第12章活泼亚甲基反应.ppt

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1、第第1212章章 活泼亚甲基反应活泼亚甲基反应 本章内容本章内容12.1 12.1 羰基化合物的羰基化合物的-卤化卤化12.2 12.2 酯缩合反应酯缩合反应12.3 12.3 羟醛缩合反应羟醛缩合反应12.412.4与羟醛缩合相关的反应与羟醛缩合相关的反应12.5 12.5 烷基化反应烷基化反应12.6 12.6 磷和硫叶立德与醛、酮的缩合反应磷和硫叶立德与醛、酮的缩合反应v醛、酮、酸酸及其衍生物的-亚甲基上的氢受到邻位羰基的活化而呈一定的酸性，因此常称为活泼亚甲基化合物 v活泼亚甲基化合物烯醇化程度越高，-氢酸性越大，亚甲基越活泼 CCHOCCOH+-CCO-H+CCOH 1 1 2 23

2、 3 4 4（酮式）（烯醇式）CH2CCOCH3OCH3CCH3CH3OCCHOH(8%)(92%)v醛、酮、羧酸及其衍生物的羰基活化醛、酮、羧酸及其衍生物的羰基活化-氢的能力有以下次序：氢的能力有以下次序：-CHO-CHO -COCO-COCO2 2R R -COPh-COPh -COR -COR -CN -CN -COX -COX -CO-CO2 2R R -COCO2 2H H12.1 12.1 羰基化合物的羰基化合物的-卤化卤化12.1.1 12.1.1 醛和酮的卤化醛和酮的卤化-位含有活泼氢的酮在酸或碱催化下可与卤素作用，位含有活泼氢的酮在酸或碱催化下可与卤素作用，发生发生-氢的卤代

3、反应氢的卤代反应：CRCH3OX2X=Cl,Br or ICRCH2OXv酸催化机理酸催化机理CRCH3OCRCH2OHXH+CRCH2OHH+-H-CRCH2OHXX+X-CRCH2OX+HXCC6H5CH3OCC6H5CH2OBr+Br2AcOH+HBr66%对于不对称的酮，对于不对称的酮，-氢被卤素取代的优先次序是氢被卤素取代的优先次序是CH CH2 CH3v醛类直接进行卤化，常被氧化成酸。如将醛转化成缩醛后再卤醛类直接进行卤化，常被氧化成酸。如将醛转化成缩醛后再卤化，然后水解缩醛，也能得到化，然后水解缩醛，也能得到-卤代醛卤代醛 RCH2CHOCH3OH HClRCH2CHOCH3OC

4、H3Br2RCHCHOCH3OCH3BrH3+ORCHCHOBrv碱催化机理碱催化机理CRCH3OCRCH2OXOH-CRCH2OCRCH2OXXOH-CRCHXOCRCHXOXXCRCX2OCRCX2OXXOH-CRCHX2OCRCX3O+X-+X-+X-v羰基的-碳上只有一个质子，碱催化的反应也可生成单卤代产物 C6H5CCHCH2CH3OCH3 Br2NaOH/H2OC6H5CCBrCH2CH3OCH312.1.2 12.1.2 卤仿反应卤仿反应卤仿反应卤仿反应 -CXCX3 3强拉电子作用，生成的三卤代产物中的羰基很容易受强拉电子作用，生成的三卤代产物中的羰基很容易受OHOH-的的亲核

5、进攻，亲核进攻，OHOH-加成到羰基碳上，形成四面体过度态（加成到羰基碳上，形成四面体过度态（I).I).（I I）中的三卤甲基作为离去基团离去，生成羧酸（）中的三卤甲基作为离去基团离去，生成羧酸（IIII）和三卤）和三卤甲基负离子，后者再获取一个质子后生成卤仿。甲基负离子，后者再获取一个质子后生成卤仿。这个反应称为这个反应称为卤仿反应卤仿反应。OCRCX3HO加成OCRCX3OH消除OCROH+CX3OCRO-+HCX3 （I）（II）当使用次碘酸钠溶液为卤化试剂时，乙醛和甲基酮能够迅速转当使用次碘酸钠溶液为卤化试剂时，乙醛和甲基酮能够迅速转化成羧酸和碘仿，其中碘仿以黄色沉淀析出，很容易观察

6、到，化成羧酸和碘仿，其中碘仿以黄色沉淀析出，很容易观察到，故碘仿反应被用于故碘仿反应被用于乙醛和甲基酮乙醛和甲基酮的鉴定的鉴定 CH3CH2OHI2/KOHCH3CHOHCOOH+CHI3(黄色）CH3CHOORCH3CH3ONaOClCO2HCH3CCHCOCH3CH3KOClCH3CCHCO2HCH388%53%12.1.3 12.1.3 脂肪酸的卤化脂肪酸的卤化羧酸的羧酸的-H-H酸性比醛、酮小，故而羧酸的酸性比醛、酮小，故而羧酸的-H-H远比醛和酮的远比醛和酮的-H-H难以卤化，而且只限于氯化和溴化。难以卤化，而且只限于氯化和溴化。-碘代酸需要间接的方法合成。碘代酸需要间接的方法合成。

7、与羧酸相反，酰氯和酸酐的与羧酸相反，酰氯和酸酐的-H-H都容易被卤化。都容易被卤化。脂肪酸在催化量的三氯化磷或三溴化磷存在下可进行氯化或溴化 2P +3Br2 2PBr33RCH2CO2H +PBr3 3RCH2COBr +P(OH)3RCH2COBr +Br2 RCHCOBr +HBrBrRCHCOBr +RCH2CO2H RCHCO2H +RCH2COBrBrBr酰卤的卤化也要通过烯醇式，反应在酸催化下进行。酰卤的卤化也要通过烯醇式，反应在酸催化下进行。RCH2CBrORCHCOBr BrH+RCHCBrOHBrBrRCHCBrBrOH+HBr-H+12.2 12.2 酯缩合反应酯缩合反应

8、12.2.1 12.2.1 克莱森缩合反应克莱森缩合反应含有-活性氢的酯在碱性条件下失去一分子醇生成-酮酸酯，这个反应称为酯缩合反应酯缩合反应，或者克莱森（克莱森（ClaisenClaisen）缩合反应）缩合反应。CH3COC2H5O21.EtONa/EtOH2.H3+OCH3CCH2COC2H5OOv反应机理反应机理CH3COC2H5 +OC2H5 CH2COC2H5 +HOC2H5OO1CH3COC2H5 +CH2COC2H5 OOCH3COOC2H5CH2COC2H5O2CH3COOC2H5CH2COC2H5O+OC2H5CH3CCH2COC2H5OO3+OC2H5CH3CCH2COC2

9、H5OO+HOC2H5CH3CCHCOC2H5OO4H+CH3CCH2COC2H5OO中间体（4 4）的生成是酯缩合反应的驱动力 C6H5CH2CO2CH3 C6H5CH2CCHCO2CH3C6H5OMeONa(CH3)2CHCO2CH3 (CH3)2CHCCHCO2CH3CH3OMeONav乙酰乙酸乙酯是一个由酮型（乙酰乙酸乙酯是一个由酮型（5 5）和烯醇型（）和烯醇型（6 6）互变异构体组）互变异构体组成的混合物。在烯醇型异构体（成的混合物。在烯醇型异构体（6 6）中存在分子内氢键。）中存在分子内氢键。CCH3COC2H5OOCCH3COC2H5OOH 5 6醛酮试剂反应形成肟、腙等 氨解

10、形成酰胺 溴发生加成反应 酮酯烯醇12.2.2 12.2.2 迪克曼缩合反应迪克曼缩合反应分子内的酯缩合称为迪克曼（分子内的酯缩合称为迪克曼（DieckmannDieckmann）缩合。这个反应特别）缩合。这个反应特别适合于合成五元和六元环型适合于合成五元和六元环型-酮酸酯。酮酸酯。CO2C2H5CO2C2H5CO2C2H5O1.C2H5ONa2.H3+OCO2C2H5CO2C2H5CO2C2H5O1.C2H5ONa2.H3+O12.2.3 12.2.3 交叉的酯缩合反应交叉的酯缩合反应两种不同的酯亦可发生缩合反应，称为交叉的酯缩合反应两种不同的酯亦可发生缩合反应，称为交叉的酯缩合反应 一种酯

11、中没有一种酯中没有-H-H，另一种酯中含有，另一种酯中含有-H-H时，它们的时，它们的缩合反应还是相当有用的缩合反应还是相当有用的 HCOC2H5O+CH3COC2H5O1.C2H5ONa2.H+3OHCCH2COC2H5OO79%C6H5CH2COC2H5O+C2H5OCOC2H5O1.C2H5ONa2.H+3OC2H5OCCHCOC2H5OOC6H586%12.2.4 12.2.4 酮与酯的缩合酮与酯的缩合含有含有-H-H的酮与酯也可发生交叉缩合反应，生成的酮与酯也可发生交叉缩合反应，生成-酮酸酯酮酸酯或或-二酮二酮 C6H5CCH3 +C6H5COC2H5OO1.C2H5ONa2.H3+

12、OC6H5CCH2CC6H5OO62%-71%CH3CCH3O+CH3CO2C2H51.C2H5ONa2.H2SO4/H2OCH3CCHCCH3OO43%v戊二酮亦可通过丙酮与乙酸酐在三氟化硼催化下制备，产率比戊二酮亦可通过丙酮与乙酸酐在三氟化硼催化下制备，产率比较高较高 CH3CCH3O+(CH3CO)2OCH3CCHCCH3OOBF3+CH3CO2H85%这个反应的中间过程不是烯醇负离子，而是烯醇式本身这个反应的中间过程不是烯醇负离子，而是烯醇式本身(CH3CO)2OBF3+CH3CO+CH3CO2-BF3CH3CCHCCH3OOCH3CO+H2CCOHCH3+H+12.3 12.3 羟醛

13、缩合反应羟醛缩合反应12.3.1 12.3.1 醛和酮的自身缩合醛和酮的自身缩合在碱存在下，醛或酮也可发生类似于酯缩合的反应，称在碱存在下，醛或酮也可发生类似于酯缩合的反应，称为羟醛缩合（为羟醛缩合（AldolAldol condensation condensation）反应。）反应。OCHCH3+OHOCHCH2+H2OOCHCH2OCHCH3+OCHCH2CHCH3OOCHCH2CHCH3O+H2OOCHCH2CHCH3OH+OH羟醛（沸点羟醛（沸点8383o oC/20mmHgC/20mmHg）在直接蒸馏时，或在少量碘或氯化氢存）在直接蒸馏时，或在少量碘或氯化氢存在下加热，可顺利失水而

14、形成巴豆醛在下加热，可顺利失水而形成巴豆醛 CH3CHCH2CHOOHI2CH3CHCHCHO +H2O脱水很容易进行脱水很容易进行v多数带有多数带有-H-H的醛或酮都可以缩合形成羟醛，易脱水得到的醛或酮都可以缩合形成羟醛，易脱水得到，-不饱和醛或酮。不饱和醛或酮。v醛基和酮基活化亚甲基的能力比酯基和羧基强，羟醛缩合可以醛基和酮基活化亚甲基的能力比酯基和羧基强，羟醛缩合可以在比较弱的碱作用下发生，如碳酸盐、醋酸盐等，也可以使用在比较弱的碱作用下发生，如碳酸盐、醋酸盐等，也可以使用少量的强碱如氢氧化钠、醇钠作为缩合剂。少量的强碱如氢氧化钠、醇钠作为缩合剂。OCH3C2H5ONaCCH3OHCH2

15、CO-H2OCCH3CHCO12.3.2 12.3.2 交叉羟醛缩合交叉羟醛缩合不含不含-氢的醛或酮与含有氢的醛或酮与含有-氢的醛或酮可发生交叉羟氢的醛或酮可发生交叉羟醛缩合反应醛缩合反应 C6H5CHONaOHCH3CHOCH3COCH3C6H5COCH3C6H5CH=CHCHOC6H5CH=CHCOCH3C6H5CH=CHCOC6H5C6H5CH=CHCOCH=CHC6H512.4 12.4 与羟醛缩合相关的反应与羟醛缩合相关的反应12.4.1 12.4.1 瑞福马斯基反应瑞福马斯基反应 由由-溴代酸酯原位生成的有机锌化合物与醛或酮进行加成，形溴代酸酯原位生成的有机锌化合物与醛或酮进行加成

16、，形成成-羟基酸酯的溴锌化物，经酸化得到羟基酸酯的溴锌化物，经酸化得到-羟基酸酯（类似于格羟基酸酯（类似于格氏反应），这个反应被称为瑞福马斯基（氏反应），这个反应被称为瑞福马斯基（ReformatskyReformatsky）反应。）反应。R1CR2O+BrCHCO2EtR3ZnEt2OCR2R1OZnBrCHCO2EtR3H+CR2R1OHCHCO2EtR3CH3CH2CHO +BrCH2CO2Et CH3CH2CHCH2CO2EtOH1.Zn,Et2O2.H3O+C6H5CCH3O+CH3CHCO2EtBr1.Zn,Et2O2.H3O+C6H5CCH3OHCHCH3CO2Et12.4.2 12.4.2 贝金反应贝金反应贝金（贝金（PerkinPerkin）反应是芳香醛与乙酸酐或取代的乙酸酐在相应的）反应是芳香醛与乙酸酐或取代的乙酸酐在相应的羧酸钠盐或钾盐存在下缩合，生成羧酸钠盐或钾盐存在下缩合，生成，-不饱和羧酸的反应。不饱和羧酸的反应。C6H5CHO +(CH3CO)2O C6H5CHCHCO2HAcONa175oCOCHOAc2O,AcONa 150oCOCHCHCO2H合成治