有機(jī)無機(jī)分化藥化有機(jī)化學(xué)第十四章

1、本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容2、互變異構(gòu)、互變異構(gòu)(KetoEnol Tautomerism) 中性條件下，羰基化合物存在酮式和烯醇式互變中性條件下，羰基化合物存在酮式和烯醇式互變 體現(xiàn)了體現(xiàn)了a a-H的活性的活性酮式酮式烯醇式烯醇式2. Keto Enol Tautomerism (互變異構(gòu)互變異構(gòu))酸催化條件下，羰基氧首先質(zhì)子化，吸電子作用進(jìn)一步增強(qiáng)，酸催化條件下，羰基氧首先質(zhì)子化，吸電子作用進(jìn)一步增強(qiáng)，然后脫去然后脫去H H形成烯醇形成烯醇酸催化不改變平衡常數(shù)酸催化不改變平衡常數(shù)n堿性條件下，堿奪取堿性條件下，堿奪取-H-H形成烯醇負(fù)離子形成烯醇負(fù)離子堿催化有可能改變平衡常數(shù)！堿催化有可能

2、改變平衡常數(shù)！二異丙基氨基鋰二異丙基氨基鋰 lithium diisopropylamide強(qiáng)堿，但是是弱親核試劑強(qiáng)堿，但是是弱親核試劑 -可以令羰基化合物定量轉(zhuǎn)化為烯醇可以令羰基化合物定量轉(zhuǎn)化為烯醇 -從丁基鋰制備從丁基鋰制備動力學(xué)控制產(chǎn)物動力學(xué)控制產(chǎn)物熱力學(xué)控制產(chǎn)物熱力學(xué)控制產(chǎn)物動力學(xué)控制產(chǎn)物動力學(xué)控制產(chǎn)物熱力學(xué)控制產(chǎn)物熱力學(xué)控制產(chǎn)物例題與習(xí)題例題與習(xí)題: 指出下列每一對化合物，哪一對是互變異構(gòu)體，指出下列每一對化合物，哪一對是互變異構(gòu)體，哪一對是共振極限式。如果是互變異構(gòu)體，請表示出平衡有利哪一對是共振極限式。如果是互變異構(gòu)體，請表示出平衡有利于哪一方？于哪一方？酮式酮式烯醇式烯醇式例題

3、與習(xí)題例題與習(xí)題: 預(yù)測下列每組化合物，哪一個烯醇負(fù)離子是動力預(yù)測下列每組化合物，哪一個烯醇負(fù)離子是動力學(xué)控制產(chǎn)物學(xué)控制產(chǎn)物例題與習(xí)題例題與習(xí)題: 預(yù)測下列每組化合物中，哪一個烯醇結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定，預(yù)測下列每組化合物中，哪一個烯醇結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定，即為熱力學(xué)控制烯醇？即為熱力學(xué)控制烯醇？酸催化酸催化堿催化堿催化烯醇或烯醇負(fù)離子具有烯醇或烯醇負(fù)離子具有C-C雙鍵，可以接受親電試劑進(jìn)雙鍵，可以接受親電試劑進(jìn)攻，發(fā)生親電取代反應(yīng)。酸堿催化機(jī)理有所不同：攻，發(fā)生親電取代反應(yīng)。酸堿催化機(jī)理有所不同：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 中羰基氧上的電子云中羰基氧上的電子云密度

4、降低，因此質(zhì)子化能力降低，反應(yīng)多停留在一鹵代階段。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。質(zhì)子化相質(zhì)子化相對容易對容易酸催化酸催化比較比較 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 中連鹵素碳上氫的酸中連鹵素碳上氫的酸性增強(qiáng)，更易形成烯醇負(fù)離子，反應(yīng)難以停留在一鹵代階段，性增強(qiáng)，更易形成烯醇負(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)。將進(jìn)一步發(fā)生多鹵代反應(yīng)。酸性更強(qiáng)酸性更強(qiáng)當(dāng)原料是甲基酮，將發(fā)生進(jìn)一步反應(yīng)，生成鹵仿。當(dāng)原料是甲基酮，將發(fā)生進(jìn)一步反應(yīng)，生成鹵仿。鹵仿鹵仿碘仿反應(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

5、為甲基酮的醇堿催化堿催化思考：羧酸的思考：羧酸的a a 鹵代與成酰鹵反應(yīng)有何區(qū)別？鹵代與成酰鹵反應(yīng)有何區(qū)別？羧酸的羧酸的a a 鹵代是通過酰鹵實(shí)現(xiàn)的。鹵代是通過酰鹵實(shí)現(xiàn)的。如果使用過量，會怎樣？如果使用過量，會怎樣？ 請思考：制備請思考：制備a a鹵代酸酯，應(yīng)該先酯化還是先鹵鹵代酸酯，應(yīng)該先酯化還是先鹵代？代？Aldol reactionAldol condensationb-hydroxyaldehyde b-hydroxyketonea, b -unsaturated aldehyde a, b -unsaturated ketoneMechanism for the aldol reac

6、tionAldol condensation注意注意： Aldol reaction 與與 Aldol condensation的反應(yīng)的反應(yīng) 條件差異與控制。條件差異與控制。Method 1Method 24. Biological aldol reaction4. Biological aldol reaction三、三、Aldol 反應(yīng)和反應(yīng)和 Aldol 縮合縮合三、三、Aldol 反應(yīng)和反應(yīng)和 Aldol 縮合縮合思考題思考題不使用上述途徑，如何用不多于四個碳的原料合成上不使用上述途徑，如何用不多于四個碳的原料合成上述兩個化合物？述兩個化合物？n 通過通過enolate的方法，還會得到

7、二烷基化和氧烷基化的方法，還會得到二烷基化和氧烷基化 產(chǎn)物。產(chǎn)物。n 通過通過enamine的方法，只得到單烷基化產(chǎn)物，合成的方法，只得到單烷基化產(chǎn)物，合成 上更有用。上更有用。兩種方法比較兩種方法比較- 酸堿均能催化酮式酸堿均能催化酮式烯醇式互變異構(gòu)烯醇式互變異構(gòu)- LDA可以定量地轉(zhuǎn)化羰基化合物成烯醇負(fù)離子可以定量地轉(zhuǎn)化羰基化合物成烯醇負(fù)離子SUMMARY 1二二、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)SUMMARY 2b b -keto esterthe reaction is reversibleProd

8、uctsH+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 31.51. Claisen condensationnNaH and KH are common bases used in Claisen condensation. nethanol formed in the react

9、ion may react with NaH, enforcing the equilibrium to move to the product side.1. Claisen condensationnClaisen condensation is reversible. With a catalytic amount of base, a b b -diketone can decompose to the starting ester.1. Claisen condensationnmixed Claisen condensation - 兩個都具有兩個都具有a a-H的酯將得到四個產(chǎn)物

10、的酯將得到四個產(chǎn)物ABCD1. Claisen condensationn mixed Claisen condensation - 如果其中一個酯沒有如果其中一個酯沒有a a -H，則可得單一產(chǎn)物，則可得單一產(chǎn)物，例如：使用苯甲酸酯、草酸酯、甲酸酯例如：使用苯甲酸酯、草酸酯、甲酸酯excess1. Claisen condensationnmixed Claisen condensation 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：思考題：你能寫出上述反應(yīng)的產(chǎn)物間苯三羧酸三乙酯的思考題：你能寫出上述反應(yīng)的產(chǎn)物間苯三羧酸三乙酯的生成機(jī)理嗎？生成機(jī)理嗎？no a a-Ha

11、 good method3. The condensation of a ketone and an ester more examples:五、酮和酯的酰基化反應(yīng)五、酮和酯的?；磻?yīng)b b二酮二酮五、酮和酯的?；磻?yīng)五、酮和酯的酰基化反應(yīng)五、酮和酯的?；磻?yīng)五、酮和酯的酰基化反應(yīng)五、酮和酯的?；磻?yīng)五、酮和酯的?；磻?yīng)五、酮和酯的酰基化反應(yīng)五、酮和酯的?；磻?yīng)3個不同的個不同的a a-H416五、酮和酯的酰基化反應(yīng)五、酮和酯的酰基化反應(yīng)More examples:六、六、a a, b b - 不飽和羰基的親核加成不飽和羰基的親核加成1. Michael additionQuest

12、ions 1:Please write out the main products:六、六、a a, b b -不飽和羰基的親核加成不飽和羰基的親核加成1. Michael additionQuestions 2:What reagents would you use to prepare the following compounds?-H2O3. Robinson annulation (環(huán)合環(huán)合)nApplied in synthesis六、六、a a, , b b - - 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)nApplied

13、 in synthesise.g.?取代酮和取代酸的合成取代酮和取代酸的合成取代甲基酮取代甲基酮酰化反應(yīng)中一般選用?；磻?yīng)中一般選用NaH代替醇鈉作為堿，以避免代替醇鈉作為堿，以避免反應(yīng)中的醇與酰鹵反應(yīng)。反應(yīng)中的醇與酰鹵反應(yīng)。b b- -二酮二酮a-a-取代乙酸取代乙酸Example 1Example 2Example 3成酮分解成酮分解七、七、b b - -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6. 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- ?；；?1,3-二羰基化合物在二分子強(qiáng)堿二羰基化合物在二分子強(qiáng)堿（如如KNH2, NaNH2, RLi等）等）作用下，可以形成雙負(fù)離子，再與一分子鹵代作用下，可以形成雙負(fù)離子，再與一分子鹵代烴或酯反應(yīng)，可在烴或酯反應(yīng)，可在g g- 位進(jìn)行烷基化或?；磻?yīng)，反應(yīng)位進(jìn)行烷基化或?；磻?yīng)，反應(yīng)具有區(qū)域選擇性。具有區(qū)域選擇性。七、七、b b - -二羰基化合物的反應(yīng)與應(yīng)用二羰基化合