碱催化缩合和烃基化反应

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1、第四章碱催化缩合和烃基化反应4.1羰基化合物的缩合反应1.羟醛缩合反应碱催化缩合反应或碱催化烃基化反应是指含活泼氢的化合物在碱催化下脱去质子形成碳负离子并与亲电试剂的反应。它们是用来增长碳链和合成环状化合物的一类反应。a.醛和酮自身缩合机理：不含α-氢的芳醛与含α-氢的醛或酮在碱存在下的缩合又叫Claisen-Schmidt反应.不含α-氢的醛酮与含α-氢的极性化合物（如硝基化合物、腈等）在碱存在下发生缩合反应。2.醛和酮的缩合混合缩合2.Knoevenagel反应Knoevenagel反应：醛酮与含有活泼亚甲基的化合物（如丙二酸、丙二

2、酸酯、氰乙酸酯等）有机碱（吡啶、哌啶、二乙胺等）催化，缓和条件（较低温度）下即可发生缩合反应，生成α，β－不饱和化合物。产率较高。芳环的缩合反应：类似于羟醛缩和反应Perkin反应：醛作为受者，酸酐以负离子的形式作为给者，亲核加成，脱去一分子羧酸。3.Perkin反应4.Claisen酯缩合反应含有两个α-H的羧酸酯在乙醇钠作用下，起分子间缩合反应，酸化后得到β-酮酸酯.反应机理：乙酰乙酸乙酯较强的酸性是推动Claisen酯缩合反应的真正动力具有两个α-H的酯用醇钠处理，一般都可顺利地发生酯缩合。只具有一个α-H的酯需采用更强的碱则可完

3、成。交叉克莱森缩合两种酯的混合物起克莱森缩合反应，可以得到四种β-酮酸酯的混合物，没有什么合成价值。但如果两种酯中有一种没有α-氢，只能提供羰基，那么用等摩尔的酯起缩合反应，可以使交叉缩合产物成为主产物。如无α-H的酯有甲酸酯、苯甲酸酯、碳酸酯和草酸酯，可与其它有α-H的酯缩合，它们在反应中提供羰基在另一酯的α-位导入相应的酰基。具有α-H的酮也可与酯在碱作用下发生交叉酯缩合，由于酮的α-H酸性较酯的强，反应中酮生成α-C负离子，结果是酯酰基导入酮的α-位。例：当然无α-H的酯与酮缩合产物更为单一。例：应用：酯缩合是形成C-C键的重要反

4、应，它可合成一些重要的1,3-官能团化合物，如：β-酮酸酯（该酯水解得β-酮酸，该酸容易受热脱羧）1,3-二酮1,3-二酯5.Dieckmann酯缩合己二酸酯和庚二酸酯，分子内酯缩合生成环状β-酮酸酯。常用来合成五六元环化合物。反应机理：6.Stobbe缩合在碱存在下，酮与丁二酸酯的反应，反应物较多的是采用酮而不是醛。Stobbe缩合是利用丁二酸酯中的活泼亚甲基在碱催化下形成碳负离子，再与醛、酮的羰基发生亲核加加成反。其反应机理表示如下：反应过程中生成的中间体γ－内酯1可分离出来，并证实在碱催化下1－2可实现定量转换。7.Darzen反

5、应Darzen缩合反应也称缩水甘油酸酯缩合，它是醛或酮与α-卤代酸酯类化合物缩合生成α,β-环氧酸酯的反应。反应在强碱催化下进行，常用的碱催化剂为t-C4H9OK、RONa、和NaNH2等，其中t-C4H9OK的催化效果为最佳。此缩合对于大多数脂肪族和芳香族醛或酮均可得到令人满意的收率。产物α,β-环氧酸酯经水解、脱羧可得到较原来的醛酮增加至少一个碳原子的醛酮。若用α-氯代酸酯与醛酮反应，再水解、脱羧产物较原料只增加一个碳原子。例：试推测一下该反应的反应机理？4.2碳原子上的烃基化反应1.单官能团化合物的烃基化反应酮、腈、酯（具吸电子基

6、）等单官能团化合物的烃基化反应需在强碱作用下形成碳负离子，再与卤代烃发生反应。2.双官能团化合物的烃基化A、丙二酸二乙酯的烃基化丙二酸二乙酯的烃基化能一次导入两个相同的烃基双官能团化合物的分子中含有两个活化基团，α-H具有较强的酸性，烃基化作用可以在温和的条件下进行，产率一般较好。合成上最重要的双官能团化合物有丙二酸酯、三乙、β-二酮及具有活性氢的活泼亚甲基化合物。丙二酸二乙酯及其衍生物水解生成丙二酸，丙二酸不稳定，易脱羧成为羧酸。丙二酸烃基化在合成羧酸中的应用：a、取代乙酸的制备b、二元羧酸的制备2摩尔丙二酸二乙酯，2摩尔醇钠和1摩尔

7、双卤代烃作用c、环烷酸制备1摩尔丙二酸二乙酯用2摩尔醇钠处理可以得到双钠盐，盐与1摩尔双卤代烃反应可以制备三、四、五、六元环的环烷酸。d、1,4-官能团化合物当采用α-卤代化合物进行上述反应，可以成功地合成1,4-官能团化合物。B、乙酰乙酸乙酯的烃基化C-烃化产物O-烃化产物取代“三乙”用稀碱水解，再酸化脱羧后生成甲基酮,产物比用作原料的卤代烃碳链增加了三个碳原子。1.R=伯卤代烷，而仲卤代烷和叔卤代烷在碱性条件下易发生消去反应注意：2.不能同时引入两个烃基，如果两个烃基不同，一般先引入大的烃基。3.卤代烃也可以是卤代酸酯或卤代酮。三乙

8、在合成中的应用：三乙合成法主要用其酮式分解，酸式分解制酸很少。通过三乙的亲核取代及其产物的脱羧，可以合成各种甲基酮类。被合成的产物中“三乙”提供的部分是CHCOCH3。例如：1、2、3、当采用1mol1,4