013醛酮、羧酸衍生物的烴化、?；涂s合反應(yīng)ppt課件

1、有機(jī)合成Organic Synthesis20122013 學(xué)年連有兩個(gè)吸電子基團(tuán)的活性亞甲基化合物有較強(qiáng)的酸性連有兩個(gè)吸電子基團(tuán)的活性亞甲基化合物有較強(qiáng)的酸性(pKa 16)；而連有一個(gè)吸電子基團(tuán)的亞甲基化合物酸性要弱得多，而連有一個(gè)吸電子基團(tuán)的亞甲基化合物酸性要弱得多，除了硝基烷烴有較大的酸性除了硝基烷烴有較大的酸性(pKa=910)外，其余外，其余pKa一一般為般為1927。有機(jī)合成Organic Synthesis20122013 學(xué)年要使它們完全成為碳負(fù)離子，必須使用足夠強(qiáng)的堿，如要使它們完全成為碳負(fù)離子，必須使用足夠強(qiáng)的堿，如LDA (lithium diisopropylamid

2、e)。RCH2Y+(CH3)2CH2NLi+-RCHLi+Y-(CH3)2CH2NH+LDAY = COR, CO2R, CN 等等在醛、酮、酯的縮合反應(yīng)中，有一定量的碳負(fù)離子存在在醛、酮、酯的縮合反應(yīng)中，有一定量的碳負(fù)離子存在時(shí)，反應(yīng)就可以順利進(jìn)行，因此時(shí)，反應(yīng)就可以順利進(jìn)行，因此NaOH、NaOEt也是常也是常用的堿。用的堿。RCH2Y+NaOHRCHNa+Y-+H2O有機(jī)合成Organic Synthesis20122013 學(xué)年醛、酮、酯、酰胺和腈在等摩爾的強(qiáng)堿如醛、酮、酯、酰胺和腈在等摩爾的強(qiáng)堿如LDA、氨基、氨基鈉存在下和鹵代烴、磺酸酯等烴化劑作用可直接得到鈉存在下和鹵代烴、磺酸酯

3、等烴化劑作用可直接得到 烴化產(chǎn)物。烴化產(chǎn)物。CH3CN+3 CH3(CH2)3Br3 NaNH2C6H5CH3CH3(CH2)33CCN(84%)OHOO(1) 2 LDA, THF, -78oC(2) CH3I, HMPAOHOH3CO(65%)有機(jī)合成Organic Synthesis20122013 學(xué)年不對(duì)稱酮羰基化合物，如果兩邊都有不對(duì)稱酮羰基化合物，如果兩邊都有 H，在動(dòng)力學(xué)，在動(dòng)力學(xué)控制用很強(qiáng)的堿和非質(zhì)子性極性溶劑條件下烴化，控制用很強(qiáng)的堿和非質(zhì)子性極性溶劑條件下烴化，主要生成位阻小一邊的烴化產(chǎn)物。主要生成位阻小一邊的烴化產(chǎn)物。OH3COH3COH3C+動(dòng)力學(xué)控制動(dòng)力學(xué)控制 LD

4、A, DMF 1% 99%熱力學(xué)控制熱力學(xué)控制 Et3N, DMF 78% 22%53%3%OH3C(1) LDA, DMF(2) PhCH2BrOH3CCH2Ph+OH3CPhCH2有機(jī)合成Organic Synthesis20122013 學(xué)年與直接烴化一樣，醛酮和羧酸衍生物的與直接烴化一樣，醛酮和羧酸衍生物的 位的直接位的直接?；残枰诤軓?qiáng)的堿和低溫條件下進(jìn)行。?；残枰诤軓?qiáng)的堿和低溫條件下進(jìn)行。(CH3)2CHCOOC2H5(1) Ph3CNa(2) CH3COCl(CH3)2CCOOC2H5COCH3CH3COOC2H5NLiRi-Pr(CH3)3CCClO(CH3)3CCCH2

5、COOC2H5O有機(jī)合成Organic Synthesis20122013 學(xué)年草酸酯、甲酸酯、碳酸酯等也是常用的?；噭?。草酸酯、甲酸酯、碳酸酯等也是常用的酰化試劑。OCO2EtCO2Et+NaHC6H6OCOCO2EtO+HCO2Et(1) Na / EtOH(2) H+OCHO草酸酯草酸酯甲酸酯甲酸酯CH2CN+(EtO)2CO(1) NaOEt, 甲甲苯苯(2) H+CHCNCO2Et碳酸酯碳酸酯有機(jī)合成Organic Synthesis20122013 學(xué)年僅有一個(gè)吸電子基團(tuán)的僅有一個(gè)吸電子基團(tuán)的RCH2Y類(lèi)型化合物醛酮和羧類(lèi)型化合物醛酮和羧酸衍生物在強(qiáng)堿如酸衍生物在強(qiáng)堿如LDA存在

6、時(shí)也可以直接發(fā)生存在時(shí)也可以直接發(fā)生Michael加成反應(yīng)。加成反應(yīng)。(CH3)3CCOCH3LDADMF(CH3)3CCOCH2PhCHCHCOPh(CH3)3CCOCH2CHCH2COPhPh(90%)有機(jī)合成Organic Synthesis20122013 學(xué)年醛醛醛醛酮酮酮酮酯酯酯酯Claisen縮合縮合Claisen縮合縮合Claisen縮合縮合aldol縮合縮合aldol縮合縮合aldol縮合縮合有機(jī)合成Organic Synthesis20122013 學(xué)年1. aldol 縮合及相關(guān)反應(yīng)縮合及相關(guān)反應(yīng)醛、酮在堿或酸催化下縮合成醛、酮在堿或酸催化下縮合成 羥基醛酮的反應(yīng)羥基醛酮

7、的反應(yīng)稱為稱為aldol縮合反應(yīng)?？s合反應(yīng)。 羥基羰基化合物受熱易脫羥基羰基化合物受熱易脫水生成水生成, 不飽和羰基化合物。不飽和羰基化合物。 醛醛醛縮合醛縮合具有具有 H的醛在堿的催化下可以自縮合。的醛在堿的催化下可以自縮合。2C6H13CH2CHO EtONaC6H13CH2CHC CHOC6H13(79%)有機(jī)合成Organic Synthesis20122013 學(xué)年具有具有 H的兩種不同的醛縮合生成多種產(chǎn)物的混合物，的兩種不同的醛縮合生成多種產(chǎn)物的混合物，在合成上沒(méi)有什么意義。在合成上沒(méi)有什么意義。但無(wú)但無(wú) H的芳醛和有的芳醛和有 H的脂肪醛縮合可以得到高的脂肪醛縮合可以得到高產(chǎn)率的

8、產(chǎn)率的, 不飽和醛不飽和醛 。CHOCH(CH3)2+CH3CHONaOHCHCH(CH3)2CHCHO(80%)有機(jī)合成Organic Synthesis20122013 學(xué)年 酮酮酮縮合酮縮合由于酮的位阻較大和羰基活性較低，酮由于酮的位阻較大和羰基活性較低，酮酮縮合比醛酮縮合比醛醛醛縮合困難。兩種酮縮合時(shí)，一般至少其中一種是甲基酮，縮合困難。兩種酮縮合時(shí)，一般至少其中一種是甲基酮，縮合反應(yīng)才能進(jìn)行。縮合反應(yīng)才能進(jìn)行。CH3O+CH3CO(CH3)3COKOCH3(47%)有機(jī)合成Organic Synthesis20122013 學(xué)年二羰基化合物起分子內(nèi)的縮合反應(yīng)，生成環(huán)狀化合物，二羰基化

9、合物起分子內(nèi)的縮合反應(yīng)，生成環(huán)狀化合物，可用于含可用于含 5 7 元環(huán)化合物的合成。元環(huán)化合物的合成。OCH3CH2CH2COCH3KOHEtOHOCH3(89%)CH3CO(CH2)2COCH3NaOH, H2O100 oCOCH3CH3CO(CH2)4COCH3NaOH, H2O100 oCCH3COCH3有機(jī)合成Organic Synthesis20122013 學(xué)年 醛醛酮縮合酮縮合醛比酮活潑，因而醛提供羰基，酮提供醛比酮活潑，因而醛提供羰基，酮提供 H。芳醛和酮發(fā)生的芳醛和酮發(fā)生的aldol縮合反應(yīng)產(chǎn)率很高?？s合反應(yīng)產(chǎn)率很高。CHOFe+CH3CONaOHCHFeCHCO92%CHO

10、+CH3OCH3CCH3ONaOH, H2O30 oCCHCH3O83%CHCCH3O有機(jī)合成Organic Synthesis20122013 學(xué)年 Henry 反響反響脂肪族硝基化合物的脂肪族硝基化合物的 H有較大的酸性，易和醛、有較大的酸性，易和醛、酮發(fā)生類(lèi)似于酮發(fā)生類(lèi)似于aldol縮合的反應(yīng)?？s合的反應(yīng)。CH3(CH2)7CHO+CH3NO2NaOHEtOHCH3(CH2)7CHCH2NO2OH硝基甲烷與芳醛縮合，生成的硝基甲烷與芳醛縮合，生成的 羥基化合物容易脫羥基化合物容易脫水形成水形成, 不飽和硝基化合物。不飽和硝基化合物。CHO+CH3NO2CHCHNO28083%NaOHH2

11、O有機(jī)合成Organic Synthesis20122013 學(xué)年2. Claisen 縮合及相關(guān)反應(yīng)縮合及相關(guān)反應(yīng) 酯酯酯縮合酯縮合具有具有 H的酯在強(qiáng)堿作用下可以自縮合。的酯在強(qiáng)堿作用下可以自縮合。具有具有 H的兩種不同的酯縮合生成多種產(chǎn)物的混合物，的兩種不同的酯縮合生成多種產(chǎn)物的混合物，在合成上沒(méi)有什么意義。在合成上沒(méi)有什么意義。2C12H25CH2COOEt(1) EtONa(2) H3O+C12H25CH2C CHOCOOEtC12H2584%有機(jī)合成Organic Synthesis20122013 學(xué)年無(wú)無(wú) H的芳酸酯、甲酸酯、草酸酯、碳酸酯與有的芳酸酯、甲酸酯、草酸酯、碳酸酯與

12、有 H的酯發(fā)生的酯發(fā)生Claisen縮合可得到單一的縮合產(chǎn)物?？s合可得到單一的縮合產(chǎn)物。COOEtOCH3+CH3CH2COOEt(1) NaOH(2) H3O+COCH3CHOCOOEtCH3(65%)甲酸酯與有甲酸酯與有 H的羧酸酯發(fā)生的羧酸酯發(fā)生Claisen縮合，可在酯縮合，可在酯的的 位導(dǎo)入甲?；?。位導(dǎo)入甲?；COOEt+CH2COOEt(1) EtONa(2) H3O+CHCOOEtCHO(90%)有機(jī)合成Organic Synthesis20122013 學(xué)年草酸酯與有草酸酯與有 H的酯的縮合產(chǎn)物經(jīng)熱解脫羰，可以的酯的縮合產(chǎn)物經(jīng)熱解脫羰，可以得到取代丙二酸酯。得到取代丙二酸酯

13、。COOEtCOOEt+CH2COOEtEtONaCHCOOEtCOCOOEtCOCH(COOEt)2(85%)碳酸酯活性較差，但使用過(guò)量的碳酸酯并不斷地除去碳酸酯活性較差，但使用過(guò)量的碳酸酯并不斷地除去反應(yīng)中生成的醇可得到取代丙二酸酯。反應(yīng)中生成的醇可得到取代丙二酸酯。+CH2COOEtEtONaCO(OEt)2CH(COOEt)2(85%)有機(jī)合成Organic Synthesis20122013 學(xué)年CH(COOEt)2Br以上化合物不能由以上化合物不能由和和 CH2(COOEt)2來(lái)制備。來(lái)制備。因?yàn)橐蚁┦禁u代烴的鹵原子很不活潑，不易離去。因?yàn)橐蚁┦禁u代烴的鹵原子很不活潑，不易離去。想

14、一想：什么是乙烯式鹵代烴？想一想：什么是乙烯式鹵代烴？ 什么是烯丙式鹵代烴？什么是烯丙式鹵代烴？有機(jī)合成Organic Synthesis20122013 學(xué)年二元羧酸酯分子內(nèi)的二元羧酸酯分子內(nèi)的Claisen縮合稱為縮合稱為Dieckmann縮合?？s合。COOEtCOOEt(1) EtONa(2) H3O+OCOOEtCH2COOEtCH2COOEt(1) EtONa(2) H3O+OCOOEtCOOCH3NHCH2COOCH3(1) EtONa(2) H3O+NHOHCOOCH3有機(jī)合成Organic Synthesis20122013 學(xué)年有有 H和無(wú)和無(wú) H的兩種二元酸酯也可縮合關(guān)環(huán)。

15、的兩種二元酸酯也可縮合關(guān)環(huán)。CH3CHCH2COOEtCH2COOEt+COOEtCOOEt(1) EtONa(2) H3O+COOEtCOOEtOOCH3COOEtCOOEt+CH2COOEtCH2COOEt(1) EtONa(2) H3O+OOCOOEtCOOEt縮合產(chǎn)物經(jīng)水解、脫羧可得環(huán)酮?？s合產(chǎn)物經(jīng)水解、脫羧可得環(huán)酮。OOCOOEtCOOEt(1) 5% NaOH(2) H3O+,OO有機(jī)合成Organic Synthesis20122013 學(xué)年 羰羰酯縮合酯縮合在堿性催化劑作用下，具有在堿性催化劑作用下，具有 H的醛酮與酯縮合消的醛酮與酯縮合消去醇生成去醇生成 二酮。二酮。O+CH

16、3COOEt(1) NaH(2) H3O+OCOCH3(84%)在堿性催化劑影響下，醛酮以及酯都會(huì)發(fā)生自縮合反在堿性催化劑影響下，醛酮以及酯都會(huì)發(fā)生自縮合反應(yīng)。為了防止這種自縮合，一般將反應(yīng)物醛酮和酯的應(yīng)。為了防止這種自縮合，一般將反應(yīng)物醛酮和酯的混合溶液在攪拌下滴加到含有堿催化劑的溶液中?；旌先芤涸跀嚢柘碌渭拥胶袎A催化劑的溶液中。有機(jī)合成Organic Synthesis20122013 學(xué)年在在Claisen羰羰酯縮合中，醛酮的酯縮合中，醛酮的 碳負(fù)離子親核進(jìn)碳負(fù)離子親核進(jìn)攻酯羰基的碳原子。由于位阻和電子效應(yīng)兩方面的原因，攻酯羰基的碳原子。由于位阻和電子效應(yīng)兩方面的原因，草酸酯、甲酸酯和

17、苯甲酸酯比一般的羧酸酯活潑。草酸酯、甲酸酯和苯甲酸酯比一般的羧酸酯活潑。OCH3O+HCOOEt(1) CH3ONa(2) H3O+OCH3OCHO(100%)有機(jī)合成Organic Synthesis20122013 學(xué)年與草酸酯的縮合產(chǎn)物加熱脫羰與草酸酯的縮合產(chǎn)物加熱脫羰(CO)，可以從酮制備，可以從酮制備 酮酸酯。酮酸酯。碳酸酯反應(yīng)活性低，但用過(guò)量的碳酸酯和提高反應(yīng)溫度，碳酸酯反應(yīng)活性低，但用過(guò)量的碳酸酯和提高反應(yīng)溫度，并不斷除去生成的醇，也可獲得并不斷除去生成的醇，也可獲得 酮酸酯。酮酸酯。O+COOEtCOOEt(1) EtONa(2) H3O+OCOCOOEtCOOCOOEt(67

18、%)O+CO(OEt)2(1) EtONa(2) H3O+OCOOEt(94%)有機(jī)合成Organic Synthesis20122013 學(xué)年 酯酯腈縮合腈縮合CH3COOEt+CH2CNEtONaCHCNCOCH3對(duì)于較高級(jí)的脂肪腈，酯對(duì)于較高級(jí)的脂肪腈，酯腈縮合可以得到很高的收腈縮合可以得到很高的收率。率。COOEt+CH3(CH2)4CNEtONaCCHCNOCH2CH2CH2CH3有機(jī)合成Organic Synthesis20122013 學(xué)年 Perkin 反響反響在堿性催化劑作用下，芳醛與酸酐反應(yīng)生成在堿性催化劑作用下，芳醛與酸酐反應(yīng)生成 芳基芳基, 不飽酸的反應(yīng)，稱為不飽酸的反

19、應(yīng)，稱為Perkin 反響。反響。C6H5CHO+(CH3C )2OOCH3COONa180 oCC6H5HCOOHH(55%)(E) 肉桂酸肉桂酸OCHO+(CH3C )2OOCH3COONa150 oCOCHCHCOOH(74%)產(chǎn)物主要為反式構(gòu)型。產(chǎn)物主要為反式構(gòu)型。有機(jī)合成Organic Synthesis20122013 學(xué)年甲?；泥徫蝗缬辛u基，經(jīng)甲?；泥徫蝗缬辛u基，經(jīng)Perkin 反應(yīng)形成的肉桂酸將反應(yīng)形成的肉桂酸將失水環(huán)化，生成香豆素類(lèi)化合物。失水環(huán)化，生成香豆素類(lèi)化合物。CHOOH+(CH3C )2OOCH3COONaOO香豆素香豆素水楊醛水楊醛芳環(huán)上若有吸電子基團(tuán)則有利于

20、芳環(huán)上若有吸電子基團(tuán)則有利于Perkin反應(yīng)，若有給電反應(yīng)，若有給電子基團(tuán)則不利于子基團(tuán)則不利于Perkin反應(yīng)。反應(yīng)。有機(jī)合成Organic Synthesis20122013 學(xué)年 ClaisenSchmidt 反反響響在強(qiáng)堿在強(qiáng)堿(OH, RO 等等)存在下，芳醛與含有存在下，芳醛與含有 氫的氫的脂肪族醛酮進(jìn)行縮合生成脂肪族醛酮進(jìn)行縮合生成, 不飽醛酮的反應(yīng)叫做不飽醛酮的反應(yīng)叫做Claisen Schmidt 反響反響 。PhCHO+CHONaOHH2O, EtOHPhCHO80%著名的法國(guó)香精組分著名的法國(guó)香精組分(Flosal)PhCHO+CH3CCH3ONaOHH2OPhCHCHC

21、CH3O78%PhCHO+OKOHH2OPhCHO75%有機(jī)合成Organic Synthesis20122013 學(xué)年芳醛與芳醛與CH3COCH2R型不對(duì)稱酮進(jìn)行型不對(duì)稱酮進(jìn)行ClaisenSchmidt 反響，優(yōu)先生成甲基上的縮合產(chǎn)物反響，優(yōu)先生成甲基上的縮合產(chǎn)物 。Claisen Schmidt 反應(yīng)也包括在堿作用下芳醛與其它含反應(yīng)也包括在堿作用下芳醛與其它含有兩個(gè)活潑有兩個(gè)活潑 氫化合物的縮合反應(yīng)。氫化合物的縮合反應(yīng)。PhCHO+CH3CCH2CH3ONaOHH2OPhCHCHCCH2CH3OPhCHO+KOHH2OCH2CCH3OPhPhCHCHCCH2PhO48%99%PhCHO+

22、CH3NO2NaOHH2OPhCHCHNO2PhCHO+PhCH2CNEtONaEtOHPhCHCPhCN8391%8083%有機(jī)合成Organic Synthesis20122013 學(xué)年3. Wittig 反響反響R2CPPh3orWittig試劑的制備：試劑的制備：Wittig試劑試劑(又叫磷葉立德又叫磷葉立德)和醛、酮反應(yīng)生成烯烴，這是和醛、酮反應(yīng)生成烯烴，這是形成碳碳雙鍵的重要方法。形成碳碳雙鍵的重要方法。PhPhOPPh3+-H2C+PhPhPh3PO+R2CHBrPPh3R2CHPPh3Br+n-BuLiR2CPPh3+-有機(jī)合成Organic Synthesis20122013 學(xué)年OPPh3+-H2C+Ph3PO+羰基化合物中的碳碳雙鍵和叁鍵不受影響。羰基化合物中的碳碳雙鍵和叁鍵不受影響。COOCH3CH3OOPPh3+-H2CCOOCH3CH3O原料中如同時(shí)有酯基存在，則酮羰基優(yōu)先起反應(yīng)。原料中如同時(shí)有酯基存在，則酮羰基優(yōu)先起反應(yīng)。有機(jī)合成Organic Synthesis20122013 學(xué)年4. Mannich 反響反響 胺胺(氨氨)甲基化反應(yīng)甲基化反應(yīng)RHCHOHNR2H+ORONR2MeIRONR2M