活泼亚甲基反应

《活泼亚甲基反应》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第12章活泼亚甲基反应在醛、酮、羧酸及其衍生物中，与羰基相邻的α-亚甲基（1）也受羰基拉电子效应的影响，因此α-碳上的氢也表现出一定的酸性，并可离解出一个质子形成碳负离子（2）。（2）经过共振成为烯醇负离子（3），得到一个质子形成烯醇式（4）。（1）式和（4）式之间的互变称为烯醇互变异构。（1）式称为酮式（ketoform），（4）式称为烯醇式（enolform）。HOOO-OH-H+CCH+CCCCCC4123（烯醇式）（酮式）醛、酮、酸酸及其衍生物的α-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。活泼亚甲基化合物烯醇化程度越高，α-氢酸性越大

2、，亚甲基越活-4泼。而烯醇化程度与分子结构有关，例如，丙酮在液态时含有1.5×10%的烯醇(pKa20)，而乙酰丙酮则由于其烯醇式可形成分子内氢键以及共轭效应，在己烷中的烯醇含量高达92%，酸性较丙酮大得多(pKa9)，与苯酚相近(pKa9.98)。HOOOOCCCCCHCHCHCHCHCH32333(8%)(92%)与羧酸相比(pKa4.76)，烯醇是较弱的酸。一些活泼亚甲基化合物的酸性见表12.1。除了含羰基化合物外，其它带有吸电子基团（如硝基、亚硝基、烷氧基等）的化合物均有不同程度的烯醇化作用。表12.1一些活泼亚甲基化合物的酸性化合物pKa化合物pKaHCOCH2CH

3、O5CH3SO2CH2SO2CH312.5CH3COCH2COCH39EtO2CH2CO2Et13RCH2NO210RCH2CHO16CH3COCH2CO2R11RCOCH2R’19-29NCCH2CN11RO2CCH2R’24.5RCH2CN25醛、酮、羧酸及其衍生物的羰基活化α-氢的能力有以下次序：-CHO>-COCO2R>-COPh>-COR>-CN>-COX>-CO2R>-CO2H这些羰基化合物的许多重要反应与它们的α-活泼亚甲基有关。本章将主要讨论羰基化合物的α-卤化反应、缩合反应、烷基化反应，以及磷和硫叶立德（也是一类活泼亚甲基化合物）参与的缩合反应。12.1羰基

4、化合物的α-卤化112.1.1醛和酮的卤化α-位含有活泼氢的酮在酸或碱催化下可与卤素作用，发生α-氢的卤代反应：OOX2CCRCH3X=Cl,BrorIRCH2X在酸催化下，首先羰基发生质子化，然后通过烯醇式进行卤化。由于反应过程中能够产生卤化氢，故该反应也可不加酸催化，一旦反应发生了，产生的卤化氢即可自动催化，反应就能很快进行。++O+OH-OHOHX-OH-HXXCCCCC+HXRCH3RCH2RCH2RCH2XRCH2XH这个反应通常在冰醋酸中进行，也可用N,N-二甲基甲酰胺或乙醚作溶剂。原料分子中的α-氢可逐个被卤素取代，但反应可控制在单取代和双取代阶段。当α-氢被卤

5、素取代后，卤原子的吸电子效应使羰基氧上的电子云密度降低，羰基氧再质子化形成烯醇要比未卤代时困难一些。因此，只要小心控制卤素的量，可以使反应停留在单取代阶段。该反应主要用于制备单卤代酮，例如：OOAcOHC+HBrC+Br2C6H5CH3C6H5CH2Br66%对于不对称的酮，α-氢被卤素取代的优先次序是CH>CH2>CH3，这是因为α-碳上取代基愈多，超共轭效应愈大，形成的烯醇式中间体愈稳定，因而这个碳上的氢就更容易离开而进行卤化反应。但通常得到两种产物的混合物。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α-卤代醛：BrBrOCH3OCH

6、3H+CH3OHBr23ORCHCHORCH2CHORCH2CHRCHCHHClOCH3OCH3在碱催化的过程中，碱首先夺取α-碳上的质子，形成碳负离子，然后与卤素反应，生成α-卤代酮。由于卤素吸电子效应的影响，使得被卤素取代了的α-碳上的氢的酸性增强，第二个质子更容易失去并进一步卤化生成二卤代产物；同样，第三个质子比第二个质子更容易被2取代。因此，只要第一个质子被卤代，第二和第三个质子均很快被卤代，反应不能停留在单卤代和双卤代产物阶段。OOXXXXCCRCH2RCHXOO-OH-OHCCRCH2XRCH3O+OCX-CRCH2RCHXOXXCORCX2OOH-CCRCHX2

7、RCX3++X-O-XCRCX2当然，如果羰基的α-碳上只有一个质子，碱催化的反应也可生成单卤代产物。例如：OOBr2C6H5CCHCH2CH3C6H5CCBrCH2CH3NaOH/H2OCH3CH312.1.2卤仿反应在上述碱催化的卤化反应中，由于-CX3强拉电子作用，生成的三卤代产物中的羰基很--容易受OH的亲核进攻，OH加成到羰基碳上，形成四面体过度态（I）；然后，（I）中的三卤甲基作为离去基团离去，生成羧酸（II）和三卤甲基负离子，后者再获取一个质子后生成卤仿。这个反应称为卤仿反应。OOOOC加