 桂 醛 ( 反 式 )

C H O O N a O H
+ H 3 CCP h

O

H

C 6 H 5 H

CC H 反 C 式 P hH C O P h

Aldol缩合 2)不同的醛酮之间的缩合

S +
O

C H O
H 2 S O 4
N O 2

CHO

O

+ H3CC CH2CH3
13

KOH H+

S O 2 N H C
O

H CC
H

O C CH2CH3

O H C C C CH3
CH3

Aldol缩合 3). 分子内缩合 二羰基化合物发生分子内缩合形成环状化合物。例如:
如果有多种成环选择,则一般都形成五、六员环。

Aldol缩合 4)含不同α -H 醛酮之间的反应
a 与LDA作用定向生成动力学盐(低温强碱)

O L D A

O L i

O H OO

R C R

C 3 H 7C C H 3 H 3 C H 2 C H 2 C CC H 2

R C C H 2 C C H 2 C H 2 C H 3

- 7 8 ℃ L D A 二 异 丙 胺 锂

R

O

O

C H 3 C H 3 C H OH 3 C H C C H 3

L D A /-7 8 ℃

反 应 受 动 力 学 控 制

Aldol缩合 4)含不同α -H 醛酮之间的反应
b 烯胺法:

NH2 CH3CHO+

-H2O

H H3CC N

LDA

H2C

C H

N

CH3CH2CHO

H2

H3CH2CHC

CCN H

HO

-H2O

HO H2 O

H3CH2C

C H

C

C

H

2. 不饱和烃α羟烷基化(Prine普林斯)(1,3-丙二醇 缩醛)

RHC CH2 + HCHO

R

H+

CH

OH

R
CH2 or

CH2OH

OO C H2

O HCH + H+

OH HCH

H2C OH

δ

R

C H

CH2

H RC

H C2H C2OHH2ORCHH C2H C2OHHCHORO

O

OH

2. 不饱和烃α羟烷基化(Prine)

如果用HCl作催化剂则生成

H C l +H C H O

C l 中 间 体
C H 2 O H

C H 2 O H

H C CH2

H2O + HCHO

HCOOH

CH CH2 OHCH2OH

HCHO

OO

3 芳醛的α -羟烷基化(安息香缩合)

芳香醛或少数不含α-H的脂肪醛在CN?的催化作用下,发生双分子缩合, 生成α-羟基酮。

_ H 2O 2 PhC H O + C N
R O H

O H O PhC H C Ph

OH O

KCN

2 HCHO

HCH CH

P h C H O + M e O

K C N

C H O

M e O

OO H CC H P h

机理:

能用于催化这个反应的催化剂不多,CN?是最有 效的。但氰化物剧毒。近年发现维生素B1催化效 果良好。

PhCHO + CN
OH O PhC CHPh
CN

O PhCH CN
O OH PhC CHPh
CN

OH PhCH O
PhC CN
O OH PhC CHPh

中间体

OH

C

R

CN

当R为吸电子基团时有利于反应但不能生成对称的α -羟基 酮, 能与苯甲醛反应生成不对称的α -羟基酮.如:

H 3 C N
H 3 C

C H O + A rC O H N p a H C = N 7 / E ~ t O 8 H △ / H 2 O H H 3 3 C C N

O C C H
O H

5-硝基糠醛是医药工业的原料,醛基与氨基 化合物缩合可制备呋喃西林、呋喃唑酮等杀 菌和抗菌药物(西夫碱具有较好的抗菌性能)。

O2N O CHNNHCONH2 呋喃西林

O2N O CHNN OO
呋喃唑酮

4. 有机金属化合物的α -羟烷基化反应 1)Reformatsky(雷福尔马特斯基) 反应
醛或酮与α-卤代酸酯和锌在惰性溶剂中反应, 经水解后得到β-羟基酸酯。

机理
这个反应不能用Mg或Li代替Zn, 因为形成的格氏 试剂会立即会与本身的酯基反应。 用溴代物较多,因为活性适当。

应用

4. 有机金属化合物的α -羟烷基化反应 1)Grignard(格氏反应)

French chemist, Nobel Prizewinner in 1912 for Grignard reagents, the author of some 170 publications on his researches
Born: Cherbourg, 6 May 1871
Died: Lyon, 13 December, 1935

Victor Grignard

Grignard’s academic experiences
? Victor Grignard had a strange start in academic life for a chemist - he took a maths degree. When he eventually switched to chemistry, it wasn't to the mathematical province of physical chemistry but to organic chemistry.

Grignard’s academic experiences
? While attempting to find an efficient catalyst for the process of methylation (甲基化), he noted that Zn in diethyl ether(乙醚)had been used for this purpose and wondered whether the Mg/ether combination might be successful. Grignard reagents were first reported in 1900 and Grignard used this work for his doctoral thesis in 1901.

Grignard’s academic experiences
? In 1910, Grignard obtained a professorship at the University of Nancy and in 1912 was awarded the Nobel prize for chemistry which he shared with Paul Sabatier who had made advances in Nickel catalysed hydrogenation.

Grignard reagents
? An important class of extremely reactive chemical compounds used in the synthesis of hydrocarbons(烃), alcohols, carboxylic acids, and other compounds.
? The reaction of Grignard reagents with aldehydes(醛) to form alcohols is of particular importance in the laboratory.

Grignard reagents
? Chemically, a Grignard reagent is an organic magnesium halide(卤化镁) dissolved in a nonreactive solvent(溶剂) (typically dry ethyl ether).
? Air is usually excluded from the reaction vessel, e.g., by flushing it with nitrogen.

Reactions of Grignards
1)vigorously with compounds with 'active' hydrogens- OH, NH and others

Reactions of Grignards
2)enthusiastically with all kinds of C=O bonds

Example
3) This is a fantastically good way of making carboxylic acids. After the reaction of the Grignard with carbon dioxide, addition of mineral acid liberates the carboxylic acid. So we can convert an alkyl bromide to an acid - our first C-C bond-forming reaction!

History of organometallic compound with magnisium
? Meyer and his students (1888) ? P. L?hr —— the first paper ? H. Fleck —— special reaction ? P. A. Barbier —— apply it to synthesis ? V.Grignard —— use it in synthesis
systematically with proper solvent

二、α-卤烷基化(Blanc反应,氯甲基化反应)

A r H + H C H O H C l / Z n C l 2A r C H 2 C l

机理:(苯环上有供电子基有利于反应,因为此为亲电反应)

H C O + H + H C O H H 2 C O H A r H A r C H 2 O H H C l A r C H 2 C l

H

H

A rC H 2C l

N aO H

[O ]

A rC H 2 O H

A rC H O

K C N A r C H 2 C N H 2 O ( H + )A r C H 2 C O O H

N H 3 A rC H 2N H 2
R 3 N ArCH2NR3Cl

Blanc氯甲基化反应可用于延长碳链

H C H O /H C l/Z n C l2

C H 2 C l K C N

C H 2 C N H 2 O H +

C H 2 C O O H

A r C H 2 C lC H 2 ( C E O t 2 O O C 2 H 5 ) 2 A r C H 2 C H ( C O O C 2 H 5 ) 2 △ 水 - C 解 O 2 A r C H 2 C H 2 C O O H

COCH3 OH

HCHO 30℃ HCl/ZnCl 2


位阻小

HCHl/CZHnCOl270℃

H3COC OH
ClH2C

ClH2C

COCH3 OH
CH2Cl

三 α-氨烷基化反应(Mannich反应)

含有a?活泼氢的醛、酮与甲醛及胺(伯胺、仲胺或氨)反应,结果 一个a?活泼氢被胺甲基取代,此反应又称为胺甲基化反应,所得 产物称为Mannich(曼尼奇)碱

通 式 :

R EtO H

R'H

+

HCHO+HN HCl

R

or苯

R R' H2CN
R

活 性 氢 化 合 物 : 醛 、 酮 、 羧 酸 、 腈 、 硝 基 烷 、 含 活 泼 氢 的 炔 、 活 化 的 芳 环 。 应 用 最 广 的 是 甲 基 酮 和 环 酮 。

机理

CH2O +R2N

OH H2C NR2 H+ CH2=NR2

O

H+

CC

H OH H+
CH C

H OH CC

R2N CH2 +

OH CC

H2 O R2N CH2 C C

+ H+

影响因素:
胺 : 仲 胺 氮 上 只 有 一 个 氢 , 反 应 产 物 单 一 , 而 氨 或 伯 胺 , 产 物 复 杂 , 伯 胺 发 生 两 次 反 应 。
最 常 用 H NC H 3H C l、 二 乙 胺 、 H N 、 H N O 、 H N
C H 2
哌 啶 吗 啉 吡 咯 烷
含 有 两 种 α - H 的 不 对 称 酮 反 应 发 生 在 多 取 代 α 碳 上 。
α , β - 不 饱 和 酮 的 反 应 发 生 在 饱 和 的 α 碳 上
酚 类 和 活 化 芳 杂 环 , 氨 甲 基 进 入 电 荷 密 度 较 高 的 位 置

例:

O H 3 C C C H 3 + H C H O + C H 3 N H 2 H C l

O

O

H C H O + H 3 C C C H 3

H 3 C C C H 2 C H 2 N H C H 2 H C l

O

H 3 CC C H 2 C H 2

O

NC H 3

H 3 CC C H 2 C H 2

C H 3
N O

A ld o l

O

C H 3 N -H 2 O

O

H 3 C C H 3 C O

H 3 C C H O C H 3

H 3 C C

C H 3 N
C H 3



OH

H3C

+2HCHO

+

NH H3C

HCl

OCH3

强极性供电基 OH

NH2C

CH2N

OCH3 中等极性供电基

O

O

O

C H 3 +(C H 2 O )3+ ( C H 3 ) 2 N H . H C l H 回 2 流 O

C H 3

+(H 3 C )2 N H 2 C

C H 2 N (C H 3 )2

C H 2 N (C H 3 )2

7 0 %

3 0 %

抗疟疾药常洛林

NH

OH

HCHO

NH

CH2 N OH
CH2 N

N H

第二节 β-羟烷基、β-羰烷基化反应 一、 β-羟烷基化反应

芳烃的β-羟烷基化:Lewis酸作用下,芳烃 与环氧乙烷发生F-C反应生成β-羟基乙醇

CH3
+
CH3

H2C CH2 O

AlCl3

CH2CH2OH CH3
CH3

二、 β-羰烷基化反应1、Michael(迈克尔)加成
α ,β-不饱和羰基化合物和活性亚甲基化合物在碱催化下进
行共轭加成,称为Micheal加成
C H 2 = C H C O C H 3 + C H 2 ( C O O C 2 H 5 ) 5 C 2 H 5 O N a C H ( C O O C 2 H 5 ) 2 C 2 H 5 O H , < 2 5 ℃ C H - C H 2 C O C H 3
电子给体:活泼亚甲基化合物、烯胺、氰乙酸酯类、酮酸酯、 硝基烷类、砜类等 电子接受体:-不饱和醛、酮、酯,不饱和腈、不饱和硝基化 合物以及易于消除的曼尼希碱 催化剂:醇钠(钾)、氨基钠、吡啶、三乙胺、季铵碱

Michael加成——碳负离子与α,β-不饱和羰基化合物进行共轭加 成,生成1,5-二羰基化合物的反应。机理:

O

O

CH3-C-CH2-C-OC2H5 NaOC2H5

O

O

CH3-C-CH-C-OC2H5

- Na+

O d? dC+ C C
1,4-??

O2 CH5 O C=O C3 HC-CHC

OC C HO2HC5

O2 CH5 O C=O C3 HC-CC H

OH

C C

烯醇式重排

烯醇式

CH3OC-O CCC =2HHO5C-CHOC
酮式

5%NaOH H+

O CH3OC-C2-HC-CHC
1,5-二羰基化合物 (1,2-加成产物)

不对称酮的Micheal加成

O COOH

O

O

R + H 2CC HCO C H 3

O R

O

C H 2C H 2C O C H 3

在 取 代 基 多 的 一 侧 取 代

O
C H 3
+
N H

O
N C H 3+H 2C C HC O C H 3
在 取 代 基 少 的 一 侧 反 应

Micheal反应的应用

﹡C E H t C N + C H 2 = C H - C N C K H O 3 O H H

C N
C E t C H 2 C H 2 C N

O

O

C H 2 N ( C H 3 ) 2

E tO N a



+C H 3 N O 2

C H 2 C H 2 N O 2

O C H 2
先 生 成

易于消除的曼尼希碱

Micheal反应的应用

OO +O 2N

130℃ C H =C H -C O C H 3

O H

OO

O

OO

C H O H

N O 2

C H 2C O C H 3

O H3C

CH3

O NaOEt

+ Et NCH2CH2 CCH3

O

EtOH

Et

Aldole

H2O

O

O

OH

CH3

O

CH2CH2 CCH3

H3C O
OCH3

Michael加成与其它缩合反应联用合成环状化合物

O

CH3
+

CH2

O CHCCH3甲醇 KO ,回 H流

O

O CH3 O

① N ,苯,回流 H
O ②H+,-H2O

O CH3
O (63% ~65% )

Micheal反应的应用
其它碱和其它α,β-不饱和化合物也可进行Michael加成。

C H 3 C O C H 2 C O C H 3 + d C + H 2 = C d ? H d C +N d ?( C 2 2 H 5 5 ) 。 3 C N , , 7 叔 1 % 丁 醇 C H 3 C O C C H H 2 C C O H C 2 H C 3 N

H CCd C +O C 2 H 5 +C H 3 C O C H 2 C O O C 2 H 5C 2 H 5 O N a H - C = C H - C O O C 2 H 5

d +d ? O

C H 3 C O C H C O O C 2 H 5

d ?

Micheal反应的应用

Michael加成是制取1,5-二羰基化合物的最好方法!

O ?1?? CH3CCH2COOC2H5

O

O

CH3CCH2CH2CH2CCH3 12 3 4 5

O

O

CH3CCH2COOC2H5 + CH2=CH-C-CH3 NaOC2H5

O

O

HOC2H5 CH3CCH-CH2CH2CCH3 5%NaOH H+

COOC2H5

O

ONa

CH3CCH-CH2-CH=CCH3

COOC2H5

O

O

CH3CCH2CH2CH2CCH3

例 2 : 由 C H 2 ( C O O C 2 H 5 ) 2

O
1 2
3C 4H 2 - C 5 O O H

CH2(COOC2H5)2 +

O d?
NaOC2H5
d+

O-
CH3COOH
CH(COOC2H5)2

O CH(COOC2H5)2 H2O/H+

O
-CO2
CH(COOH)2

O CH2COOH

思考题:由乙酸乙酯、丙烯腈制备5-己酮酸

第三节 亚甲基化反应

一 . 羰基烯化反应:(Witting 反应)

R R 2 1 C O + R R 3 4C P P h 3

R 1 C C R 3 R 2 R 4

Wittig 试剂与醛、酮的羰基发生亲核加成反应,形成烯烃

Witting试剂

R3 R4

C

PPh3

硫和磷与碳结合时,碳带负电荷,硫或磷带正电荷彼此相邻,

这种结构的化合物称为Ylide(叶立德)。由磷形成的Ylide称为磷 Ylide,又称为Wittig试剂,其结构可表示如下:

第三节 亚甲基化反应
一 . 羰基烯化反应:(Witting 反应)

Ph3P=CHR的制备

P h 3 P + R C H 2 X

碱 P h 3 P C H 2 R X- H XP h 3 P = C H R

Ph3P=CHR叫ylide,它也可写成:

Ph3P-CHR

第三节 亚甲基化反应
一 . 羰基烯化反应:(Witting 反应)
Witting 反应机理

R1 Ph3P-CHR + R2 C O

R1 R2 C CHR
O PPh3

R1 R2 C CHR
O PPh3

R1 R2 C CHR+ Ph3P=O

Wittig反应条件温和,产率高,生成的双键位子确定,没 有重排。

第三节 亚甲基化反应
一 . 羰基烯化反应:(Witting 反应)

Witting 反应的应用(增长碳链)

CH3

O

DMSO

+ Ph3P=CH2

CH3CH2

莰酮
C H O
+P h 3 P

C O O E t

C O O E t

D M SO Ph3P C H C H 2C H 2C H 2C O P h

88% P h

第三节 亚甲基化反应
一 . 羰基烯化反应:(Witting 反应)
Witting 反应的应用(增长碳链)

O
+P h 3 P = C H O C H 3 金 刚 利 用 此 结 构 可 制 醛

C H O C H 3
H 2 O H +
醚 水 解

C H O

第三节 亚甲基化反应
二. 羰基α-位的亚甲基化 1 活性亚甲基化合物的亚甲基化(Knoevenagel)
含活泼亚甲基的化合物与醛或酮在弱碱性催化剂(氨、伯胺、 仲胺、吡啶等有机碱)存在下缩合得到a,b?不饱和化合物。
H 2 C Y X + R R 1 2C O B : R R 2 1C C X Y + H 2 O
碱性催化剂是:氨、胺、吡啶、哌啶、二乙胺、氢氧化钠等

第三节 亚甲基化反应
二. 羰基α-位的亚甲基化 1 活性亚甲基化合物的亚甲基化(Knoevenagel)

位阻影响:醛比酮好,位阻小的酮比位阻大的酮好

O

CH3CCH3

H3C C C CN

H3C

CN

92%

H2C

CN CN +

O (CH3)3CCH3
CHO

H2NCH2CH2COOH PhH/△

(H3C)3C C C H3C

CN CN

H

CN

CC

CN

48% 98%

OCH3

H3CO

第三节 亚甲基化反应
二. 羰基α-位的亚甲基化 1 活性亚甲基化合物的亚甲基化(Knoevenagel)

① H 2 CC C N O O E t, H 2 CC C N N酸性很强-活泼 例

O
+H 2C C O O Et
C N

弱 碱 N H

C C O O Et C N

C H 3 C O C H 2 C H 3 + H 2 C C C N NA 苯 c O 带 N 水 H 4H 3 C H H 3 2 C C C C C C N N

第三节 亚甲基化反应
二. 羰基α-位的亚甲基化 1 活性亚甲基化合物的亚甲基化(Knoevenagel)

OO
② H 2 CC C O O O O E E tt, C H 3 C C H 2 C O E t 活性稍弱于①


C H O C O O E t N H
O H + H 2 C C O O E t E tO H

H CC C O O E t

酯 化 反 应 C O O E t

O H



C O O E t OO

O M e

M e O

C H O C O O E t
+H 2 C C O O E t

N H 2

O M e C O O E t

N HM e O

H C C

CC H 3

O M e

M e O

C O O E t

N H 2 O

NC H 3

制 备 喹 啉 的 一 种 方 法

第三节 亚甲基化反应
二. 羰基α-位的亚甲基化 1 活性亚甲基化合物的亚甲基化(Knoevenagel)



CH2CN
,

用醇钠强碱作催化剂



C H O

E tO N a

+P h C H 2 C N

H P h CC
C N

第三节 亚甲基化反应
二. 羰基α-位的亚甲基化 1 活性亚甲基化合物的亚甲基化(Knoevenagel)

丙二酸与醛的自行缩合物受热即自行脱羧, 是合成α ,β -不饱和酸的较好方法之一 例

C H O + C H 2 ( C O O H ) 2

C H = C H C O O H

第四节 α,β-环氧烷基化(Darzens反应)

α-卤代酸酯在强碱存在下与醛酮缩合生成环氧化 合物称α、β-环氧烷基化(Darzens达秦斯反应)

C l

N a O E t

O +C H 2 C O O E t

O C C O O E t

机理
Cl CH2COOEt

NaOEt

R1 R2 CHCOOEt Cl

R1 O CHCOOEt
R2

O R1 O
CHCOOEt R2
Cl

第四节 α,β-环氧烷基化(Darzens反应)

α 、β -环氧烷基化(Darzens达秦斯反应)
醛、酮在强碱作用下与α-卤代羧酸酯缩合,生成α、 β-环氧羧酸酯(缩水甘油酯)

通式 R1、R2最好有一个是芳基或是

O

R 1 C O + C lC H 2 C O O E t E t O N aR 1C H C C O O E t

R 2

R 2 O

第四节 α,β-环氧烷基化(Darzens反应)

机理

EtONa

ClCH2COOEt

ClCHCOOEt

O
R1 C O+R1 C

R2

R2

H

-Cl

C COOEt

Cl

R1

H

C C COOEt

R2 O

第四节 α,β-环氧烷基化(Darzens反应)



(H 3 C )2 H C H 2 C

t-BuONa

C O C H 3+C lC H 2 C O O E t

CH3 2 CHCH2

H3C O

COOEt

①OH-/H2O H3C

②H+

H3C

CH

H2 C

-CO2

CH3 CH
CHO

布洛芬中间体

C H 3

C O C H 3C lC H 2 C O O E t

C C O O E t O

H 3 C O

H 3 C O

NaOH

H+ △
H3CO

CH3

SeO2

CHCHO

H3CO

奈普生

H C COOH CH3

第五节 环加成反应

Diels-Alder反应(双烯合成)

是 六 个 π电 子 参 与 的 [4+2]环 加 成 协 同 反 应

CH2 HC
+
HC
CH2 双烯体
二烯
共轭二烯

CH2
CH2 亲二烯 亲双烯体

CH2

HC

CH2

HC

CH2

CH2

第五节 环加成反应
反应物活性:电子从丁二烯流向乙烯,因此带有吸电 子基团的亲双烯体的活性高。如:
- C H O , - C O R , - C O O H , - C O O R , - C O C l , - C N , - N O 2

第五节 其它缩合反应

1. Perkin反应 芳醛和酸酐在相应的羧酸盐存在下的反应,产物
是α,β-不饱和芳香酸:

O

PhCHO

+

CH3C O

CH3COONa

CH3C

O

OH PhCHCH2COOH
_ H2O

PhCH CHCOOH

2. 大环—联姻缩合 (二酯在金属Na条件下进行分子内缩合)

COOCH3 (CH2)8 COOCH3

Na
二甲苯

HAc

CO
(CH2)6 C COOCH3 H

3. Claisen酯缩合反应

H C2HCO2O H5CNa2O H5C
乙酸乙酯
d?O

O
-C2H-C-2HO 5 C

O-
C2H=C-2HO 5 C O-

CH3-C-O-2CH5
d+

+

-CH2COO2CH5

CH3-C-C2HCOO2CH5

亲核加成

OC2H5

-C2H5O消除

OO CH3-C-C2HC-O2CH5

C2H5O-

ONa O CH3C=CH-C2OHC5 +

C2H5OH

乙酰乙酸乙酯钠盐

有酸性P,Ka=11

O

讨论:

CH3COOH CH3-C-C2HCOO2CH5

① Claison酯缩合反应的本质是利用羰基使α-H的酸性增强,在强碱(碱 性大于OH-)作用下,发生亲核加成-消除反应,最终得到β-二羰基化 合物。

② 酮的酸性一般大于酯,所以在乙醇钠的作用下,酮更易生成碳负离子, 而发生缩合反应,形成二羰基化合物。

4. 交叉Claisen酯缩合:
H C O O C 2 H 5 C H 3 C O O C 2 H 5-O C 2 H 5
H C O C H 2 C O O C 2 H 5 + C H 3 C O C H 2 C O O C 2 H 5 + C 2 H 5 O H

COOC2H5 COOC2H5

-OC2H5 CH3COOC2H5

C C O O O C H C 2 2 H C O 5O C 2 H 5C H 3 C O C H 2 C O O C 2 H 5+ C 2 H 5 O H

5. 狄 克 曼 酯 缩 合 反 应( 分子内Claisen 酯缩合)

二元酸酯若分子中的酯基被四个以上的碳原子隔开时, 就发生分子中的酯缩合反应,形成五员环或更大环的酯,这 种环化酯缩合反应称为狄克曼酯缩合。

C H 2 C H 2 C O 2 C 2 H 5 N a ,C 2 H 5 O H (少 量 ) C H 2 C H 2 C O 2 C 2 H 5 C 6 H 5 C H 3

C O 2 C 2 H 5 O

用于制备五元和六元环β-酮酸酯

C H 2 C H 2 C O O C 2 H 5① N a O C 2 H 5 ,苯 ,8 0 ℃

O H

C H 2 C H 2 C O O C 2 H 5 ② H + , 8 0 %

C O O C 2 H 5

CH3 CH2CHCO2C2H5 CH2CH2CO2C2H5

CH3

CO2C2H5 O

CH3 O
CO2C2H5

O

O

CH3CH2C-CH2CH2CH2-COC2H5

1 C2H5O2 H3O+

CH3 O-
CO2C2H5
O CH3 O

发生分子内酮酯缩合时, 总是倾向于形成五元环、六元环。

O

O

CH3C-CH2CH2CH2CH2-COC2H5

1 C2H5O-
2 H3O+

OO CH3

O

CO2C2H5

O

O

C2H5O-

H3O+

C2H5OH

6. Robinson并环反应

即Michael加成与羟醛缩合联用,合成环状化合物。

O

O

NaOEt

+

O

O Michael加成

OO

O

O

NaOH

-H2O

羟醛缩合

OH O

O

思考题:用C4或C4以下有机物制备

O

7. Hofmann降解反应
酰胺与Cl2或Br2在碱溶液中作用,则脱去羰基生成伯胺,该 反应通常称为Hofmann降解反应。该反应是减少一个碳原 子的反应,不但产率较高,而且产品较为纯净。

=

O R C N 2+ H X 2 + 4

N R N a 2 + O 2 N H a X + H N a 2 C O 3 + 2 H 2 O

Hofmann降解反应的反应历程:

::
::
::

=
=
=

==

O

O

H

δδ

RCNH+OH H 2 O

RCN + H

Br Br

=

O Br
RC N H

O

O

OH H2O

RC N

Br

Br

RC N

O
R N=C

酸性 ↑

氮烯 只有六个电子,

异氰酸酯

=

O
R N =C + HOH
CO 2
R NH 2

不稳定, 易重排.

OH
R N=C
OH

=

O R NHC OH
"胺基甲酸"

不稳定

由酰基氮烯重排为异氰酸酯的过

程,称为Hofmann重

排。

8. 酯的双分子还原:酮醇反应(偶姻反应)
定义:在惰性溶剂中,用金属钠将脂肪酸酯还原成α-羟基 酮的反应称为酮醇反应。

RCOOR' Na

R-C-ONa H2O

RCOOR' 惰性溶剂 R-C-ONa

R-C=O R-CH-OH

酯双分子还原的反应机理

O RC O R ' RC O R ' + 2Na
O
R- C- O - 偶合 R- C- O -

O-

O-

R- C- O R '
R- C- O R ' O-

偶联 R- C- O R ' -2R’OR- C- O R '
O-

R-C=O 2Na R-C=O

R-C-O- H2O R-C-O-

R-C-OH 互变异构 R-C-OH

R-C=O R-CH-OH

Thank You !

谢谢!




友情链接: 高中资料网 职业教育网 成人教育网 理学 大学工学资料